一場(chǎng)靜默的算力進(jìn)化正在微控制器(MCU)領(lǐng)域爆發(fā)。當(dāng)傳統(tǒng)單核MCU在實(shí)時(shí)響應(yīng)與多任務(wù)處理間艱難平衡時(shí)，雙核架構(gòu)帶來(lái)歷史破局：尤其在處理如兼具電機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信這類不同類型的協(xié)同應(yīng)用時(shí)尤其有優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用雙核MCU正在重構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)終端的基因序列。

MCXN系列MCU包含兩個(gè)Cortex M33內(nèi)核，一個(gè)“主內(nèi)核”(Master)，以及一個(gè)可選的“從屬”(Slave)Cortex M33內(nèi)核(功能減少)。詳細(xì)配置可見下圖：

在通電或重置后，主內(nèi)核啟動(dòng)執(zhí)行(一般是Core0)，從屬核心處于重置狀態(tài)(即其代碼未開始執(zhí)行)。然后，主內(nèi)核運(yùn)行負(fù)責(zé)將“從內(nèi)核“從重置中釋放出來(lái)。實(shí)際上，Master Slave角色只適用于引導(dǎo)過(guò)程，啟動(dòng)后，應(yīng)用程序可能會(huì)將其中任何一個(gè)內(nèi)核視為主內(nèi)核或從內(nèi)核。MCUXpresso IDE為創(chuàng)建和調(diào)試MCXN947提供了高度靈活的支持適用于單核和多核系統(tǒng)。本文詳細(xì)介紹了MCXN947創(chuàng)建和調(diào)試這樣的多核應(yīng)用程序。

建立一個(gè)多核工程

MCUXpresso IDE中的多核應(yīng)用程序由兩個(gè)鏈接的項(xiàng)目組成——一個(gè)項(xiàng)目包含“從屬“(下文稱Slave)代碼的項(xiàng)目和包含“主內(nèi)核”(下文稱Master)的另一個(gè)項(xiàng)目。“Master”項(xiàng)目還將包含一個(gè)指向“Slave”項(xiàng)目的鏈接。

創(chuàng)建新的多核應(yīng)用程序的推薦方法是首先創(chuàng)建首先為“從屬“(下文稱Slave)核心創(chuàng)建項(xiàng)目，然后為Master核心創(chuàng)建項(xiàng)目。

打開 Quickstart Panel -> New project

選擇 “MCXN947” 后并點(diǎn)擊Next，首先我們先建立slave工程。如下圖所示：

點(diǎn)擊Finish完成創(chuàng)建：

Memory Configuration中內(nèi)存區(qū)域配置如上圖所示, 在此應(yīng)用中我們將Core1的代碼存放在PROGRAM_FLASH1中，并在通過(guò)Flash運(yùn)行，也可選擇將Core1的代碼鏈接到RAM中，在Core0運(yùn)行后將Core1的代碼拷貝加載到RAM中再運(yùn)行，同時(shí)Core0和Core1通過(guò)rpmsg_sh_mem進(jìn)行通信交互，最后點(diǎn)擊Finish完成Slave工程的建立，接下來(lái)建立Master工程：

選擇cm33_core0作為Master，點(diǎn)擊Next：

點(diǎn)擊Finish完成Master工程的建立。打開工程的屬性頁(yè)，選擇Settings->Multicore項(xiàng)目，選擇Muticore slaves對(duì)應(yīng)在Master memory region中的存儲(chǔ)段為PROGRAM_FLASH1。

對(duì)于Multicore直接的相互通信，NXP主要提供如下所示的中間件，例如MCMGR, rpmsg_lite(遠(yuǎn)程消息機(jī)制)，Remote ProcedureCall(遠(yuǎn)調(diào)用), 關(guān)于這些庫(kù)的詳細(xì)介紹，其中MCMGR提供了多核間的通信和同步機(jī)制，可在NXP官網(wǎng)下載MCXN947 SDK或者相應(yīng)庫(kù)代碼，參閱軟件包里的詳細(xì)文檔說(shuō)明，我們也后續(xù)的文章中也會(huì)慢慢詳細(xì)介紹這些庫(kù)的使用。

當(dāng)前在我們的工程中，通過(guò)增加 Available SDK components 加入MCMGR相應(yīng)的組件。

多核項(xiàng)目的編譯過(guò)程：

編譯多核項(xiàng)目的最簡(jiǎn)單方法是觸發(fā)Master項(xiàng)目的構(gòu)建，通常使用快速啟動(dòng)面板中的“Build”選項(xiàng)。編譯器會(huì)優(yōu)先編譯Slave項(xiàng)目，然后編譯Master項(xiàng)目——最終將從屬項(xiàng)目中的固件嵌入到主項(xiàng)目中完成構(gòu)建。

如此我們完成了建立一個(gè)雙核工程應(yīng)用的第一步。

當(dāng)萬(wàn)物互聯(lián)進(jìn)入深水區(qū)，雙核MCU已不僅僅是芯片面積的簡(jiǎn)單倍增，而是演變?yōu)橐粓?chǎng)嵌入式系統(tǒng)的認(rèn)知革命。它用物理核的確定性終結(jié)軟件虛擬化的性能損耗，以硬件級(jí)任務(wù)隔離破解系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性瓶頸，更通過(guò)核間通信總線構(gòu)建出數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的專屬高速公路。

據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)雙核MCU將占據(jù)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)63%的份額，這場(chǎng)始于芯片架構(gòu)的變革，終將催化出智能終端從「機(jī)械執(zhí)行」到「自主決策」的質(zhì)變---在算力與功耗的天平上，雙核架構(gòu)正在為萬(wàn)物裝上隱形的智能翅膀。