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    嵌入式工作中為什么要用多處理器?

    • 發布:嵌入式培訓
    • 來源:嵌入式資訊
    • 時間:2020-08-26 15:50

    大規模的并行運算;想利用多個CPU的特點,如DM642這樣的方案,應用于復雜的視頻方案。想利用DSP的浮點計算能力,同時也使用ARM的事務計算能力;

    單純的提高系統的性能:對于普通的應用,提高系統性能是基本出發點。但嵌入式系統應用多處理器并不是一個簡單的事情。多處理器的軟件設計難度很大,調試也是很大的問題。

    如果不采用操作系統處理,采用前后臺系統。那么自己還要設計一個通信算法,還要設計一個結果整合系統。這樣的系統自己設計很多東西,其中總線的可靠和容錯設計至關重要。

    所以可能的話,利用成熟穩定的操作系統來支持多處理器可以減少不少的開發難度。然而,尋找這樣的一個操作系統并非易事。

    首先要明確自己的應用,需要線程進程遷移嗎?需要處理器平衡嗎? 對于多處理器,如果不支持線程進程遷移,那也就談不上處理器任務的動態平衡,不然只能事前指定好線程進程運行于哪個處理器。對于異構型多處理器,線程遷移和進程遷移并沒有多大的實際意義。對于追求利益的公司來說,目前還談不上實用價值。所以,遷移只限于對稱處理器。

    然而,對稱處理器也不是什么進程可遷移。對于對稱處理器,操作系統封裝好底層,讓用戶開發起來像是對一個CPU再做開發,當然不可能與單個CPU完全一致,但起碼減輕了許多難度。

    很多朋友問我RTEMS可以跑在x86這樣的CMP的多處理器上嗎?當然。但是,設計起來又不同于普通的對稱多處理器。因為,CMP處理器上的CPU共享了許多東西,中斷,內存,總線,他們的編址空間基本上都是一致的。對于RTEMS這樣的RTOS來說,它采用的是異構型的方式支持對稱處理器,即有幾個CPU就得跑幾個RTEMS。

    那么通訊顯得尤為重要,多個RTEMS需要多個系統的TICK,那么TICK從哪里來,CMP共享著很多資源,那么就要求,使用者必須為RTEMS手動的指定中斷源,劃分內存空間,這就造成了,CMP上的多個CPU雖然都是跑RTEMS,但是想關于CPU的驅動很多都是不一樣的。這種緊耦合的系統是非常難辦的。

    相對于CMP,同 種CPU組成的SMP就要簡單一些,因為全部驅動都是一樣的,可能會因為通信方式的問題,通信驅動要特殊處理一下,但這會極大的減輕了開發的壓力和調試的難度。總好比每個CPU一個Core,那是要崩潰了。特別是調試問題,所以從經濟角度的問題考慮,還是比較喜歡這種多個相同的單個CPU組成的多處理器系統。

    很多時候,對于那個異構型的處理器,當然用RTEMS也可以輕松擺平,但是還是一個問題,多個核心需要自己的RTEMS支持,開發多有不便。況且,操作系統的調試還是比較復雜的。所以現實版的方案都是,異構型處理器當中負責事務運算的處理器跑操作系統,而負責計算的處理器采用前后臺系統,簡單的通過共享內存通訊,響應操作系統的計算請求。

    這樣大大的減小了開發難度,反正操作系統把DSP當作了個硬件的寄存器,寫幾個寄存器就能得到結果,或者是輸入一組天文一樣的數據,得到一個復雜的結果。Anyway,總之這樣的反應式的處理方式是絕大部分工程中采用的方式。就是簡單、可靠、實用。

    看來,嵌入式系統中的多處理器還是與應用高度的相關。

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