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一篇文章玩转T113的ARM+RSIC V+DSP三核异构！

2025-03-20

2154

来源：米尔电子

近年来，随着半导体产业的快速发展和技术的不断迭代，物联网设备种类繁多（如智能家居、工业传感器），对算力、功耗、实时性要求差异大，单一架构无法满足所有需求。因此米尔推出MYD-YT113i开发板（基于全志T113-i）来应对这一市场需求。



米尔基于全志T113-i核心板及开发板



part 01

T113-i芯片及OpenAMP简介



  • T113-i芯片简介

T113-i由两颗ARM A7 、一颗C906（RISC-V）和一颗DSP（HIFI 4）组成。

  • C906（RISC-V核）特性：

  1. 主频最高1008MHz
  2. 32KB I-cache+32 KB D-cache
  3. 操作系统支持裸跑和FreeRTOS实时操作系统

  4. 支持少量数据核间通讯（RPMsg）和大量核间数据（RPBuf）

  • DSP（HIFI 4）特性：
  1. 最高主频600MHz
  2. 32KB L1 I-cache+32 KB L1 D-cache 
    64KB I-ram+64KB D-ram
  3. 操作系统支持裸跑和FreeRTOS实时操作系统

  4. 支持少量数据核间通讯（RPMsg）和大量核间数据（RPBuf）

    • OpenAMP系统原理

    T113-i=2×ARM A7 + 1×C906（RISC-V） + 1×DSP（HIFI 4）组成，其中两个A7核为主核心，C906（RISC-V核）和DSP为双副核心。而其中的RISC-V属于超高能效副核心，标配内存管理单元，可运行RTOS或裸机程序，T113的主核运行Linux进行人机界面的交互和应用流程，而RISC-V则是后台可进行大数据数据采集，或者相关编码器的控制等，降低主核被中断的次数，大大提供了主核的运行效率。每个处理器核心相互隔离，拥有属于自己的内存，既可各自独立运行不同的任务，又可多个核心之间进行核间通信，这些不同架构的核心以及他们上面所运行的软件组合在一起，就成了 AMP 系统（Asymmetric Multiprocessing System 异构多处理系统）即非对称多处理架构。



    part 02

    AMP系统通信机制详解



    • AMP通信原理

    由于两个核心存在的目的是协同的处理，因此在异构多处理系统中往往会形成Master-Remote结构。主核心启动后启动从核心。当两个核心上的系统都启动完成后，他们之间就通过IPC（Inter Processor Communication）方式进行通信，而 RPMsg就是IPC中的一种。
    在AMP系统中，两个核心通过共享内存的方式进行通信。两个核心通过AMP中断来传递讯息。内存的管理由主核负责    。

     

    • 使用 RPMsg进行核间通信

    RPMsg整体通讯框架

    上面介绍了通讯原理，这里讲解如何通讯，AMP使用RPMsg框架进行通讯，该框架用于AMP场景下处理器之间进行相互通信。OpenAMP内部实现了可用于RTOS或裸机系统中的RPMsg框架，与Linux内核的RPMsg框架兼容。

     


    其通信链路建立流程如下：


    1. RTOS 端调用 rpmsg_create_ept 创建指定 name 的端点。
    2. Linux 端 rpmsg core 层收到端点创建消息，调用 rpmsg_register_device 将其作为一个设备注册到 rpmsg bus。
    3. Linux 端 rpmsg bus 匹配到相应的驱动，触发其 probe 函数。
    4. Linux 端驱动 probe 函数完成一些资源的分配以及文件节点的生成。
    5. Linux 端驱动的 probe 函数调用完后，rpmsg bus 会回复一个 ACK。

    6. RTOS 端收到 ACK 后设置端点的状态，此时使用 is_rpmsg_ept_ready 函数会返回 true。

    RPMsg数据传输流程如下：

    下面展示一次RPMsg数据传输的通信过程，下面详细说明：

     

    1. arm端把数据拷贝到buffer中，在初始化时已经将buffer和payload memory地址绑定，因此数据拷贝后相当于存放到了payloadmemory中。

    2. 在消息传输命令后加上数据在payload memory中的起始地址和长度，组成数据包，调用RPMsg接口发送。


    RPBuf：基于共享内存和RPMsg消息通知，实现传输大数据传输的框架。
    RPMsg：基于VirtIO管理的共享内存，实现数据传输的框架。
    VirtIO：原本是一套用在虚拟化环境中传输数据的框架，这里用作共享内存（VRING）的管理。
    OpenAMP：OpenAMP框架为RTOS、裸机和Linux用户空间提供了RPMsg、VirtIO、re-moteproc（未列出）的实现，并且与Linux内核兼容。
    Msgbox：是全志平台提供的一套消息中断机制，已通过linux内核中原生的mailbox框架作适配。
    MSGBOX_IRO_REG：Msgbox的中断相关寄存器。
    buffer：表示申请到的共享内存。用户通过操作buffer对象，可直接访问对应的共享内存。
    payload memory：用来存放实际传输数据的共享内存，因此称为payload（有效负载）。
    VRING：由Virtl0管理的一个环形共享内存。




    part 03

    案例与性能测试



    • A核与RISC-V核通讯流程

    A核与RISC-V核通讯流程如下：

     

    1. 首先监听端点

    2. 创建端点

    3. 节点通讯

    linux向riscv发送

    4. riscv接收数据

     

    • A核与RISC-V核数据传输性能测试


    A核与RISC-V核数据传输性能测试，使用rpmsg_test命令对rpmsg进行性能测试，测试发送方向和接收方向各自的耗时以及速率。


    1. 主核测试结果：

    2. 从核测试结果：

    3. 通过输出的结果可以得到：

    [rpmsg1] send: 496.000000Kb 20.000000ms 24.799999M/s

    [rpmsg1] receive : 496.000000Kb 9980.000000ms 0.049699Mb/s

    发送496KB数据耗时20ms发送速率为24.79Mb/s


    接收496KB数据耗时9980ms发送速率为0.049699Mb/s


    • DSP GPADC采集测试

    采集流程如下：

     

    1. 开启DSP

    2. DSP核打印

    3. 开启DSP后，把GPADC0引脚接入1.8V电源，此时用户可以执行A核应用程序与DSP进行通讯，使DSP进行GPADC采集并返回数据

    可以看到GPADC0收的电压数据为1792，转换为电压值为：1792/1000=1.792V。



    米尔T113-i核心板配置型号

    产品型号

    主芯片

    内存

    存储器

    工作温度

    MYC-YT113i-4E256D-110-I

    T113-i

    256MB DDR3

    4GB eMMC

    -40℃~+85℃

    MYC-YT113i-4E512D-110-I

    T113-i

    512MB DDR3

    4GB eMMC

    -40℃~+85℃

    MYC-YT113i-8E512D-110-I

    T113-i

    512MB DDR3

    8GB eMMC

    -40℃~+85℃

    MYC-YT113i-8E1D-110-I

    T113-i

    1GB DDR3

    8GB eMMC

    -40℃~+85℃

    表 MYC-YT113-i核心板选型表


    米尔T113-i开发板配置型号
    产品型号

    对应核心板型号

    工作温度

    MYD-YT113i-4E256D-110-I

    MYC-YT113i-4E256D-110-I

    -40℃~+85℃ 工业级

    MYD-YT113i-4E512D-110-I

    MYC-YT113i-4E512D-110-I

    -40℃~+85℃ 工业级

    MYD-YT113i-8E512D-110-I

    MYC-YT113i-8E512D-110-I

    -40℃~+85℃ 工业级

    MYD-YT113i-8E1D-110-I

    MYC-YT113i-8E1D-110-I

    -40℃~+85℃ 工业级

    表 MYD-YT113-i开发板选型表



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