01-多核异构SoC在行业应用中的软件方案思考与实践.pdf

1、全志科技高级软件开发工程师蔡泳恒多核异构SoC在行业应用中的软件方案思考与实践01变化技术&产品方案趋势目 录CONTENT02探索方案探索与设计03实践行业应用与实践04展望未来趋势展望变化技术&产品趋势smpCPUCPUCPUCPUCPUGPUCPUCPUCPUCPUCPUCPUCPUCPUGPUCPUCPU.MCUDSPGPUAIPUWIFI多核异构SoC多核：一个芯片集成多个处理核心，通过并行计算提高系统性能和效率。异构：包含不同类型的处理核心，在架构、功能或指令集上存在差异。big.littleamp技术趋势计算需求增长多核化、专用化、低功耗关键因素技术瓶颈突破能效优化主要优势高性能

2、AI、大数据、实时处理等场景需要更高性能。低功耗灵活性摩尔定律放缓，多核异构成为提升性能的重要途径。单一架构无法满足低功耗需求，异构设计更高效。不同类型核协同工作，提升整体计算能力。任务分配更合理，避免资源浪费。适应不同场景需求，支持多样化应用。技术趋势AIoT感知、运算、实时语音、多显、互连音频、显示、控制功能单一功能复杂产品方案趋势快传输快/响应快开发、量产快省极致成本研发开销完整配套好体验好交互/视觉/语音/智能多多样需求/场景AI、低功耗、算力全都要成本、体验、效率、性能产品方案趋势探索方案探索与设计CPUCPU.MCUDSPGPUAIPUWIFI 多个核心通用核、应用核、专用核、效能

3、核。SoC设计封装技术、芯片面积优化、IP核设计与集成、总线与互连架构、带宽管理与优化、Cache与存储设计、电源管理与设计、热管理与可靠性、功耗管理与优化、制造与测试。硬件方案探索多核异构SoC硬件方案探索异构方案扩展衍生异构通信 总线接口 缓存一致性 消息队列 同步机制实时响应 中断控制器(优先级/直连/分组/合并)锁步机制 实时通信协议基础外设 资源隔离机制(仲裁器、访问控制、电源&时钟)外设控制效率：总线、带宽、原子操作；软件方案探索远程核心控制 硬件初始化 资源管理 固件加载 通信建立 异常处理标准通用软件方案数据通信控制 rpmsg标准IPC机制及接口 virtio共享内存机制 支

4、持多种硬件传输机制(mailbox)OpenAMPShare MemoryRX/TX VringsBuffersLinux ApplicationRTOS/Baremetal Applicationrprocrpmsgvirtiorpmsgvirtioirq/msgbox软件方案探索异构资源管理扩展 中断：共享gpio中断；任意中断分组合并 外设：gpio/pwm/i2c等分组控制，异常注销处理 权限：访问权限控制，按核心、资源划分管理 配置：异构资源快速配置异构核功能扩展 启动：快启、解压缩、异常恢复加载 调试：trace、perf、coredump 组件：日志、console、timest

5、amp、OTA 安全：隔离、校验、认证异构方案扩展衍生软件方案探索虚拟化VMRT type1型虚拟化系统，通过一个专门的虚拟机管理程序（Hypervisor）来管理多个虚拟机。Hypervisor负责直接分配和管理硬件资源，如处理器、内存、存储和网络等，从而允许多个不同的操作系统在同一个物理机上独立运行。支持运行多个OS 计算资源隔离划分 按业务划分功能核，实时、安全、应用、显示等 常见Type1虚拟化系统：XenVM1HypervisorApplicationHardwareGuest OSVM2ApplicationGuest OSVMRT type1虚拟化系统实践行业应用与实践速度运算悬

6、崖检测地毯检测电源管理碰撞检测陀螺仪GPIOLEDCI2CADCPWMSPINETSecureSoundVINNPUTTYCodecSDIOUARTCSII2CGPIAMCU小核大核SLAM场景物体识别清扫逻辑语音交互Hardware检测IO碰撞IOLED红外充电ICLDS电机IMUWiFiCamera 高性能：大核算力做场景、语音识别，应用逻辑控制。强实时：MCU实时运动控制。中断：分组合并；中断嵌套；响应4us。资源：内存保护；外设隔离配置。安全：校验启动；IEC60730。实时控制类方案实践机器人：扫地机/割草机/服务机器人.实时控制类方案实践高速实时采集实时应用RTOS1x RISC-