【JokerのZYNQ7020】AMP。

2024-01-27 07:40
文章标签 amp zynq7020 joker

本文主要是介绍【JokerのZYNQ7020】AMP。，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

软件环境：vivado 2017.4        硬件平台：XC7Z020

首先吧，说说这篇文章标题AMP是个啥。这个AMP（非对称多处理）是相对于SMP（对称多处理）来说的，耍ZYNQ的朋友们都很清楚，PS这边是个双核A9，而之前的大多数SDK程序，除非特别指定，一般会默认只跑在核0上，而今天这个AMP程序，是核0和核1一起跑，类似于真正的两个进程同时进行，但彼此之间还有软中断相互触发，有一片共享的数据区域，也体现了与之前SDK中跑的程序的不同。再直白一点的形容两个的差别，SMP是在两个核上跑一个系统，资源两个核共享，核怎么调度由系统来完成，而AMP更像是在两个核上跑两个系统，每个核应该怎么做，资源应该怎么规划，全由自己来决定，有着更大的自由度的同时，对规划的要求也更高。今天的AMP程序是基于之前1080p图像显示那个程序上面改出来的，所以PL这边的结构与之前一模一样。

而今天这个程序与之前程序的主要差别或者说主要想实现的是，从SD卡中读图这件事仅由核0完成，4张图像读取完毕后，核1显示1图2秒，然后将2图数据放入共享内存，触发软中断，让核1读取共享内存中的2图内容，然后显示出来，核1显示2秒完毕后同样产生软中断，通知核0，然后于此相同完成图3图4在核0核1的交替显示。 所以这篇的重点也就自然而然的有两个，一个是如何让核0和核1一起跑，另一个是如何利用软中断彼此触发。先开手册UG585 P229。

可以看到，总共有16个软中断可以利用，我这里只用到了两个，另外需要说明的一点是，软中断不但可以核之间相互触发，核本身也可以利用软中断触发自己。话不多说，开搞，先从核1的说起，核1不像核0要从卡里读图，所以BSP这边并不要什么额外的库的支持。只是创建程序的时候需要注意一下。

 下拉框中，一定要选择应用是跑在核1上的，切记切记！左侧就是核1程序结构，依次来说一下。

main.c

#include <stdio.h>
#include "xparameters.h"
#include "xsdps.h"
#include "xil_printf.h"
#include "sleep.h"#include "share_memory.h"
#include "soft_interrupt.h"#define SHARED_BASE_ADDR	0x30000000#define H_STRIDE            1920
#define H_ACTIVE            1920
#define V_ACTIVE            1080
#define VIDEO_LENGTH  (H_STRIDE*V_ACTIVE)#define VDMA_BASEADDR   XPAR_AXI_VDMA_0_BASEADDR
#define VIDEO_BASEADDR0 0x05000000
#define Buffer_Size 1920*1080*3XScuGic Intc; //GICu8 share_memory_data[Buffer_Size]  __attribute__ ((aligned(32)));
volatile u8 software_interrupt_flag = 0;void Xil_DCacheFlush(void);void Show_BMP_Picture( const unsigned char * addr, u32 size_x, u32 size_y)
{u32 x=0;u32 y=0;u32 r,g,b;for(y=0;y<size_y;y++){for(x=0;x<size_x;x++){r = *(addr++);g = *(addr++);b = *(addr++);Xil_Out32((VIDEO_BASEADDR0+((y*size_x)+size_x-x)*4),((r<<16)|(g<<8)|(b<<0)));}}Xil_DCacheFlush();
}void VDMA_init()
{int i;for(i=0;i<VIDEO_LENGTH;i++){Xil_Out32(VIDEO_BASEADDR0+i*4,0);}Xil_DCacheFlush();Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x000), 0x3);Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x05c), VIDEO_BASEADDR0);Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x060), VIDEO_BASEADDR0);Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x064), VIDEO_BASEADDR0);Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x058), (H_STRIDE*4));Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x054), (H_ACTIVE*4));Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x050), V_ACTIVE);
}int main()
{u8 *share_region = (u8 *)SHARED_BASE_ADDR;VDMA_init();Init_Intr_System(&Intc);Init_Intr_Software(&Intc, Software_Interrupt_Hanedler, Cpu0_To_Cpu1_Interrupt, 1);Setup_Intr_Exception(&Intc);while(1){if(software_interrupt_flag){export_data(share_memory_data, share_region,Buffer_Size);Show_BMP_Picture(share_memory_data,1920,1080);sleep(2);Software_Interrupt_Generate(&Intc, Cpu1_To_Cpu0_Interrupt, XSCUGIC_SPI_CPU0_MASK);software_interrupt_flag = 0;}}return 0;
}

SHARED_BASE_ADDR划分的内存共享区域，这里先不谈，一会儿结合地址划分再说。software_interrupt_flag软中断触发标志，当接收到软中断时置1。主函数中，首先进行中断初始化，Init_Intr_Software是在soft_interrupt.c中定义的，下面说。循环内部，通过不断检测软中断触发标志，一旦接收到软中断，就说明核0已经把图片内容放进共享内存区域，此时，核1从共享内存区域中导出数据，并显示2秒，而后产生触发核0的软中断，回馈给核0，最后清除软中断。

share_memory.c

#include "share_memory.h"void export_data(u8 *buffer,  u8 *p,  u32 length)
{Xil_DCacheInvalidateRange((INTPTR)p, length);memcpy(buffer, p, length);
}void import_data(u8 *src_buffer, u8 *dst_buffer, u32 length)
{memcpy(dst_buffer, src_buffer, length);Xil_DCacheFlushRange((INTPTR)src_buffer, length);Xil_DCacheFlushRange((INTPTR)dst_buffer, length);
}

share_memory中，主要是共享内存中的数据拷贝和缓冲区的刷新，一定要进行缓冲区刷新，不然数据有可能会出错，原因下面会说。

share_memory.h

#ifndef SHARE_MEMORY_H_
#define SHARE_MEMORY_H_#include "xil_types.h"
#include "xil_cache.h"
#include "string.h"void export_data(u8 *buffer,  u8 *p,  u32 length);
void import_data(u8 *src_buffer, u8 *dst_buffer, u32 length);#endif

soft_interrupt.c

#include "soft_interrupt.h"extern u8 software_interrupt_flag;void Software_Interrupt_Hanedler(void *Callback)
{xil_printf("receive soft-interrupt!\r\n");software_interrupt_flag = 1;
}void Setup_Intr_Exception(XScuGic * IntcInstancePtr)
{Xil_ExceptionInit();Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,(Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,(void *)IntcInstancePtr);Xil_ExceptionEnable();
}int Init_Intr_System(XScuGic * IntcInstancePtr)
{int Status;XScuGic_Config *IntcConfig;IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);if (NULL == IntcConfig) {return XST_FAILURE;}Status = XScuGic_CfgInitialize(IntcInstancePtr, IntcConfig,IntcConfig->CpuBaseAddress);if (Status != XST_SUCCESS) {return XST_FAILURE;}return XST_SUCCESS;
}void Init_Intr_Software(XScuGic *GicInstancePtr, Xil_InterruptHandler IntrHanedler, u16 SoftwareIntrId, u8 CpuId)
{int Status;XScuGic_SetPriorityTriggerType(GicInstancePtr, SoftwareIntrId, 0xB0, 0x2);Status = XScuGic_Connect(GicInstancePtr, SoftwareIntrId,(Xil_InterruptHandler)IntrHanedler, NULL);if (Status != XST_SUCCESS) {xil_printf("Cpu%d: software interrupt %d set fail!\r\n", XPAR_CPU_ID, SoftwareIntrId);return;}XScuGic_InterruptMaptoCpu(GicInstancePtr, CpuId, SoftwareIntrId);XScuGic_Enable(GicInstancePtr, SoftwareIntrId);}void Software_Interrupt_Generate(XScuGic *GicInstancePtr, u16 SoftwareIntrId, u32 CpuId)
{int Status;Status = XScuGic_SoftwareIntr(GicInstancePtr, SoftwareIntrId, CpuId);if (Status != XST_SUCCESS) {xil_printf("Cpu%d: software interrupt %d generate fail!\r\n", XPAR_CPU_ID, SoftwareIntrId);return;}
}

soft_interrupt.h

#ifndef SOFT_INTRRUPT_H_
#define SOFT_INTRRUPT_H_#include "xil_cache.h"
#include <stdio.h>
#include "xil_types.h"
#include "Xscugic.h"
#include "Xil_exception.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xparameters.h"
#include "xdebug.h"#define Cpu0_To_Cpu1_Interrupt   0x01
#define Cpu1_To_Cpu0_Interrupt   0x02
#define INTC_DEVICE_ID          XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_IDvoid Software_Interrupt_Hanedler(void *Callback);
void Init_Intr_Software(XScuGic *GicInstancePtr, Xil_InterruptHandler IntrHanedler, u16 SoftwareIntrId, u8 CpuId);
void Software_Interrupt_Generate(XScuGic *GicInstancePtr, u16 SoftwareIntrId, u32 CpuId);
int Init_Intr_System(XScuGic * IntcInstancePtr);
void setup_Intr_Exception(XScuGic * IntcInstancePtr);#endif

软中断这里首先是中断服务函数Software_Interrupt_Hanedler，这个根据自身实际设计需求来填充，我因为主函数是轮询的，所以这里只产生标志就足够了。而后在Init_Intr_Software中利用XScuGic_SetPriorityTriggerType给对应中断设置优先级和触发方式，利用XScuGic_Connect将中断与中断服务函数绑定，这里由于使用的是AMP模式，2个CPU，所以需要利用XScuGic_InterruptMaptoCpu明确的告知，当前设置的中断，是与哪一个CPU进行映射绑定的，最后，利用XScuGic_Enable使能。

至此，核1的程序基本就这样了，由于核0的程序是在上一篇1080p图像显示基础上改过来的，所以BSP中依旧需要使能对于内存卡的支持，share_memory与soft_interrupt与核1程序是一样的，所以这里只说主函数怎么改的。

main.c

#include <stdio.h>
#include "xparameters.h"
#include "xsdps.h"
#include "xil_printf.h"
#include "ff.h"
#include "bmp.h"
#include "sleep.h"#include "share_memory.h"
#include "soft_interrupt.h"#define BUFFER_BASE_ADDR	0x30000000
#define SHARED_BASE_ADDR	0x32000000#define H_STRIDE            1920
#define H_ACTIVE            1920
#define V_ACTIVE            1080
#define VIDEO_LENGTH  (H_STRIDE*V_ACTIVE)#define VDMA_BASEADDR   XPAR_AXI_VDMA_0_BASEADDR
#define VIDEO_BASEADDR0 0x05000000
#define Buffer_Size 1920*1080*3XScuGic Intc;
static FATFS SD_Card_Dev;
char *SD_Card_Path = "0:/";u8 *data_buffer;u8 Original_Buf1[Buffer_Size] __attribute__ ((aligned(32)));
u8 Original_Buf2[Buffer_Size] __attribute__ ((aligned(32)));
u8 Original_Buf3[Buffer_Size] __attribute__ ((aligned(32)));
u8 Original_Buf4[Buffer_Size] __attribute__ ((aligned(32)));u8 Show_Buf1[Buffer_Size] __attribute__ ((aligned(32)));
u8 Show_Buf2[Buffer_Size] __attribute__ ((aligned(32)));
u8 Show_Buf3[Buffer_Size] __attribute__ ((aligned(32)));
u8 Show_Buf4[Buffer_Size] __attribute__ ((aligned(32)));volatile u8 software_interrupt_flag = 0;void Xil_DCacheFlush(void);void Show_BMP_Picture( const unsigned char * addr, u32 size_x, u32 size_y)
{u32 x=0;u32 y=0;u32 r,g,b;for(y=0;y<size_y;y++){for(x=0;x<size_x;x++){r = *(addr++);g = *(addr++);b = *(addr++);Xil_Out32((VIDEO_BASEADDR0+((y*size_x)+size_x-x)*4),((r<<16)|(g<<8)|(b<<0)));}}Xil_DCacheFlush();
}void VDMA_init()
{int i;for(i=0;i<VIDEO_LENGTH;i++){Xil_Out32(VIDEO_BASEADDR0+i*4,0);}Xil_DCacheFlush();Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x000), 0x3);Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x05c), VIDEO_BASEADDR0);Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x060), VIDEO_BASEADDR0);Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x064), VIDEO_BASEADDR0);Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x058), (H_STRIDE*4));Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x054), (H_ACTIVE*4));Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x050), V_ACTIVE);
}int SD_init()
{FRESULT result;result = f_mount(&SD_Card_Dev,SD_Card_Path, 0);if (result != 0) {return XST_FAILURE;}return XST_SUCCESS;
}int main()
{data_buffer = (u8 *)BUFFER_BASE_ADDR;VDMA_init();SD_init();Init_Intr_System(&Intc);Init_Intr_Software(&Intc, Software_Interrupt_Hanedler, Cpu1_To_Cpu0_Interrupt, 0);Setup_Intr_Exception(&Intc);BMP_Picture_Processor((u8 *)"1.bmp" , Original_Buf1 ,Buffer_Size);BMP_Picture_Processor((u8 *)"2.bmp" , Original_Buf2 ,Buffer_Size);BMP_Picture_Processor((u8 *)"3.bmp" , Original_Buf3 ,Buffer_Size);BMP_Picture_Processor((u8 *)"4.bmp" , Original_Buf4 ,Buffer_Size);u32 i;for(i = 0;i < Buffer_Size ;i++ ){Show_Buf1[i] = Original_Buf1[Buffer_Size-i-1];Show_Buf2[i] = Original_Buf2[Buffer_Size-i-1];Show_Buf3[i] = Original_Buf3[Buffer_Size-i-1];Show_Buf4[i] = Original_Buf4[Buffer_Size-i-1];}while(1){Show_BMP_Picture(Show_Buf1,1920,1080);sleep(2);import_data(Show_Buf2, data_buffer, Buffer_Size);Software_Interrupt_Generate(&Intc, Cpu0_To_Cpu1_Interrupt, XSCUGIC_SPI_CPU1_MASK);while(!software_interrupt_flag);software_interrupt_flag = 0;Show_BMP_Picture(Show_Buf3,1920,1080);sleep(2);import_data(Show_Buf4, data_buffer, Buffer_Size);Software_Interrupt_Generate(&Intc, Cpu0_To_Cpu1_Interrupt, XSCUGIC_SPI_CPU1_MASK);while(!software_interrupt_flag);software_interrupt_flag = 0;}return 0;
}

 可以看到，除了图像交叉显示之外，其实也没啥变化，while(1)里，就跟最开始说的一样，图1先显示2秒，然后将从卡里读到的图2的数据放到数据共享区域，产生软中断触发核1读取显示，然后自己一直等核1给自己的显示结束的软中断，接收到以后，说明核1显示结束，然后自己再进行图3的显示，显示2秒后，图4的操作与前一致，循环进行核0和核1的图像显示。

程序其实很简单，接下来说的才是重中之重了，就是调AMP的时候需要注意的事项。

1.软中断的注册，映射，和产生函数，XScuGic_Connect、XScuGic_InterruptMaptoCpu、XScuGic_SoftwareIntr。还有中断服务函数，由于都是自己定义的，所以想要中断做什么，和中断的方式，一定要有个整体的规划。

2.内存地址分配，这个非常重要，我强烈的建议，最好把核0、核1和内存共享的区域，三者之间独立开！！！以下分别是我核0、核1和共享内存之间的划分。

 

 

3.Xil_DCacheFlushRange内存强行刷新。如果在调此类AMP应用时候，发现花屏、中断能触发但是数据不对等等问题的时候，首先考虑的应该是cache一致性问题造成的，我在调这AMP程序时候，发现图像能交叉显示出来，但是显示时候总有一块是花屏的，不是上面就是下面，就类似下面这个示例图一样。

 查了以后发现zynq的512k的L2 cache是两个核共享的，详细内容可以看ug585手册第3章，这里就不截了。这里只说这种问题怎么解决，一方面是在进行数据写入共享内存后，进行Xil_DCacheFlushRange，让写入内存的数把缓存也刷了，另一方面干脆在核1的BSP中添加-DUSE_AMP=1的编译选项。

至于这个DUSE_AMP选项影响的是哪里，看下CACHE这边你就明白了，这里只是拿Xil_DCacheFlushRange来举例而已，还有很多约束L2 Cache的地方，感兴趣的可以自己打开来看。

4.debug的时候，注意要把两个核全都勾上。看图。

5.至于两个核怎么一起跑，一起选中，然后run就好了呀。

 

这篇关于【JokerのZYNQ7020】AMP。的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/649531。

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