Linux に平行してベアメタルプログラムを走らせる の履歴(No.15)
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- 電気回路/zynq/Linux に平行してベアメタルプログラムを走らせる へ行く。
CPU でリアルタイム処理をしたい†
UI や通信に関する処理を Linux で行いつつ、
リアルタイム性能の必要な処理を別途動かしたい。
Zynq には CPU が2つあるので、1つを Linux に、 1つをベアメタルに使えば完全な並列処理ができるはず?
http://www.wiki.xilinx.com/Real-Time+Linux によれば、
IRQ Affinity という機能で、Linux で受け取る IRQ を特定の CPU
に回すという方法もあるらしい。そちらの CPU を常時 Idle にしておき、
割り込み処理中の追加割り込みを禁止できるなら、Linux
だけでリアルタイム処理ができるのかもしれないけれど、
そういう話にはなっていないようで。
まだまだ道半ばです†
結構大変・・・
資料†
シンプルな AMP : 2 つの Zynq SoC プロセッサ上で動作する Linux およびベアメタルシステム
https://japan.xilinx.com/support/documentation/application_notes/j_xapp1078-amp-linux-bare-metal.pdf
上記に対する最新の補遺
http://www.wiki.xilinx.com/XAPP1078+Latest+Information
むしろこっちが最新か?
http://www.wiki.xilinx.com/Multi-OS+Support+(AMP+%26+Hypervisor)
FPGAマガジンの16に FreeRTOS をメインに動かして、 後から Linux を起動する方法が書かれている。
OpenAmp
https://github.com/OpenAMP/open-amp
http://www.wiki.xilinx.com/OpenAMP
これを読めばいいのかも。
OpenAmp を使えるとよさそう†
https://github.com/OpenAMP/open-amp
Xilinx の OpenAmp というしくみを使うと、 CPU0 で走る Linux アプリから FreeRTOS や ベアメタル アプリを CPU1 で立ち上げたり、 そのリモートアプリとの間で通信をしたり、リモートアプリに Linux の資源を使わせたり できるとのことで、まさに欲しかった機能と言えます。
- OpenAmp の機能
- remoteproc ホストからリモートのプロセスを制御する
- RPMsg ホストとリモートとの間での通信手段を提供する
OpenAmp は petalinux を前提としていて、libmetal に依存しているのだそうです。
petalinux†
Xilinx がメンテナンスしている Linux ディストリビューション。
開発環境、ブートローダ、カーネル、ソフトウェアパッケージ、すべてがこれでまかなえる。
ただし設定、コンパイル、デプロイにものすごく時間がかかるので、 そのままの形で開発に使うには向かないのかも。
- 電気回路/zynq/Petalinux のビルド
とりあえず標準の形で起動可能な SD カードを作成するところまで
- 電気回路/zynq/Petalinux のカスタマイズ
いろいろカスタマイズして開発環境を整えた内容
上記で以下を実現できています。
- カーネルとして Linux 4.6.0-xilinx をカスタマイズして使える
- Ubuntu 16.04 のパッケージングシステムを使える
- /boot/uEnv.txt の書き換えで bootargs その他の起動方法を変更できる
- /boot/system.bit.bin の書き換えでロジックを変更できる
- /boot/devicetree.dtb の書き換えでデバイスを追加できる
- 電気回路/zynq/Device Tree Overlay の手順で、 Linux を再起動せず device tree を書き換えられる
libmetal†
https://github.com/OpenAMP/libmetal
linux, freertos, baremetal で共通に使えるライブラリ API を提供し、 デバイスへのアクセスや割り込み制御、メモリ確保、その他ユーティリティ機能を提供するもの のようです。
- Linux user space (based on UIO and VFIO support in the kernel)
- RTOS (with and without virtual memory)
- Bare-metal environments
となっているので、metal_xxx という共通の名前の関数ではあるものの、 環境によって実装を変え、適切な API 呼び出しに変換してくれる、ということみたい。
petalinux ではチェックボックス一つでインストール可能?†
petalinux-config -c rootfs で選択できるので、 チェックするだけでインストールできルっぽい?
ただこれでやるとユーザープロジェクトもすべて petalinux のビルドシステムを使わなければならなくなってややこしい。
GitHub で公開されているソースから単独でインストールできないものか、
と四苦八苦しているのがこちらです。
電気回路/zynq/libmetal のインストール ← あんまり意味が無いことが後から判明
そうじゃなくて Xilinx SDK から使うべき†
libmetal も openamp も、ビルドには手順に沿って board support package (BSP) を使わないと、 必要なライブラリへのパスを通すのにも一苦労します。
Petalinux の操作を全て覚えればできるのかもしれませんが、片手間でやるには Xilinx SDK の GUI から使わないととてもじゃないけど使いこなせない感じ。
以降、そっちでやってみます。
Xilinx SDK から OpenAMP を使う†
リポジトリは https://github.com/OpenAMP/open-amp にあるけれど、 Xilinx SDK から使う分にはそのあたりを気にする必要はないようです。
(以下未稿)