双核实时系统的架构方法

SCB的基本结构如图4所示，主要包括A核外设映射区、B核外设映射区、系统参数区、系统状态区等。

图4 SCB结构示意图

SCB是整个系统的体现，从处理器内部分析，双核通过维护同一个SCB实现对系统的协调控制。利用双核之间的通信，当其中一个内核的SCB被写操作时，立即向另一内核发送更新命令，实时完成双核间的数据同步。以A内核IO资源映射为例说明SCB的同步，过程如图5所示。

图5 SCB同步示例

利用上小结中介绍的IPC信号机制，以及多种形式的存储空间，可以灵活设计出多种双核通信方式。如下所述：

1）仅利用IPC信号或者IPC中断方式，多用于完成拓扑序事件执行，或者系统启动时初始化握手交互。

2）IPC信号/中断+IPC消息寄存器组方式，用于小数据量的通信。命令寄存器中的命令完全由软件定义，用户可设计不同的命令来完成不同的数据操作。多用于对字节型内存的读写操作。

3）IPC信号/中断+MSGRAM/S0-S7方式，S0-S7可分别分配给任意内核，该方式可以实现大数据量的核间通信，同时利用通用或者自定义的通信协议，可提高系统的扩展能力及可移植性。

6.小结

如图6所示，是基于F28M35双核处理器设计实现的注塑机主控制器，采用本文介绍的方法实现了主从式软件架构，ARM核作为主核完成与上位机的通信任务和系统逻辑过程的控制任务，利用DSP高速的计算能力作为从核完成注塑机位置控制和温度控制智能算法的执行任务，双核通过SCB的映射实现相互的协调。新的控制器替代了原有的以600MHZ主频处理器为核心的控制系统，较好了完成了注塑机的控制任务。

图6 双核系统在注塑机中的应用

在以后的工作中，从核智能控制算法仍有优化的空间，系统性能仍可进一步改善。另外，除了主从模式，将研究双主模式，实现更灵活有效的系统架构，并完成双端独立的在线监控和程序下载等功能，进一步降低软件开发难度。