双核实时系统的架构是如何设计的?.doc
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1、双核实时系统的架构是如何设计的?1.引言嵌入式技术的不断成熟以及业界对工业设备小型化、个性化需求的不断提高促使越来越多的工业设备控制系统采用嵌入式系统设计。工业设备控制最大的特点是对系统实时性要求较高。而通常情况下,控制过程中常常同时存在多种不同实时性要求的任务,不同任务对处理器时间的占用比例也有较大差异,因此如何有效的满足并提高系统实时性能成为研究的重点。传统的控制系统单核处理器架构是主流,除了通过提升处理器主频来提高系统的响应速度,还通过使用抢占式实时操作系统,引入多线程,改进系统任务调度策略等软件方法来进一步提高系统性能。但随着应用不断复杂,控制精度要求不断提高,有限的系统资源成为控制系
2、统性能提升的最大瓶颈。针对单CPU架构的局限性,多处理器系统的研究应用逐渐增多,文献1采用FPGA 和多个DSP 互连的并行处理结构,实现了一个高速数据传输带宽、低延迟且计算性能强大的实时图像处理系统。文献2提出了一种基于ARM的双CPU协调运动控制系统的设计方法。文献3采用ARM+DSP的主从式双CPU结构设计实现了嵌入式运动控制器。文献4分析比较了几种典型的嵌入式双核通信接口,并介绍了典型接口的设计要点。文献5在单核嵌入式操作系统构架的基础上,提出一种基于对称通信的双核处理器嵌入式操作系统构架,解决了异构双核处理器中的通信效率和共享内存的利用问题。随着双核架构应用的不断推广,同时双核微处理
3、器技术逐渐成熟,如何设计稳定高效的系统软件架构成为当前研究的重点。本文以 F28M35双核系统为例,介绍了一种以IPC通信机制为核心,基于共享内存的双核软件架构方法。2.双核间通信的系统结构完成双核间的数据通信,除了数据传输介质共享内存外,还需要系统提供一套双核间交互的信号机制。通常该信号机制中同时包括中断信号和非中断信号。利用该信号机制,结合共享内存,可设计出各种灵活的通信方式。从通信信号的角度,通信方式可分为轮询方式和中断方式。由于轮询方式使内核处于忙等的状态,因此应尽量避免使用,该方式多用于双核之间事件需严格按照一定的顺序执行的情况,例如系统启动时双核之间的初始化交互。从携带数据量的角度
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