在 AMP（Asymmetric Multi-Processing，非對(duì)稱(chēng)多處理）混合部署架構(gòu)中，Linux 和 RT-Thread 運(yùn)行在同一顆芯片的兩個(gè)不同核心上，如何高效地在兩個(gè)系統(tǒng)之間傳遞大數(shù)據(jù)，是一個(gè)核心問(wèn)題。

上一篇文章介紹了 DSMC 總線方案，適合與 FPGA 等外部設(shè)備高速通信。今天我們聚焦另一個(gè)場(chǎng)景——睿擎平臺(tái) AMP 共享內(nèi)存（SHM）通信，介紹 RC3562 平臺(tái)如何利用芯片內(nèi)置的共享內(nèi)存機(jī)制，實(shí)現(xiàn) Linux 與 RT-Thread 之間的高速數(shù)據(jù)交換，并提供完整示例代碼和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。

一、為什么需要共享內(nèi)存通信？

在 AMP 混合部署中，Linux 和 RT-Thread 各司其職：

Linux負(fù)責(zé)復(fù)雜的人機(jī)交互、網(wǎng)絡(luò)通信、文件系統(tǒng)等

RT-Thread負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)控制、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、傳感器采集等

兩者之間需要頻繁交換數(shù)據(jù)：

傳統(tǒng)方案（如 RPMSG）基于消息隊(duì)列，適合小數(shù)據(jù)量、事件驅(qū)動(dòng)的通信場(chǎng)景。但當(dāng)需要傳遞大數(shù)組、實(shí)時(shí)流數(shù)據(jù)時(shí)，消息隊(duì)列的多次拷貝會(huì)帶來(lái)顯著延遲和 CPU 開(kāi)銷(xiāo)。

共享內(nèi)存（SHM）的核心思想是：劃定一塊物理內(nèi)存，兩個(gè)核心都能直接訪問(wèn)，數(shù)據(jù)無(wú)需拷貝，延遲可降至微秒級(jí)，是 AMP 雙系統(tǒng)大數(shù)據(jù)量通信的終極方案。

二、共享內(nèi)存原理

2.1 芯片級(jí)共享內(nèi)存架構(gòu)

睿擎平臺(tái)的 RK3562 和 RK3506 芯片在內(nèi)部 SRAM 區(qū)域預(yù)留了一塊共享內(nèi)存區(qū)域，兩個(gè)核心都可以直接訪問(wèn)。共享內(nèi)存區(qū)域布局：

關(guān)鍵參數(shù)：

●地址：兩塊核心映射到同一物理地址 0xc000000，無(wú)需額外地址轉(zhuǎn)換

●大小：2MB（0x200000），適合中等體量的數(shù)據(jù)交換

●通知機(jī)制：通過(guò) Mailbox 硬件發(fā)送中斷，告知對(duì)方數(shù)據(jù)已就緒

●緩存同步：Linux 使用 msync，RT-Thread 使用 AMP_SHM_IOCTL_FLUSH_CACHE / AMP_SHM_IOCTL_INVALID_CACHE

三、Linux 側(cè)示例代碼

Linux 側(cè)應(yīng)用程序通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) POSIX 接口訪問(wèn)共享內(nèi)存設(shè)備 /dev/amp_shm，核心操作為：open → ioctl → mmap → 讀寫(xiě)數(shù)據(jù) → msync → munmap。

#include#include#include#include#include#include#include#include#include#defineAMP_SHM_IOCTL_BASE 'A'#defineAMP_SHM_IOCTL_KICK _IO(AMP_SHM_IOCTL_BASE, 1)#defineAMP_SHM_IOCTL_GET_SIZE _IOR(AMP_SHM_IOCTL_BASE, 2, size_t)intmain(intargc,char**argv){ constchar*dev_name = argv[1]; intfd =open(dev_name, O_RDWR); if(fd

編譯方式（使用 SDK 構(gòu)建系統(tǒng)）：

# 使用 SDK 提供的 cmake 配置交叉編譯cd/path/to/shm_demomkdirbuild &&cdbuildcmake .. -DTOOLCHAIN_ROOT=/path/to/toolchainmake# 產(chǎn)出：amp_shm_device_app（部署到開(kāi)發(fā)板 Linux 文件系統(tǒng)）

四、RT-Thread 側(cè)示例代碼

RT-Thread 側(cè)通過(guò)設(shè)備框架（RT-Device）訪問(wèn)共享內(nèi)存，設(shè)備名為 amp-shm。MSH 命令 amp_shm_test 提供與 Linux 側(cè)對(duì)應(yīng)的所有操作。

#include#include#defineAMP_SHM_IOCTL_GET_INFO 0x40#defineAMP_SHM_IOCTL_KICK 0x41#defineAMP_SHM_IOCTL_WAIT 0x42#defineAMP_SHM_IOCTL_MAP 0x43#defineAMP_SHM_IOCTL_UNMAP 0x44#defineAMP_SHM_IOCTL_FLUSH_CACHE 0x45#defineAMP_SHM_IOCTL_INVALID_CACHE 0x46structamp_shm_args{ void*vaddr; rt_uint32_tsize; rt_uint32_tcache_offset; rt_uint32_tcache_len;};staticintamp_shm_test(intargc,char**argv){ rt_device_tdev =rt_device_find(argv[1]); structamp_shm_argsargs = {0}; rt_device_open(dev,0); /* ========== 發(fā)送通知（RT-Thread → Linux）========== */ if(!strcmp(argv[2],"send_notify")) { rt_device_control(dev, AMP_SHM_IOCTL_KICK, RT_NULL); } /* ========== 等待通知（RT-Thread 阻塞等待 Linux 發(fā)來(lái)的中斷）========== */ if(!strcmp(argv[2],"wait_notify")) { rt_device_control(dev, AMP_SHM_IOCTL_WAIT, RT_NULL); } /* ========== 寫(xiě)入數(shù)據(jù)（RT-Thread → Linux）========== */ if(!strcmp(argv[2],"write") && argc ==5) { rt_device_control(dev, AMP_SHM_IOCTL_GET_INFO, &args); rt_device_control(dev, AMP_SHM_IOCTL_MAP, &args); rt_uint8_t*vaddr = (rt_uint8_t*)args.vaddr; rt_memcpy(vaddr +atol(argv[3]), argv[4],rt_strlen(argv[4])); /* 刷新緩存，確保數(shù)據(jù)寫(xiě)回物理內(nèi)存 */ args.cache_offset =atol(argv[3]); args.cache_len =rt_strlen(argv[4]); rt_device_control(dev, AMP_SHM_IOCTL_FLUSH_CACHE, &args); rt_device_control(dev, AMP_SHM_IOCTL_UNMAP, &args); } /* ========== 讀取數(shù)據(jù)（RT-Thread ← Linux）========== */ if(!strcmp(argv[2],"read") && argc ==5) { rt_device_control(dev, AMP_SHM_IOCTL_GET_INFO, &args); rt_device_control(dev, AMP_SHM_IOCTL_MAP, &args); rt_uint8_t*vaddr = (rt_uint8_t*)args.vaddr; rt_uint32_toffset =atol(argv[3]); rt_uint32_tlen =atol(argv[4]); /* 使 CPU 緩存失效，從物理內(nèi)存讀取最新數(shù)據(jù) */ args.cache_offset = offset; args.cache_len = len; rt_device_control(dev, AMP_SHM_IOCTL_INVALID_CACHE, &args); for(inti =0; i < len; i++) {? ? ? ? ? ? rt_kprintf("[%2d] = %02x\n", i, *(vaddr + offset + i));? ? ? ? }? ? ? ? rt_device_control(dev, AMP_SHM_IOCTL_UNMAP, &args);? ? }?? ? return?0;}?MSH_CMD_EXPORT(amp_shm_test, amp shm test);

五、API 對(duì)比：Linux vs RT-Thread

六、運(yùn)行測(cè)試

6.1 中斷通知測(cè)試

Linux 發(fā)通知，RT-Thread 等待：

# RT-Thread 串口終端 - 阻塞等待 Linux 發(fā)來(lái)的中斷msh/>amp_shm_test amp-shm wait_notify# Linux 串口終端 - 發(fā)送通知到 RT-Threadroot@rc3562:/# amp_shm_device_app /dev/amp_shm send_notifysend a notify.

RT-Thread 發(fā)通知，Linux 等待：

# Linux 串口終端 - 阻塞等待 RT-Thread 發(fā)來(lái)的中斷root@rc3562:/# amp_shm_device_app /dev/amp_shm wait_notify# RT-Thread 串口終端 - 發(fā)送通知到 Linuxmsh />amp_shm_test amp-shm send_notify

6.2 數(shù)據(jù)讀寫(xiě)測(cè)試

Linux 寫(xiě)數(shù)據(jù)，RT-Thread 讀取：

# Linux 側(cè) - 向共享內(nèi)存偏移 0 處寫(xiě)入 "hello"root@rc3562:/# amp_shm_device_app /dev/amp_shmwrite0"hello"# RT-Thread 側(cè) - 從共享內(nèi)存偏移 0 處讀取 16 字節(jié)msh />amp_shm_test amp-shmread016[0] =68(h)[1] =65(e)[2] = 6c (l)[3] = 6c (l)[4] = 6f (o)...（后續(xù)字節(jié)為0x00）

RT-Thread 寫(xiě)數(shù)據(jù)，Linux 讀取：

# RT-Thread 側(cè) - 向共享內(nèi)存偏移 0 處寫(xiě)入 "world"msh />amp_shm_test amp-shm write0"world"# Linux 側(cè) - 從共享內(nèi)存偏移 0 處讀取 16 字節(jié)root@rc3562:/# amp_shm_device_app /dev/amp_shm read 0 16[00] =77(w)[01] =6f(o)[02] =72(r)[03] =6c (l)[04] =64(d)[05] =00(.)…

七、應(yīng)用場(chǎng)景

7.1 工業(yè)機(jī)器人控制

Linux 側(cè)做運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)劃和視覺(jué)處理，通過(guò)共享內(nèi)存將目標(biāo)軌跡高速下發(fā)到 RT-Thread；RT-Thread 側(cè)控制電機(jī)，通過(guò)共享內(nèi)存回傳編碼器位置數(shù)據(jù)。

7.2 高速傳感器采集

RT-Thread 側(cè)以 100kHz 采樣率采集多路傳感器數(shù)據(jù)，通過(guò)共享內(nèi)存以 10+ MB/s 的速度傳輸?shù)?Linux 側(cè)做存儲(chǔ)和分析。

八、總結(jié)

本文基于實(shí)際 SDK 源碼，完整介紹了睿擎平臺(tái) AMP 共享內(nèi)存通信機(jī)制：

理解共享內(nèi)存在 AMP 架構(gòu)中的定位和優(yōu)勢(shì)（2MB SRAM，Mailbox 中斷通知）

掌握 Linux 側(cè) POSIX 接口（open/mmap/msync）使用方法

掌握 RT-Thread 側(cè)設(shè)備框架接口（rt_device_* + IOCTL）使用方法

理解緩存同步機(jī)制（FLUSH_CACHE / INVALID_CACHE）

共享內(nèi)存是睿擎平臺(tái) AMP 雙系統(tǒng)通信的性能天花板，適合對(duì)實(shí)時(shí)性和帶寬有極致要求的工業(yè)場(chǎng)景。結(jié)合 DSMC（外部設(shè)備高速通信）和 RPMSG（控制命令傳輸），睿擎平臺(tái)提供了完整的 AMP 通信解決方案，開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)場(chǎng)景靈活選擇。

相關(guān)文檔：

●睿擎平臺(tái)開(kāi)發(fā)文檔

●RuiChing Studio 下載

示例工程：

●Linux 側(cè)：shm_demo/amp_shm_device_app.c

●RT-Thread 側(cè)：

08_misc_amp_factory_default/applications/amp_shm_device_app.c