ARM A7和RISC-V E907之間的通信方式

V853芯片包含兩個CPU。一個是主核心Arm A7 CPU，運行Tina Linux（全志自研Linux）系統(tǒng)，為芯片主系統(tǒng)；一個是RISC-V E907輔助CPU，運行Melis（全志自研RTOS）系統(tǒng)，主要功能是提供通用算力補充、輔助 Linux 實現(xiàn)快起和低功耗管理等功能。

A7 - Linux系統(tǒng)

V853主核心 A7上運行的是Tina Linux系統(tǒng)。Tina Linux是全志針對AIoT類產(chǎn)品，基于Linux內(nèi)核深度定制的嵌入式系統(tǒng)。

在 Tina Linux 中，提供 AMP 與 RPMsg 對接 E907

Linux remoteproc 管理控制 E907

RPMsg 與 E907 通訊

E907 - RTOS系統(tǒng)

V853 輔助核心 E907 上運行的是全志自研 RTOS 系統(tǒng) Melis。其獨立于 A7 主核心中的 Linux 系統(tǒng)?？梢元毩⑦\行。

在 E907 Melis 中，提供 OpenAMP 軟件框架來與 A7 Linux 系統(tǒng)進行通信。

提供了處理器的生命周期管理（LCM，Life Cycle Management），與 Linux 的 remoteproc 兼容

提供了處理器間的消息傳輸機制，與 Linux 的 RPMsg 兼容

異構(gòu)系統(tǒng)啟動流程

首先，由芯片內(nèi)部的 BORM 尋找啟動介質(zhì)，在 V853 開發(fā)板上便是 eMMC 儲存器。找到啟動介質(zhì)后會運行其中的 BOOT0 代碼。BOOT0 會在 A7 主核心中運行 Linux 系統(tǒng)，也會在 E907 核心中運行 RTOS 系統(tǒng)。啟動的兩個系統(tǒng)是獨立運行的。

異構(gòu)系統(tǒng)的通信

V853 的異構(gòu)系統(tǒng)通訊在硬件上使用的是 MSGBOX，在軟件層面上使用的是 AMP 與 RPMsg 通訊協(xié)議。其中 A7 上基于 Linux 標準的 RPMsg 驅(qū)動框架，E907基于 OpenAMP 異構(gòu)通信框架。

V853 所帶有的 A7 主核心與 E907 輔助核心是完全不同的兩個核心，為了最大限度的發(fā)揮他們的性能，協(xié)同完成某一任務，所以在不同的核心上面運行的系統(tǒng)也各不相同。這些不同架構(gòu)的核心以及他們上面所運行的軟件組合在一起，就成了 AMP 系統(tǒng) （Asymmetric Multiprocessing System, 異構(gòu)多處理系統(tǒng)）。

由于兩個核心存在的目的是協(xié)同處理，因此在異構(gòu)多處理系統(tǒng)中往往會形成 Master - Remote 結(jié)構(gòu)。主核心啟動后再啟動輔助核心。當兩個核心上的系統(tǒng)都啟動完成后，他們之間就通過 IPC（Inter Processor Communication）方式進行通信，而 RPMsg 就是 IPC 中的一種。

在AMP系統(tǒng)中，兩個核心通過共享內(nèi)存的方式進行通信。兩個核心通過 AMP 中斷來傳遞訊息。內(nèi)存的管理由主核負責。

AMP 系統(tǒng)在每個通信方向上都有兩個緩沖區(qū)，分別是 USED 和 AVAIL，這個緩沖區(qū)可以按照 RPMsg 中消息的格式分成一塊一塊鏈接形成一個環(huán)。

當主核需要和從核進行通信的時候可以分為四步：

主核先從USED中取得一塊內(nèi)存（Allocate）

將消息按照消息協(xié)議填充

將該內(nèi)存鏈接到 AVAIL 緩沖區(qū)中（Send）

觸發(fā)中斷，通知輔助核有消息處理

反之，從核需要和主核通信的時候也類似：

主核先從AVAIL中取得一塊內(nèi)存（Allocate）

將消息按照消息協(xié)議填充

將該內(nèi)存鏈接到 USED 緩沖區(qū)中（Send）

觸發(fā)中斷，通知主核有消息處理。

既然 RPMsg 是一種信息交換的協(xié)議，與TCP/IP類似，RPMsg 協(xié)議也有分層，主要分為三層，分別是傳輸層、MAC層和物理層。

其中 MAC層 的 VirtIO 是一種I/O 半虛擬化解決方案，是一套通用 I/O 設備虛擬化的程序，是對半虛擬化 Hypervisor 中的一組通用 I/O 設備的抽象。提供了一套上層應用與各 Hypervisor 虛擬化設備之間的通信框架和編程接口，減少跨平臺所帶來的兼容性問題，大大提高驅(qū)動程序開發(fā)效率。

RPMsg 總線上的消息都具有以下結(jié)構(gòu)，包含消息頭和數(shù)據(jù)兩個固定的部分，該消息格式的定義位于drivers/rpmsg/virtio_rpmsg_bus.c中，具體定義如下：

struct rpmsg_hdr { u32 src; u32 dst; u32 reserved; u16 len; u16 flags; u8 data[];} __packed;

異構(gòu)系統(tǒng)的控制

在異構(gòu)系統(tǒng)中，不止需要消息的傳輸，還需要相關控制。例如主核對輔助核心的開啟，加載固件，關閉等等。這就需要用到 remoteproc 框架。

remoteproc 框架支持對不同平臺，不同架構(gòu)的處理器進行控制，可以監(jiān)控輔助核心的運行情況。

對于 V853 來說，remoteproc 用于對 E907 進行生命周期管理，一般來說包含有加載固件、 檢測遠端處理器是否崩潰等功能。它在加載遠端處理器的固件時，會根據(jù)固件中定義的 resource table 來申請資源，并創(chuàng)建 VirtIO 設備。

審核編輯 ：李倩