Mentor软件能消除异构硬件和软件环境的管理复杂性从而简化系统设计

Mentor软件能消除异构硬件和软件环境的管理复杂性从而简化系统设计Mentor嵌入式多核框架能消除异构硬件和软件环境的管理复杂性，从而简化SoC系统设计。异构多处理对于当今的嵌入式应用来说正变得越来越重要。片上系统(SoC)架构，例如赛灵思的Zynq®UltraScale+™MPSoC提供包含四个ARM®Cortex®-A53内核以及两个ARMCortex-R5内核的强大异构多处理基础架构。除了核心的计算基础架构外，SoC还包含一系列丰富的硬化外设IP和FPGA架构，可实现灵活的设计模式，从而帮助系统开发人员创建高性能多处理系统。各种软件开发模式的出现使开发人员可以充分利用SoC（例如ZynqMPSoC）提供的多处理功能优势。对称多处理(SMP)操作系统提供了必需的基础架构，能够在多处理系统中的多个同构内核之间以对称或非对称方式平衡应用工作负荷。不过，要想利用系统中异构处理器提供的计算带宽，需要使用非对称多处理(AMP)软件架构。AMP架构通常需要在SoC中不同处理内核上运行的多种软件环境（例如Linux、实时操作系统(RTOS)或裸机软件），协同工作实现最终应用的设计目标。在典型设计中，主内核上的软件环境根据需要驱动一个远程内核上的远程软件环境，用于分担计算任务。主处理器、远程处理器及其相关软件环境(即它们的操作系统环境)可以是同构或者异构的。Mentor选用Linux3.4.x内核以及更新版本中的remoteproc和rpmsgAPI。为有效管理不同处理器上多个操作系统的生命周期，同时提供处理器间通信(IPC)基础架构以分担计算工作负荷，需要采用经过改善的新软件功能和方法。MentorGraphics公司的Mentor嵌入式多核框架是一种软件框架，能够为AMP系统开发人员提供两大重要功能：用于对远程处理器及其相关软件环境进行生命周期管理的remoteproc组件和API；用于在AMP环境中的操作系统之间实现IPC的rpmsg组件和API。该框架为用户提供了简化的应用级接口，从而消除了管理异构硬件和软件环境的复杂性。让我们详细了解一下如何使用这种新的开发框架来管理AMP系统中的异构计算。兼容性和起源

在为Mentor嵌入式多核框架选择合适的API时，对开放标准的兼容性以及在Linux社区中的应用情况是重要的考量指标。Mentor选用了Linux3.4.x内核以及更新版本中的remoteproc和rpmsgAPI。Linuxremoteproc和rpmsg基础架构最初由TexasInstruments设计开发，并专门用于Linux内核。该基础架构允许主处理器上的Linux操作系统管理远程处理器上远程软件环境的生命周期和通信。然而，Linux提供的基础架构存在一些限制。首先，Linuxrpmsg隐式地假设Linux总是主操作系统，而且不支持将Linux作为AMP配置中的远程操作系统。此外，remoteproc和rpmsgAPI只能从Linux内核空间获得，没有可用于其它操作系统和运行时间的等效API或库。

Mentor嵌入式多核框架是一种用C语言编写的独立库。它能干净地实现在RTOS或裸机软件环境中使用的remoteproc和rpmsg功能，并具备与Linux中对应的remoteproc和rpmsg的API级兼容性和功能对称性。图1a显示了Mentor嵌入式多核框架的软件栈图及其在RTOS或裸机环境中的使用。如图所示，该框架经过抽象的移植层由硬件接口层和操作系统抽象(环境)层构成，让用户能够方便地将框架移植到其它处理器和操作系统。图1b显示了Linux内核中的remoteproc和rpmsg基础框架。remoteproc和rpmsg内核空间驱动程序为remoteproc平台驱动程序和rpmsg用户设备驱动程序提供服务。remoteproc平台驱动程序支持远程生命周期管理；rpmsg用户设备驱动程序向用户空间应用提供IPC服务。除了能在AMP架构中实现RTOS和裸机环境与Linuxremoteproc/rpmsg基础架构的互操作外，Mentor嵌入式多核框架还提供相应的工作流程和运行时间基础架构，用于将Linux进行封装并作为AMP配置中的远程操作