采用非對稱(chēng)雙核 MCU 提高系統性能

Message RAM 僅僅作為 IPC 的數據緩存，IPC 還需借助于特定的控制邏輯電路來(lái)完成。如圖 6 所示，Master 子系統和 Control 子系統都是通過(guò) 5 個(gè)寄存器來(lái)實(shí)現 IPC 的邏輯流程控制：IPCACK、IPCSTS、IPCFLG、IPCCLR、IPCSET。這 5 個(gè)寄存器都是 32 位，每一個(gè) bit 對應于 IPC 的一個(gè)通道，因此最多可實(shí)現 32 個(gè)通道的握手通信。Bit0 到 Bit3 總共 4 個(gè)通道可以觸發(fā)消息接收方的 IPC 中斷，Bit4 到Bit31 共 28 個(gè)通道則需要消息接收方的軟件查詢(xún)來(lái)獲取 Message RAM 中是否收到數據。如果兩個(gè)內核之間僅僅傳遞狀態(tài)和控制信息(例如 RTOS 中的 Semaphore)，僅通過(guò)以上寄存器便可以實(shí)現，而無(wú)需 Message RAM 的參與。

以下通過(guò)舉例 Master 子系統往 Control 子系統發(fā)送一幀數據，來(lái)簡(jiǎn)單介紹 IPC 模塊的操作流程。

1. Cortex-M3 先在 MTOC Message RAM 中寫(xiě)入一幀數據;

2. Cortex-M3 置位 MTOCIPCSET(CM3 映射存儲器區)的 Bit9，如圖 6 所示，此時(shí) MTOCIPCSTS(C28x 映射存儲器區)的 Bit9 也將置位;

3. C28x 輪詢(xún) MTOCIPCSTS 的 Bit9，查詢(xún)到 Bit9 已置位;(如果之前的操作是 Bit0 到 Bit3 其中之一， 則將觸發(fā) C28x 產(chǎn)生一個(gè) IPC 中斷)

4. C28x 讀 MTOC Message RAM 中的數據，此時(shí)，Cortex-M3 成功將一幀數據發(fā)送至 C28x。

3.2 Shared RAM 內存區

大部分情況下，2K 字節的 IPC Message RAM 區能夠滿(mǎn)足 C28x 和 M3 子系統之間的數據通信，配合DMA，通信效率也可以進(jìn)一步提高。如果用戶(hù)希望一次性在兩個(gè)子系統傳遞更大塊的數據，另一種方法是通過(guò) Shared RAM 內存。

TMS320F28M35H52C 有一個(gè) 64K 字節大小的 Shared RAM 區，總共 8 塊 S0-S7，每塊 8K 字節大小，如圖 7 所示。Cortex-M3 可以設置讓任何一塊 Shared RAM 區由 C28x 或 M3 主控，比如，映射 S0 至C28x 側以后，C28x CPU 和 DMA 可以讀寫(xiě) S0，而 M3 和 uDMA 將只能讀 S0，不能寫(xiě)入和預取。

假如 Cortex-M3 需要一次性發(fā)送 6K 字節的數據到 C28x 側，它可以先將 Shared RAM 區 S0 映射到本地存儲器空間，接著(zhù)通過(guò) IPC 發(fā)送一個(gè)標志位給 C28x 來(lái)通知其可以將數據取走。

3.3 IPC 的軟件驅動(dòng)

controlSUITE 軟件開(kāi)發(fā)包中提供 2 種 IPC 的軟件驅動(dòng)庫，IPC Driver 和 IPC_Lite Driver。IPC_Lite Driver 僅使用 IPC 寄存器來(lái)實(shí)現通信，不需要額外的 RAM，但是用戶(hù)只能支持一個(gè) IPC 中斷服務(wù) ISR，且不支持以隊列形式來(lái)處理 IPC 請求。IPC_Lite Driver 使用方式如下：

1，主動(dòng)發(fā)起數據請求的內核會(huì )首先調用 IPC_Lite Driver 提供的名函數。在這個(gè)例子匯總，M3 是發(fā)送數據的內核并執行“IPCLiteMtoCDataRead” 函數。

? IPC_FLAG2 是 C28 中斷標志，指示 C28 內核一個(gè)消息到來(lái)。

? IPC_FLAG17 是響應標志，C28 用其指示 M3 核一個(gè)命令已經(jīng)被處理。

? 需要讀取數據的 C28 的地址也被作為一個(gè)參數傳遞給 C28 內核。

? 這個(gè)函數在 while 循環(huán)中被調用的原因是，它可能返回 STATUS_FAIL 并且不會(huì )發(fā)送信息給C28 直至 MtoC IPC 中斷 2 和標志 17 可用, 之后，該函數返回 STATUS_PASS.

2，被動(dòng)接收數據請求的內核會(huì )在 ISR 中解析其 IPCCOM寄存器的命令。這個(gè)例子中，C28 MtoCIPCINT2 ISR 知道標志置位，解析 MTOCIPCCOM寄存器的命令，識別出是讀數據命令。

3，被動(dòng)接收數據請求的內核會(huì )調用與主動(dòng)發(fā)起數據請求的內核相同的函數名。這個(gè)例子中，C28 執行 IPCLiteMtoCDataRead， IPC_FLAG2 作為中斷標志參數， IPC_FLAG17 作為狀態(tài)標志參數。

4，如果接收到命令有效，IPC_Lite 的驅動(dòng)函數會(huì )處理讀命令并確認(acknowledges)狀態(tài)和中斷標志。如果接收到的命令無(wú)效，則只有中斷標志被確認(acknowledged)用來(lái)釋放中斷給后續的命令，而狀態(tài)標志仍然置位。

IPC Driver 通過(guò)在 Message RAM 中建立環(huán)形緩沖區，使得多個(gè) IPC 通信命令可以以隊列的形式被緩沖，然后逐個(gè)處理，并且可以同時(shí)支持多個(gè) IPC 中斷服務(wù)程序 ISR，當然，IPC Driver 需要更多的RAM 來(lái)支持。和 IPC-Lite 不同，為了使用 IPC 驅動(dòng)，需要在 M3 和 C28 的項目中增加一些設置。

第一步是在 M3 和 C28 的鏈接定位文件(.cmd)中添加 IPC 循環(huán)緩沖區和指針段到 CTOM和 MTOC message RAM。如下所示：

第二步，應用程序源碼中必須定義并且初始化至少一個(gè) volatile global tIpcController 變量 (為 C28 –M3 IPC 中斷使用)，如下所示：