隨著ARM處理器性能不斷增強(qiáng)，當(dāng)前越來越多產(chǎn)品都傾向盡量用單一架構(gòu)的高性能ARM平臺來滿足產(chǎn)品的不同功能要求。但是，在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域還是要面對一些實(shí)時(shí)控制和通訊的要求，單一系統(tǒng)架構(gòu)無法完全滿足。面對復(fù)雜的工業(yè)應(yīng)用場景，創(chuàng)龍科技推出了基于NXP i.MX 8M Mini設(shè)計(jì)的工業(yè)核心板和評估板，提供了四核Cortex-A53 + 單核Cortex-M4異構(gòu)多核的組合使用方法，使Cortex-M4發(fā)揮出MCU實(shí)時(shí)控制性的特性，從而滿足復(fù)雜的工業(yè)應(yīng)用場景。

NXP i.MX 8M Mini是一款集成4核ARM Cortex-A53 + 單核ARM Cortex-M4的異構(gòu)多核SoC處理器。Cortex-A53核主頻高達(dá)1.6GHz，運(yùn)行Linux系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的人機(jī)交互和高速運(yùn)算等應(yīng)用要求。Cortex-M4核運(yùn)行裸機(jī)或FreeRTOS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制和通訊的任務(wù)，比如：電機(jī)實(shí)時(shí)控制、IO實(shí)時(shí)控制、串口通訊、與FPGA通過FLexSPI實(shí)時(shí)通訊等。

圖 1 i.MX 8M Mini處理器資源框圖

圖 2 i.MX 8M Mini Cortex-M4資源框圖

1 rpmsg_lite_pingpong_rtos案例

1.1 案例功能

（1） Cortex-A53釋放Cortex-M4，然后初始化RPMsg，并創(chuàng)建端點(diǎn)。

（2） Cortex-A53啟動Linux系統(tǒng)，執(zhí)行握手服務(wù)，創(chuàng)建通信信道，并發(fā)送一條信息至Cortex-M4。

（3） Cortex-M4接收到第一條信息時(shí)，計(jì)數(shù)器自加1，然后回發(fā)計(jì)數(shù)器值至Cortex-A53。

（4） Cortex-A53接收Cortex-M4發(fā)送的計(jì)數(shù)器數(shù)值，計(jì)數(shù)器自加1，然后回發(fā)計(jì)數(shù)器數(shù)值至Cortex-M4。

（5） 當(dāng)計(jì)數(shù)器數(shù)值大于100時(shí)，通信結(jié)束。

1.2 案例測試

案例bin目錄下分別提供了TCM版本程序鏡像文件rpmsg_lite_pingpong_rtos_linux_remote.bin和DDR版本程序鏡像文件rpmsg_lite_pingpong_rtos_linux_remote_ddr.bin。

在U-Boot命令行加載運(yùn)行Cortex-M4程序鏡像文件后，RS232 UART4調(diào)試串口打印如下信息。

圖 3

運(yùn)行boot命令，在Cortex-A53啟動運(yùn)行Linux系統(tǒng)。

U-Boot=>boot

圖 4

進(jìn)入評估板文件系統(tǒng)后，執(zhí)行如下命令加載imx_rpmsg_pingpong模塊，啟動核間通信。

Target#modprobe imx_rpmsg_pingpong

圖 5

加載模塊后，Cortex-M4將接收Cortex-A53發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)發(fā)回Cortex-A53，循環(huán)50次后結(jié)束。RS232 UART4調(diào)試串口打印信息如下。

圖 6

圖 7

1.3 關(guān)鍵代碼

Linux驅(qū)動程序

驅(qū)動的實(shí)現(xiàn)在imx_rpmsg_pingpong.c中完成，此文件位于內(nèi)核"drivers/rpmsg/"路徑下。

（1） Linux系統(tǒng)加載驅(qū)動后，先發(fā)送一條helloMsg，然后發(fā)送第一條乒乓信息。

圖 8

（2） 在回調(diào)函數(shù)中，每次接收到Cortex-M4的計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)后自加1，并回發(fā)至Cortex-M4，直到計(jì)數(shù)器數(shù)值大于100。

圖 9

FreeRTOS程序

程序主體位于main函數(shù)中，定義位于main_remote.c中。

（1） 在main函數(shù)中首先初始化引腳等相關(guān)資源，然后創(chuàng)建app_task任務(wù)，并啟動任務(wù)列表。

圖 10

（2） 在app_task任務(wù)中定義共享內(nèi)存基地址，需和設(shè)備樹中指定地址一致，再初始化RPMsg資源，并等待連接上遠(yuǎn)程終端。

圖 11

（3） 接收helloMsg，并循環(huán)收發(fā)乒乓信息。

圖 12

（4） 信息以乒乓形式結(jié)束后注銷RPMsg相關(guān)資源，并進(jìn)入死循環(huán)。

圖 13

2 rpmsg_lite_str_echo_rtos案例

2.1 案例功能

（1） Cortex-A53釋放Cortex-M4，然后初始化RPMsg，并創(chuàng)建端點(diǎn)。

（2） Cortex-A53啟動Linux，執(zhí)行握手服務(wù)，并創(chuàng)建通信信道。

（3） Linux驅(qū)動生成"/dev/ttyRPMSG30"節(jié)點(diǎn)，將用戶輸入至該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送至Cortex-M4。

（4） Cortex-M4接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行打印，再將數(shù)據(jù)回發(fā)至Cortex-A53。

（5） Cortex-A53（Linux驅(qū)動）接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行打印。

2.2 案例測試

案例bin目錄下分別提供了TCM版本程序鏡像文件rpmsg_lite_str_echo_rtos.bin和DDR版本程序鏡像文件rpmsg_lite_str_echo_rtos_ddr.bin。

在U-Boot命令行加載運(yùn)行Cortex-M4程序鏡像文件后，RS232 UART4調(diào)試串口打印如下信息。

圖 14

運(yùn)行boot命令，在Cortex-A53啟動運(yùn)行Linux系統(tǒng)。

U-Boot=>boot

圖 15

進(jìn)入評估板文件系統(tǒng)后，執(zhí)行如下命令加載imx_rpmsg_tty模塊，啟動核間通信。

Target#modprobe imx_rpmsg_tty

圖 16

Linux系統(tǒng)加載模塊后，會發(fā)送數(shù)據(jù)"hello world"至Cortex-M4。Cortex-M4接收到數(shù)據(jù)后，在RS232 UART4調(diào)試串口將數(shù)據(jù)進(jìn)行打印。

圖 17

在USB TO UART2調(diào)試串口執(zhí)行如下命令，將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送至Cortex-M4。

Target#echo tronlong > /dev/ttyRPMSG30

圖 18

Cortex-M4接收到數(shù)據(jù)后，在RS232 UART4調(diào)試串口將數(shù)據(jù)進(jìn)行打印，同時(shí)將數(shù)據(jù)回發(fā)至Cortex-A53。

圖 19

在USB TO UART調(diào)試串口執(zhí)行如下命令，可查看Cortex-M4回發(fā)的數(shù)據(jù)。

Target#dmesg | grep rpmsg_tty

圖 20

2.3 關(guān)鍵代碼

Linux驅(qū)動程序

驅(qū)動的實(shí)現(xiàn)在imx_rpmsg_tty.c中完成，此文件位于內(nèi)核"drivers/rpmsg/"路徑下。

（1） imx_rpmsg_tty.c的寫函數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送，發(fā)送緩存最大設(shè)置為256Byte。

圖 21

（2） 在回調(diào)函數(shù)中，每次接收到Cortex-M4的數(shù)據(jù)后，都以16進(jìn)制的方式進(jìn)行打印，打印等級為KERM_DEBUG。

圖 22

FreeRTOS程序

程序主體位于main函數(shù)中，定義位于main_remote.c中。

（1） 在main函數(shù)中初始化引腳等相關(guān)資源，然后創(chuàng)建app_task任務(wù)，并啟動任務(wù)列表。

圖 23

（2） 在app_task任務(wù)中定義共享內(nèi)存基地址，需和設(shè)備樹中指定地址一致，再初始化RPMsg資源，并創(chuàng)建通信終端。

圖 24

（3） 在for循環(huán)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)。

圖 25

IMX8 Cortex-A53與Cortex-M4多核通信開發(fā)案例是創(chuàng)龍科技(Tronlong)基于NXP i.MX 8M Mini處理器設(shè)計(jì)的工業(yè)評估板——TLIMX8-EVM上實(shí)現(xiàn)的，它由核心板+底板構(gòu)成，用戶使用核心板進(jìn)行二次開發(fā)時(shí)，僅需專注上層運(yùn)用，降低了開發(fā)難度和時(shí)間成本，可快速進(jìn)行產(chǎn)品方案評估與技術(shù)預(yù)研。

IMX8 Cortex-A53與Cortex-M4多核通信開發(fā)案例是創(chuàng)龍科技(Tronlong)基于NXP i.MX 8M Mini處理器設(shè)計(jì)的工業(yè)評估板——TLIMX8-EVM上實(shí)現(xiàn)的，它由核心板+底板構(gòu)成，用戶使用核心板進(jìn)行二次開發(fā)時(shí)，僅需專注上層運(yùn)用，降低了開發(fā)難度和時(shí)間成本，可快速進(jìn)行產(chǎn)品方案評估與技術(shù)預(yù)研。