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多核CPU运行基础知识及核间通信

时间:2018-11-24 21:34来源:知行网www.zhixing123.cn 编辑:麦田守望者

多核CPU运行模式主要有以下三种:

•非对称多处理(Asymmetric multiprocessing,AMP)——每个CPU内核运行一个独立的操作系统或同一操作系统的独立实例(instantiation)。

•对称多处理(Symmetric multiprocessing,SMP)——一个操作系统的实例可以同时管理所有CPU内核,且应用并不绑定某一个内核。

•混合多处理(Bound multiprocessing,BMP)——一个操作系统的实例可以同时管理所有CPU内核,但每个应用被锁定于某个指定的核心。

amp

背景介绍:

在开发MCU应用系统时,如果单颗MCU无法满足系统的要求,一个很普遍的做法就是使用两颗或更多的MCU,把一部分“杂项工作”分配给另一个有“助理”性质的低端MCU来完成。但是,采用两颗MCU,缺点也很明显,尤其是在芯片与PCB成本、系统可靠性及功耗方面都有先天的不足。此外,若采用了不同架构的MCU,还要面临需要不同的开发工具与开发人员的挑战。如果换一种思路,让MCU内部包含两个内核,其中一个用于主控,另一个用于协控,并且它们主控与协控在架构上能够向下兼容、高效通信,则在很多场合下都可以既保持多机系统的强大,又能避免多机系统的不足。

事实上,这即是“非对称多处理器(简称AMP)”架构的特点。AMP是与“对称多处理器(简称SMP)”相对的架构,后者各处理器有一致的编程模型,并且在分配工作时主要以均衡为原则。而AMP的优点在于精细的任务分工,灵活地适应不同情景,物尽其用,以最佳地平衡成本、性能与功耗。此外,AMP的编程难度也更低。因此,在MCU应用领域,AMP较SMP更为适合。

与独立的双MCU相比,AMP架构有很多优点。其中相当关键的就是,再添加一个内核的代价远比添加一个独立的MCU要低,尤其是当两个内核架构相似时,甚至仅相当于在现有硅片上再添加一两个UART。另一方面,两个内核可以有相同的主频,并且可以通过总线矩阵平等地访问片上资源。而在分立的双MCU方案中,协控MCU的主频常常远低于主控,并且双方使用低速的串行链路通信。

内核间的通信可分为两类:一类是控制与状态信息的通信,另一类则是数据通信。前者一般不携带数据,但往往有较高的实时要求;后者则主要是各类数据缓冲区,通常实时性要求偏低但数据量大。控制/状态通信有较大的通用性,并且与任务间的同步较为相似。这类通信适合由系统软件实现并提供编程接口。数据通信则往往与具体应用相关较大(尤其是在数据结构上),需要量体裁衣。在实现时,适合由应用软件定义各种数据结构。

内核间通过共享的RAM进行通信,并且每个内核都可以触发对方的一个中断源,通过准备数据-触发中断的方式进行通信。当然,内核也可以不使用中断,定期检查共享RAM的状态。

还可以通过消息队列进行交互…………………………

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标签(Tag):电脑知识 电脑教程
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