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國產工業CPU,米爾基于全志T507-H開發板的實時性分析與測試

發布時間:2023-2-6 17:46    發布者:eechina
作者:米爾電子

1.概念

全志科技T5系列是一個高性能四核 CortexTM–A53 處理器,適用于新一代汽車市場。T5系列符合汽車 AEC – Q100 測試要求。該芯片集成四核 CortexTM–A53 CPU、G31MP2 GPU、32 位 DDR3/LPDDR3/DDR4/LRDDR4 動態隨機存儲器。



MYC-YT507H核心板基于T507-H處理器研制,具有豐富的接口資源, 擁有良好的軟件開發環境,內核支持開源操作系統Linux

在開發階段,建議配合核心板配套的評估套件 MYD-YT507H 來加速開發。評估套件的詳細信息請訪問:http://www.myir-tech.com/product

2.實時內核設計

實時補丁我們選擇RT-Preempt來實現。

1.1. 移植補丁

RT補丁官網 從RT官網下載4.9.170對應補丁

https://wiki.linuxfoundation.org/realtime/start
https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/4.9/older/



把解壓后的補丁放到linux4.9目錄下,然后用下面命令打包即可 patch -p1 < ./patch-4.9.170-rt129.patch



由于代碼有差異,會提示大量不匹配,導致補丁打入失敗則用下面命令找出打入失敗文件

find ./ -name "*.rej"



手動逐一檢查rej文件,逐個修改

難點:

zram驅動,sdk中源碼引用自5.x版本驅動,需要找5.10左右RT補丁參考

thread_info.h文件中手動將PREEMPT_LAZY宏改序號、宏名字



問題點1:中斷上下文中調用搶占api(rt_spin_lock即mutex)導致sched異常。

分析與解決:

這個中斷是系統核心timer服務,至關重要。其通過request_percpu_irq注冊中斷isr,并不是常規request_irq或request_thread_irq,無法線程化。

繼續分析崩潰調用棧,在崩潰前最后的操作為cpufreq_cpu_get,通過分析其源碼,基本找到__account_system_time函數中調用了cpufreq_acct_update_power,其中又調用了rt_spin_lock函數導致崩潰。

通過分析cpufreq_acct_update_power函數,發現通過宏定義:CONFIG_CPU_FREQ_TIMES可以屏蔽該函數,進而不調用rt_spin_lock。
經測試,在menuconfig中,屏蔽CONFIG_CPU_FREQ_TIMES后,系統能正常啟動到login環節。

解決方法:

drivers/cpufreq/Kconfig中針對CPU_FREQ_TIMES設置與PREEMPT_RT_BASE的互斥。

config CPU_FREQ_TIMES
       bool "CPU frequency time-in-state statistics"
    #    default y
       depends on !PREEMPT_RT_BASE
       help
         This driver exports CPU time-in-state information through procfs file
         system.
         ! It's incompatable with RT-Preempt scheduler.

         If in doubt, say N.

打開RT實時測試工具,進行測試

在buildroot下面打開相關測試,根據下面描述打開rt-tests工具即可,打開測試工具測試步驟

1.2. 其他影響性能的配置

禁用CPU Freq自動調頻,并設置主頻為最高頻率:

cd /sys/devices/system/cpu/cpufreq/policy0
echo userspace > scaling_governor
cat saling_max_freq  > scaling_setspeed
(如不禁用cpufreq調頻功能,系統會因動態調頻產生極大的偶然延遲)

3.實時性測試

空載測試

cyclictest -p 99 -t 1 -d 100 -i 1000 -D 24h -m -a -n


圖:空載測試

CPU&內存滿載

cyclictest -p 99 -t 1 -d 100 -i 1000 -D 24h -m -a -n

增加壓力

stress-ng --cpu 4 --cpu-method all --io 4 --vm 50 -d 5  --fork 4 --timeout 36000s


圖:滿載測試

數據對比:

板卡MYD-YT507H
測試時間120min
指令cyclictest  &stress-ng
空載平均 8us;最大 24us
滿載平均 13us;最大 136us
圖表:數據信息

4.產品介紹

MYC-YT507H核心板采用SMD封裝形式貼片(郵票孔+背面焊盤)。標準配置有4種產品型號。它們在存儲配置、溫度等方面有一些差異,客戶可根據需求自行選擇合適的型號。


圖MYC-YT507H核心板

MYC-YT507H主要參數

名稱主要參數
主控芯片系列T5 Series
主控芯片型號T507-H
處理器規格4核 ARM  CortexTM-A53
內存LPDDR4 1GB/2GB
存儲器EMMC 8GB  (其他容量可選)
核心板尺寸43 x 45 x 3.5  mm(帶屏蔽骨架)
接口類型SMD貼片,郵票孔+LGA
PCB板規格10層板設計,沉金工藝
操作系統Linux 4.9
核心板主要參數

4.1. MYD-YT507H外設接口資源主要參數

功能
參數
系統POWER12V DC JACK
KEY1路復位按鍵1路FEL刷機按鍵1路ON/OFF按鍵
SWITCH1路電源開關
BOOT SET1路撥碼開關
SD1路Micro SD卡槽
通訊接口WIFI/BT1路WIFI/BT模塊接口,通過20PIN排針引出
4G1路4G Mini  PCIE接口1路SIM卡座
Ethernet1路10/100/1000M以太網接口,RJ45接口1路10/100M以太網接口,RJ45接口
USB2路 USB 2.0 HOST  接口,采用Type-A接口1路USB 2.0 OTG接口,采用Type-C接口
UART1路調試串口,通過串口轉USB,采用Type-C接口2路普通串口,通過擴展接口引出
多媒體接口DISPLAY1路HDMI  2.0a接口2路LVDS 顯示接口(支持單/雙通道)1路TV CVBS模擬視頻輸出接口
CAMERA1路MIPI CSI攝像頭接口1路DVP攝像頭接口
AUDIO1路3.5mm音頻輸出接口1路SPDIF音頻輸出接口1路揚聲器擴展接口
擴展接口Expansion IO1路2.54mm間距的40PIN排針,GPIO/TWI/UART
表 開發板外設接口資源主要參數

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