基于Linux 简化 AMP 配置使其更方便更动态地分配资源

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，我们不得不做出艰难抉择： 选择实时 *** 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?

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.

远程处理器框架
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。

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。