如何在RK3562J的AMP雙系統實現裸核中斷嵌套機制

繁花之語

多核異構系統是⼀種使同⼀顆SoC芯片中不同核心分別獨立運行不同平臺的計算系統。通過合理的處理器核心及外設資源劃分，使⼀顆SoC芯片能夠獨立運行Linux系統和實時性系統，在滿足系統軟件功能和硬件外設豐富性要求的同時，也滿足系統的實時性要求，具有突出的性價比優勢和產品體積優勢。

1. 瑞芯微多核異構系統

“瑞芯微多核異構系統”是瑞芯微提供的⼀套通用多核異構系統解決方案。

在運行平臺方面：

Linux提供標準的Linux Kernel，RTOS提供開源的RT-Thread ，Bare-metal提供基于RK HAL硬件抽象層的裸機開發庫。同時，瑞芯微多核異構系統支持客戶自行適配更多的運行平臺，例如可以基于RK HAL硬件抽象層適配指定的RTOS等。

在處理器核心方面：

瑞芯微多核異構系統支持SoC中同構的ARM Cortex-A核心獨立運行。也支持SoC中異構的ARM Cortex-M或RISC-V核心獨立運行。瑞芯微多核異構系統通過合理的處理器核心資源劃分，將適當的任務分配到最適合的核心進行處理，從而使SoC發揮出更優秀的性能和能效表現。

目前，瑞芯微多核異構系統采用無監督的AMP方案。不使用虛擬化管理，從而在運行實時性系統時獲得更快的中斷響應，以滿足電力、工控等行業應用中嚴苛的硬實時性要求。

2. RK3562J處理器核心及AMP支持情況

處理器核心

AMP支持情況

3. 中斷嵌套機制

中斷嵌套是一種有效的中斷處理機制，它允許系統根據中斷的優先級來響應和處理中斷，從而確保關鍵任務能夠及時得到處理，具有實時性高、靈活性好、響應快速等特點，但傳統的Linux系統為了簡化設計、提高系統的穩定性和可預測性、減少資源競爭和死鎖等風險、以及提高兼容性和可維護性，不支持中斷嵌套。這種設計選擇使得Linux內核在許多應用場景中表現出色，但對于高實時性場景下的應用就顯得力不從心了。

4. 案例實踐分享

開發板型號：OK3562J-C

資料版本：OK3562-C_Linux 5.10.198_用戶資料_R1

測試思路：

使用兩個GPIO，分別為GPIO4B1和GPIO0B0，其中GPIO4B1設置為輸出，GPIO設置為輸入并且中斷配置為下降沿觸發。硬件上短接GPIO4B1和GPIO0B0。

使用Timer4定時器每秒產生一個定時器中斷，在中斷處理函數中控制GPIO4B1產生一個下降沿并延時，如果出現了GPIO0B0中斷處理函數中的打印信息則證明成功發生了中斷搶占。

測試步驟：

（1）編寫測試程序fltest_irq_preempt.c開啟TIEMR4和GPIO0B0的中斷并且將GPIO0B0配置為下降沿觸發，在定時器中斷處理函數中將GPIO4B1拉高拉低，使之觸發GPIO0B0的中斷，在GPIO0B0的中斷處理函數中打印一句話來表明當前進入了GPIO0B0的中斷；

（2）修改中斷路由，添加TIMER4和GPIO0的中斷并使之綁定給CPU3，并設置TIMER4的中斷優先級高于GPIO0；

（3）重新編譯鏡像并燒寫；

（4）在uboot菜單中打開AMP并重啟OK3562J-C開發板，此時RTOS調試串口打印如下：

按tab鍵可以打印出當前的所有命令：

可以看到我們的命令已經注冊成功了。

現在執行我們剛剛編寫的fl_irq_test這條命令，即可看到效果：

可以看到GPIO0B0的中斷搶占了當前的TIMER4中斷。

我們將二者的優先級調換一下再重新編譯燒寫，然后再次執行該程序，可以看到GPIO0B0的中斷在TIMER4中斷結束之后才被處理，未發生搶占。