RK3562J技術(shù)分享 | AMP雙系統(tǒng)下的裸核中斷嵌套初體驗(yàn)

多核異構(gòu)系統(tǒng)是?種使同?顆SoC芯片中不同核心分別獨(dú)立運(yùn)行不同平臺(tái)的計(jì)算系統(tǒng)。通過合理的處理器核心及外設(shè)資源劃分，使?顆SoC芯片能夠獨(dú)立運(yùn)行Linux系統(tǒng)和實(shí)時(shí)性系統(tǒng)，在滿足系統(tǒng)軟件功能和硬件外設(shè)豐富性要求的同時(shí)，也滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，具有突出的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)品體積優(yōu)勢(shì)。

1. 瑞芯微多核異構(gòu)系統(tǒng)

“瑞芯微多核異構(gòu)系統(tǒng)”是瑞芯微提供的?套通用多核異構(gòu)系統(tǒng)解決方案。

在運(yùn)行平臺(tái)方面：

Linux提供標(biāo)準(zhǔn)的Linux Kernel，RTOS提供開源的RT-Thread ，Bare-metal提供基于RK HAL硬件抽象層的裸機(jī)開發(fā)庫。同時(shí)，瑞芯微多核異構(gòu)系統(tǒng)支持客戶自行適配更多的運(yùn)行平臺(tái)，例如可以基于RK HAL硬件抽象層適配指定的RTOS等。

在處理器核心方面：

瑞芯微多核異構(gòu)系統(tǒng)支持SoC中同構(gòu)的ARM Cortex-A核心獨(dú)立運(yùn)行。也支持SoC中異構(gòu)的ARM Cortex-M或RISC-V核心獨(dú)立運(yùn)行。瑞芯微多核異構(gòu)系統(tǒng)通過合理的處理器核心資源劃分，將適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)分配到最適合的核心進(jìn)行處理，從而使SoC發(fā)揮出更優(yōu)秀的性能和能效表現(xiàn)。

目前，瑞芯微多核異構(gòu)系統(tǒng)采用無監(jiān)督的AMP方案。不使用虛擬化管理，從而在運(yùn)行實(shí)時(shí)性系統(tǒng)時(shí)獲得更快的中斷響應(yīng)，以滿足電力、工控等行業(yè)應(yīng)用中嚴(yán)苛的硬實(shí)時(shí)性要求。

2. RK3562J處理器核心及AMP支持情況

處理器核心

AMP支持情況

3. 中斷嵌套機(jī)制

中斷嵌套是一種有效的中斷處理機(jī)制，它允許系統(tǒng)根據(jù)中斷的優(yōu)先級(jí)來響應(yīng)和處理中斷，從而確保關(guān)鍵任務(wù)能夠及時(shí)得到處理，具有實(shí)時(shí)性高、靈活性好、響應(yīng)快速等特點(diǎn)，但傳統(tǒng)的Linux系統(tǒng)為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可預(yù)測(cè)性、減少資源競(jìng)爭(zhēng)和死鎖等風(fēng)險(xiǎn)、以及提高兼容性和可維護(hù)性，不支持中斷嵌套。這種設(shè)計(jì)選擇使得Linux內(nèi)核在許多應(yīng)用場(chǎng)景中表現(xiàn)出色，但對(duì)于高實(shí)時(shí)性場(chǎng)景下的應(yīng)用就顯得力不從心了。

4. 案例實(shí)踐分享

開發(fā)板型號(hào)：OK3562J-C

資料版本：OK3562-C_Linux 5.10.198_用戶資料_R1

測(cè)試思路：

使用兩個(gè)GPIO，分別為GPIO4B1和GPIO0B0，其中GPIO4B1設(shè)置為輸出，GPIO設(shè)置為輸入并且中斷配置為下降沿觸發(fā)。硬件上短接GPIO4B1和GPIO0B0。

使用Timer4定時(shí)器每秒產(chǎn)生一個(gè)定時(shí)器中斷，在中斷處理函數(shù)中控制GPIO4B1產(chǎn)生一個(gè)下降沿并延時(shí)，如果出現(xiàn)了GPIO0B0中斷處理函數(shù)中的打印信息則證明成功發(fā)生了中斷搶占。

測(cè)試步驟：

（1）編寫測(cè)試程序fltest_irq_preempt.c開啟TIEMR4和GPIO0B0的中斷并且將GPIO0B0配置為下降沿觸發(fā)，在定時(shí)器中斷處理函數(shù)中將GPIO4B1拉高拉低，使之觸發(fā)GPIO0B0的中斷，在GPIO0B0的中斷處理函數(shù)中打印一句話來表明當(dāng)前進(jìn)入了GPIO0B0的中斷；

（2）修改中斷路由，添加TIMER4和GPIO0的中斷并使之綁定給CPU3，并設(shè)置TIMER4的中斷優(yōu)先級(jí)高于GPIO0；

（3）重新編譯鏡像并燒寫；

（4）在uboot菜單中打開AMP并重啟OK3562J-C開發(fā)板，此時(shí)RTOS調(diào)試串口打印如下：

按tab鍵可以打印出當(dāng)前的所有命令：

可以看到我們的命令已經(jīng)注冊(cè)成功了。

現(xiàn)在執(zhí)行我們剛剛編寫的fl_irq_test這條命令，即可看到效果：

可以看到GPIO0B0的中斷搶占了當(dāng)前的TIMER4中斷。

我們將二者的優(yōu)先級(jí)調(diào)換一下再重新編譯燒寫，然后再次執(zhí)行該程序，可以看到GPIO0B0的中斷在TIMER4中斷結(jié)束之后才被處理，未發(fā)生搶占。