智能系统中的多核操作系统-OS2ACT v1.2 公开版本-何小庆 2025-3-30 17044 1.pdf

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1、智能系统中的嵌入式多核操作系统Embedded Multi-core Operating System for Intelligent SystemsALLAN HE/何小庆Allanesbf.org报告内容o引言:背景、现状、应用o多核芯片硬软件架构的概述o多核操作系统的虚拟化技术o嵌入式多核操作系统实例o嵌入式多核操作系统应用展望第1:引言 产业发展大背景o万物智联的高性能嵌入式应用 o嵌入式设备性能提升(MCU-SoC、ARM64/RISC-V)o嵌入式处理器芯片（单核-同构多核-异构多核）o嵌入式系统功能升级（实时控制+富功能应用）o嵌入式系统开发度增加（功能安全+信息安全）面向万物智

2、联场景的新一代嵌入式混合、关键、分布式系统嵌入式处理器技术现状4x ARM Cortex-A55 up to 1.8GHzNPU:1TOPSGPU：Mali-G52-2EE3x Display，LVDS/HDMI/RGB1x MIPI CSI，1x DVP1x PCIe3.0，1x USB3.0 HOST工商业储能EMS、小电流选线、通信管理机运动控制器、AGV机器人、医疗内窥镜2x ARM Cortex-A7 up to 1.2GHzDSP：HIFI4 600MHzRISC-V:C906 1008MHz2x LVDS DISPALY1x USB2.0 DRD，1x USB2.0 HOST1x

3、 EMAC6x UART，2x CAN工业HMI、工业PLC、物联网网关示教器、户用储能EMS/BMS、充电桩高算力多核处理器走人千家万户全志T113-i活跃的多核嵌入式处理器公司o海外芯片公司在高算力多核芯片和汽车智驾芯片上占有绝对的优势，配套的软件、工具和安全方案成熟。o国内在边缘和端侧智能芯片有成本和生态优势，在智驾领域正在积极跟进。嵌入式多核操作系统的应用嵌入式实时操作系统理论基础介绍o本书内容(13章）o实时操作系统基础o调度概念和实现o使用互斥机制控制资源共享o资源共享和争用问题o任务间通信o存储的使用和管理o多处理器系统o分布式系统o调度策略的分析o操作系统：基本结构和功能oRT

4、OS的性能和基准测试o多任务软件的测试和调试o在关键系统中使用RTOS第章 多核嵌入式系统第2:多核处理器概述 微处理器、多处理器和多核处理器o1971年 Intel公司设计出第一款微处理器-4004，很快Intel又推出了8位的8008处理器和16位的8086处理器。o8086芯片是单核CPU，随着需求的提高和功耗问题出现，就有在一个芯片上建造两个或者多个核，如 Intel i5（14代）6+8 核。o多处理器是由多个单板计算机组成的计算机系统。o多核处理器具有更高的计算密度和更强的并行处理能力，单芯片尺寸还很小。多核处理器适合嵌入系统和嵌入式混合关键系统。Embedded multipro

5、cessorsSystem-on-chip(multicore)Mullticore processorAnalogue I/ODigital I/OMotor controlNetwork interfaceMicro-controllerBoard 1Micro-controllerBoard 2Board-based(multicomputers)CPU2CPU1InterruptsShared memoryTimers同构的多核处理器o从硬件的角度看，多核处理器可以分为同构和异构两种架构。o同构o所有的CPU的核心架构都一样。例如，瑞芯微RK3568、飞思卡尔的I.MX6D，它们有两个

6、或者以上架构相同的ARM Cortex-A核。oRK3568 四核64位Cortex-A55 主频最高2.0GHz,内置1.0TOPS算力NPU私有资源共享资源异构的多核处理器o异构oCPU核心架构不一样称为异构。例如 TI TMS320DM8127有一个DSP C674x核和一个ARM Cortex-A8核，Xilinx的ZYNQ7000系列，有两个ARM Cortex-A9核和FPGA（可配置MicroBlade），这些处理器有不一样架构的CPU核，所以都属于异构。o异构多核CPU 可根据负载，平衡算力的使用，比如实时性计算需求可由M/R核完成，人机界面由A核完成等。多核处理器软件架构-S