乐鑫科技ESP-AMP框架详解！两款已支持的ESP32-P4C5开发板推荐！启明云端乐鑫科技代理

 

在多核嵌入式开发中，如何实现任务的高效分工与跨核通信，一直是开发者关注的重点。ESP-AMP 作为专为 ESP32 系列打造的非对称多处理框架，现已支持主核运行 FreeRTOS、从核运行裸机或其他实时操作系统，并提供完整的核间通信机制。

启明云端旗两款高性能开发板——WT99P4C5-S1与 WTDKP4C5-S1，搭载乐鑫科技ESP32-P4芯片和ESP32-C5芯片，均已支持 ESP-AMP 框架，为开发者提供即插即用的多核开发体验，助力项目快速落地。

 

 

ESP-AMP介绍

ESP-AMP 是一款开源框架，适用于在多处理核心的 ESP32 系列片上系统（SoC）上构建非对称多处理（AMP）应用。该框架支持一个核心运行 IDF FreeRTOS 固件，另一个核心运行裸机或其他实时操作系统（RTOS）等不同软件环境，并提供了一套用于核心间通信与同步的 API。本文档后续将运行 IDF FreeRTOS 的核心称为主核（maincore），运行其他软件环境的核心称为从核（subcore）。

与 ESP-IDF 提供的默认对称多处理（SMP）系统相比，ESP-AMP 具有以下差异化特性：

核心功能定制选择：在单高性能（HP）核心的 SoC 中，低功耗（LP）核心可作为从核，为从主核分担部分任务；在多 HP 核心系统中，ESP-AMP 支持将一个 HP 核心作为主核，其余 HP 核心作为从核运行。

灵活性更高：支持在两个核心上并行部署不同配置、运行专用应用，以适配更复杂的使用场景（目前从核仅支持裸机环境）。

 

ESP-AMP架构

ESP-AMP 提供了一套完整的核心间通信（IPC）和同步组件，采用分层架构设计，如下图所示：

你可选择不同层级的 API，或组合多层级 API，以满足特定需求或使用场景。从下至上，各组件如下：

共享内存（Shared Memory）：跨核心通信的基础数据共享机制。

软件中断（Software Interrupt）：跨核心通信的基础通知机制。

事件（Event）：包含主核与从核间同步的 API。

队列（Queue）：无锁队列，支持核心间单向通信。

远程处理器消息传递（RPMsg）：远程处理器消息传递协议的实现，支持应用中并发通信流。

远程过程调用（RPC）：基于 RPMsg 构建的简易远程过程调用框架。

此外，ESP-AMP 还提供了端口层（Port Layer），用于抽象不同环境和 SoC 之间的差异，为上层提供统一接口。

 

构建系统

ESP-AMP 配备灵活的构建系统，可轻松构建主核和从核固件，核心特性包括：

采用标准 ESP-IDF 构建系统构建主核固件。

从核固件支持两种构建模式：统一构建模式（单条命令同时构建主核和从核固件）和独立构建模式（单独构建从核固件）。

从核固件支持两种存储方式：嵌入主核固件中，或写入闪存分区。

为裸机环境下的从核构建提供专用工具链配置。

 

系统组件

系统组件包含主核用于管理从核生命周期、处理从核系统事件的 API，目前支持的功能如下：

启动和停止从核。

将从核固件加载到 HP RAM 或 RTC RAM。

从核异常事件通知主核，并调用可自定义的异常处理器。

将从核的 printf 消息路由至主核控制台。

 

支持的ESP-IDF版本及SoC系统

目前 ESP-AMP 支持以下主核-从核配置组合，后续将持续扩展，支持更多 SoC 及配置方案。

SOC	版本	主核	从核
ESP32-C5	v5.5及以后版本	HP核心	LP核心
ESP32-C6	v5.3.1及以后版本	HP核心	LP核心
ESP32-P4	v5.3.1及以后版本	HP核心	HP核心

启明云端推出的 WT99P4C5-S1和 WTDKP4C5-S1开发板，搭载乐鑫科技ESP32-P4芯片和ESP32-C5芯片，均已适配 ESP-AMP 框架，为开发者提供稳定、高效的多核开发硬件平台。无论是高性能计算还是低功耗协处理，这两款开发板都能轻松胜任。

入门指南

如需快速上手，可按以下步骤构建并运行示例：

搭建 IDF 环境

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git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.gitcd esp-idfgit checkout v5.3.1 # for ESP32-C6/ESP32-P4 or v5.5 for ESP32-C5./install.sh. export.sh

克隆本仓库

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git clone https://github.com/espressif/esp-amp.git

 

开始构建示例

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cd esp-amp/examples/idf.py set-target idf.py buildidf.py flash monitor

 

 

从核应用构建技巧

从核应用受资源限制且有特殊工具链需求，需专用构建配置。

 

已知限制

ESP-AMP 仍在积极开发中，目前存在以下限制：

ESP32-P4 相关限制：

从核类型：目前 ESP32-P4 仅支持 HP 核心作为从核，暂不支持 LP 核心。

缺少 XIP 和 PSRAM 支持：从核暂未启用缓存，因此不支持从 PSRAM 访问数据及从闪存执行片上执行（XIP）。

主核缓存容量受限：ESP32-P4 SoC 内置 768 KB 内部 L2MEM，缓存内存从中分配，用户可通过 sdkconfig 中的 CONFIG_CACHE_L2_CACHE_SIZE 配置 128KB、256KB 或 512KB 缓存。但由于 256KB L2MEM 需预留用于从核固件，启用 ESP-AMP 后，缓存最大容量将降至 256KB。

 

常见问题（FAQ）

 为何不使用 OpenAMP？

OpenAMP 是一款广泛用于多核心 SoC 构建 AMP 应用的开源框架，ESP-AMP 正是受其启发开发。

未直接复用 OpenAMP 而选择独立开发的核心原因是，我们需要一款轻量级的 AMP 框架 ——OpenAMP 的丰富功能不仅增加了使用复杂度，还导致代码体积臃肿，难以移植到资源受限的系统（尤其是 ESP32-C5 和 ESP32-C6 的 LP 核心，默认仅 16KB RTC RAM 作为内部 RAM）。

ESP-AMP 设计初衷即为轻量化，同时提供构建 AMP 应用所需的核心功能。
 

能否将 RTC RAM 用作共享内存？

不建议将 RTC RAM 用作共享内存，因为 HP 核心与 LP 核心之间无法保证操作的原子性，且 RTC RAM 不支持比较并交换（CAS）操作。

 如何为从核开发外设驱动？

对于 HP 外设：ESP-IDF 的 hal 组件包含底层驱动，提供与操作系统无关、接口统一的 API，可在任意环境中操作不同 SoC 的 HP 外设寄存器。

对于 LP 外设：ESP-IDF 的 ulp 组件已实现即用型驱动。