Ctrl+K

双核AMP的使用

双核AMP的使用#

实验Vivado工程为“dualcore_amp”。

前面的例程都是采用的单核CPU，在有些情况下，比如多任务处理，并行处理等，需要用到双核CPU，本章将简单介绍双核的使用方法。并将实现以下功能：

  1. CPU0实现PS端按键中断，控制PS端LED的亮灭，并向CPU1发出软件中断，让CPU1打印CPU0内存空间的一串字符

  2. CPU1实现PL端按键中断，控制PL端LED的亮灭，并向CPU0发出软件中断，让CPU0打印CPU1内存空间的一串字符

  3. 内存空间的划分，共享内存空间的使用

  4. FSBL启动Flash

参考文档为XAPP1079，裸机下双核应用。名词解释：

AMP: 非对称多处理，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

SMP: 对称多处理，一个操作系统实例可以管理所有CPU内核，且应用并不绑定某一内核

BMP: 混合多处理，一个操作系统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。

硬件环境搭建#

  1. 本实验以“ps_hello”例程为基础，添加PL端的GPIO。添加axi_gpio_0设置为输出，位宽为1位，连接PL端LED。

../_images/image1107.png

  1. 添加axi_gpio_1，连接PL端按键，设置为输入，位宽为1位，并使能中断

../_images/image280.png

  1. 连接后的结果如下，将axi_gpio_1的中断输出连接到CPU的IRQ_F2P端口

../_images/image359.png

  1. 配置打开GPIO EMIO（AX7Z035和AX7Z100开发板比较特殊，没有PS端按键和LED灯，需要配置EMIO控制PL端按键和LED灯，其他板卡不需要打开此项）

../_images/image456.png

并将EMIO宽度设置为2，一个用来控制按键，一个控制LED灯

../_images/image547.png

将其导出，并修改名称

../_images/image640.png

  1. Generate Outputs

../_images/image739.png

  1. 绑定按键和LED灯的引脚，生成bitstream

../_images/image835.png

Vitis程序开发#

CPU0 Vitis工程建立#

  1. 新建工程，注意CPU选择ps7_cortexa9_0，也就是CPU0

../_images/image928.png

  1. 已经为大家准备好代码，cpu0_app.c和share.h，share.h内包含共享内存结构体，后面会讲到。

../_images/image1026.png

  1. 在lscript.ld里设置CPU0的访问空间，例如DDR3为1GByte，将CPU0空间设置为一半，当然也可以根据需要修改。

../_images/image1130.png

CPU1 Vitis工程建立#

  1. 在新建CPU1的APP工程之前，我们可以先新建一个基于CPU1的Domain，也就是所谓的BSP，在platform.spr中点击“+”

../_images/image1228.png

  1. 填入名称，并且Processor选择ps7_cortexa9_1，也就是CPU1，点击OK

../_images/image1327.png

  1. 新建CPU1工程的时候，选择新建好的Domain

../_images/image1422.png

  1. 同样也准备了代码，cpu1_app.c和share.h

../_images/image1520.png

  1. 设置CPU1内存空间，注意不要与CPU0重合，最后保留了256字节的空间，用于共享内存

../_images/image1619.png

  1. 点击CPU1的BSP设置

../_images/image1718.png

  1. CPU1的BSP设置界面，在extra_compile_flags内添加-DUSE_AMP=1，使其支持双核工作

../_images/image1818.png

编译CPU0和CPU1的APP工程

CPU0程序介绍#

  1. 在cpu0_app.c文件中，设置了一个字符数组Cpu0_Data，存放在CPU0访问空间，指针Cpu1Data用于指向CPU1内的字符数组。

../_images/image1916.png

  1. 在程序中，需要CPU0唤醒CPU1，可以在UG585文档看到相关解释，第一步是向0Xffffffff0地址写入CPU1的访问内存基地址，在本实验中也就是0x20000000，第二步是通过SEV指令唤醒CPU1并且跳转到相应的程序。

../_images/image2013.png

CPU1STARTMEM即在lscript.ld里设置的CPU1 base address

../_images/image2119.png

  1. 在main函数中，首先利用Xil_SetTlbAttributs函数关闭访问OCM的Cache，笔者认为0Xfffffff0地址在OCM地址内，关闭Cache，可以减少维护两个CPU访问OCM的一致性问题。笔者试验过不加此函数，FLASH启动后，CPU1不工作。可参考XAPP1079文档。

../_images/image2219.png

  1. 之后是进行中断初始化，PS GPIO的设置。软件中断使用ID号1和2。

../_images/image2318.png

并连接中断号1到软件中断服务函数。

../_images/image2416.png

  1. 在while循环语句中，将字符数组的地址和长度赋给共享结构体，这里要提一下共享内存结构体，在share.h中定义了结构体ShareMem，用于在共享内存中传递信息。

../_images/image2513.png ../_images/image2612.png

并且双核约定好共享地址，这样就能传递参数。

../_images/image2711.png

通过XScuGic_SoftwareIntr函数触发中断号2的软件中断。这个函数的第三个参数是CPU号，但要注意CPU号不是简单的0，1，2等，而是每一位指代一个CPU号，可以参考UG585寄存器表mpcore中ICDIPTR的解释，0bxxxxxxx1指向CPU0，0bxxxxxx1x指向CPU1，因此本程序中设置CPU1号的值为0x2

../_images/image288.png

  1. 在while循环中判断有来自CPU1的软件中断，打印出来CPU1内存空间中的字符串。

../_images/image298.png

CPU1程序介绍#

  1. 在CPU1程序中同样有一个字符数组，Cpu0Data指向CPU0内存空间的字符串地址。

../_images/image307.png

  1. 在main函数中首先也是关闭OCM的Cache

../_images/image3114.png

  1. 在PLGpioSetup函数中需要将按键中断号绑定到CPU1，其他部分都与CPU0类似，不再赘述。

../_images/image3214.png

板上验证#

  1. 下载时注意进入Run Configurations配置

../_images/image3313.png

  1. 双击Single Application Debug

../_images/image3411.png

  1. 勾选CPU1，其他默认，点击Run

../_images/image3510.png

4. 打开串口软件，测试CPU0，按下按键，控制LED灯亮，表明CPU0在运行，同时CPU1接收到CPU0设置的软件中断，并打印出信息。（AX7015开发板为PS_KEY和PS_LED；AX7021开发板为KEY1和LED1；AX7020/AX7010开发板为PS KEY1和PS LED1; AX7Z035/AX7Z100开发板为KEY1和LED1）

../_images/image367.png

5. 测试CPU1，按下按键，控制PL端LED灯亮，表明CPU1在运行，同时CPU0接收到CPU1设置的软件中断，并打印出信息。（AX7015开发板为PL_KEY和PL_LED4；AX7021开发板为KEY2和LED2；AX7020/AX7010开发板为PL KEY1和PL LED1；AX7Z035/AX7Z100开发板为KEY2和LED2）

../_images/image376.png

QSPI Flash启动#

生成BOOT.BIN的方式与前面Build Porject生成不同，我们需要进行配置。在CPU0的system右键选择Create Boot Image

../_images/image386.png

点击Add，添加CPU1的elf文件，

../_images/image396.png

Partition type选择datafile

../_images/image406.png

添加后结果如下，点击Create Image

../_images/image4113.png

本章小结#

本章较为简单的介绍了如何在裸机下使用双核，以及中断使用，双核之间通信。在本实验中并未用到共享内存结构体中的长度成员，大家可以试验根据长度和地址将两个核的数据进行拷贝。

注意AX7010的DDR3内存为512MB，AX7020/AX7015/AX7021的DDR3内存为1GB，因此设置双核内存空间时注意区分，可参考提供的例程。

目录