AMP 为您的下一个 SoC 项目助力

充分利用 Linux 的实时性能和丰富特性。
嵌入式系统一般分为两大类：需要硬实时性能的;和不需要硬实时性能的。过去，我们不得不做出艰 抉择，即选择实时操作系统的性能还是我们钟爱的 Linux 系统的丰富特性，然后努力弥补不足之处。

如今，嵌入式开发人员再也不需要在二者之间艰难选择。非对称多处理 (AMP) 兼备二者的优点。几款新型片上系统 (SoC) 产品集成了多个 CPU、多种标准 I/O 外设和可编程逻辑。例如，赛灵思 Zynq-7000® All Programmable SoC 系列包含一个双核 ARM® Cortex™-A9、标准外设(例如千兆位以太网 MAC、USB、DMA、SD/MMC、SPI 和 CAN)以及庞大的可编程逻辑阵列。我们可将这些 SoC 产品作为 Linux/RTOS AMP 系统的基础，助其实现高度的灵活性。

典型的 AMP 配置在很多方面类似于基于 PCI 的系统，即 Linux 域起到主机作用，RTOS 域起到适配器作用，并有一个或多个共享存储器域用来实现两个域之间的通信。不过与 PCI 不同，AMP 配置能更方便、动态地为一个或另一个域分配资源(标准外设和自定义逻辑)。此外，Linux/RTOS AMP 系统能根据运行时间要求--例如各种外部设备的有无--动态地重新配置可编程逻辑。

灵活程度通常会与建立 AMP 系统所涉及的复杂性和难度息息相关。不过请放心，Linux 开发社区已经将很多功能引入到核心，能大大简化 AMP 配置与使用。

LINUX 多处理简介
就多处理而言，Linux 核心分为两种：单处理器 (UP) 核心和对称多处理器 (SMP) 核心。无论有多少个内核，UP 核心只能在单个内核上运行。AMP 系统可包含两个或更多个单处理器内核的实例。

SMP 核心可在一个内核或同时在多个内核上运行(图 1)。可选的核心命令行参数控制系统初始化之后 SMP 核心所使用的内核数量。核心运行时，各种命令行实用程序会控制分配给核心的内核数量。能够动态地控制内核所使用的内核数量，这是 SMP 核心比 UP 核心更受 AMP 开发人员青睐的主要原因。

图 1 - 对称多处理。SMP 核心可在多个内核上同时运行。

远程处理器 (remoteproc) 框架是一种 Linux 组件，负责启动和停止各个内核(远程处理器)，以及在 AMP 系统中加载内核的软件。例如，我们可以将图 1 所示的 SMP 系统动态地重新配置为图 2 所示的 AMP 系统，然后再使用 remoteproc 的功能配置回 SMP。

我们可以通过用户空间应用程序或系统初始化脚本完全控制重配置。重配置控制功能使用户应用可以根据系统的动态需求停止、重新加载和运行多种 RTOS 应用程序。

图 2 - 具有 Linux SMP 核心的 AMP

内核的软件(本例中是指 RTOS 和用户应用程序)从标准的可执行和可链接格式 (ELF) 文件中加载，该文件包含一个资源表的特殊段。资源表类似于 PCI 配置空间，用来描述 RTOS 需要的资源。这些资源中包括 RTOS 代码和数据所需的存储器。

追踪缓冲区
追踪缓冲区是自动在 Linux 文件系统中作为文件出现的存储器区域。顾名思义，追踪缓冲区向远程处理器提供基本追踪功能。远程处理器向缓冲区写入追踪、调试和状态消息，以便通过 Linux 命令行或定制应用进行检查。

能够动态地控制核心所使用的内核数量，这是 SMP 核心比 UP 核心更受 AMP 开发人员青睐的主要原因。

在资源表中输入条目，以请求一个或多个追踪缓冲区。尽管一般包含纯文本，但追踪缓冲区也会包含二进制数据，例如应用状态信息或警报指示。

虚拟 I/O 设备
我们还可使用资源表定义虚拟输入/输出设备 (VDEV)，这种设备主要是支持 Linux 核心与远程处理器之间消息传送的几对共享存储器队列。VDEV 定义包括用来设定队列大小的字段，以及用来在处理器之间发信号的中断。

Linux 核心可处理虚拟 I/O 队列的初始化。远程处理器上运行的软件只需要在其资源表中包含一个 VDEV 描述，然后在开始执行时使用队列;剩下的都由核心来处理。

远程处理器消息框架
远程处理器消息 (rpmsg) 框架是基于 Linux 核心的虚拟 I/O 系统的软件消息总线。该消息总线类似于局部区域子网络，单个处理器可在其中通过共享存储器创建可寻址端点和交换信息。

核心的 rpmsg 框架起到开关的作用，根据消息中包含的目的地址将消息传送到相应端点。由于消息报头包含源地址，因此可在不同处理器之间建立专用连接。

命名服务
处理器可通过向 rpmsg 框架的命名服务发送消息，以动态宣布特定服务。命名服务功能本身用途不是很大。不过，rpmsg 框架允许将服务名称关联到设备驱动程序，以支持驱动程序的自动加载和初始化。

例如，如果远程处理器宣布 dlinx-h323-v1.0 服务，那么核心可以搜索、加载和初始化与该名称关联的驱动程序。如果系统中服务被动态安装在远程处理器上，那么这样可大大简化驱动程序管理。