如何用TMS320C6678处理器进行TI-IPC多核通信案例

创龙营销组

本文基于创龙科技TL6678-EasyEVM评估板进行演示。
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图1TL6678-EasyEVM评估板


TL6678-EasyEVM是一款基于TI KeyStone架构C6000系列TMS320C6678八核C66x定点/浮点高性能处理器设计的高端多核DSP评估板，由核心板与底板组成。核心板经过专业的PCB Layout和高低温测试验证，稳定可靠，可满足各种工业应用环境。


评估板接口资源丰富，引出双路千兆网口、SRIO、PCIe等高速通信接口，方便用户快速进行产品方案评估与技术预研。


开发案例主要包括：Ø
(1) 裸机开发案例
(2) RTOS(SYS/BIOS)开发案例
(3) IPC、OpenMP多核开发案例
(4) SRIO、PCIe、双千兆网口开发案例
(5) 图像处理开发案例
(6) DSP算法开发案例
(7) 串口、网络远程升级开发案例
案例源码、产品资料（用户手册、核心板硬件资料、产品规格书）可点http://site.tronlong.com/pfdownload获取。
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1.1 TI-IPC简介

TI-IPC(Inter-Processor Communication)是组件提供与处理器硬件无关的API，可用于多核处理器核间通信、同一处理器进程间通信和设备间通信。API支持消息传递、流和链接列表，它们在单处理器和多处理器中配置均可兼容。


TI-IPC被设计在运行SYS/BIOS应用程序的处理器上使用，一般为DSP处理器（如TMS320C6678、TMS320C6657），但在某些情况下亦可能是ARM处理器。




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图2


IPC常见的通信模块如下：


表1

Ipc	提供Ipc_start()函数，并允许配置启动顺序
MessageQ	大小可变的消息传递模块
Notify	以中断方式实现轻量数据传输的模块
ListMp	用于实现对链接列表的互斥访问
GateMp	用于实现对共享资源的互斥访问
HeapBufMp	大小固定的共享内存堆
HeapMenMp	大小可变的共享内存堆
SharedRegion	用于维护共享内存区域
List	用于创建双向链接列表
MultiProc	用于管理多核处理器核心ID
NameServer	用于应用程序基于本地名称检索，以及存储变量值

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图3




1.2 常用模块

1.2.1 MessageQ

该模块具有如下特点：


（1） 兼容性强，可在不更改运行代码的情况移植至另一个支持TI-IPC MessageQ的处理器或其他传输层（如Shared Memory、Multicore Navigator、SRIO）。
（2） 支持可变长度消息的结构化发送与接收。
（3） 单个MessageQ队列支持单个reader和多个writer。
（4） 消息接收支持超时机制。
（5） reader可根据消息头部信息对writer进行确认后再回复。
（6） Ipc_start()会帮助用户完成下图中灰色框内的功能，用户仅需关注红色框中的内容即可。




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图4


MessageQ通过消息队列发送和接收消息。reader是一个从消息队列中读取消息的线程，writer是一个将消息写入消息队列的线程。每个消息队列都有一个reader，但可有多个writer。


n reader：调用MessageQ_create()、MessageQ_get()、MessageQ_free()和MessageQ_delete()。
n writer：调用MessageQ_open()、MessageQ_alloc()、MessageQ_put()和MessageQ_close()。
MessageQ常见的工作流程如下所示。


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图5


下面以多核IPC通信的shmIpcBenchmark案例为例，分析代码中MessageQ的使用，见图中注释。


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图6
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图7




1.2.2 Notify

该模块具有如下特点：


（1） 可独立于MessageQ模块进行使用。
（2） 着重于多核通知功能，是更为简单的多核通信形式。
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图8


（3） 仅可基于Shared Memroy方式进行使用。
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图9
Notify通过硬件中断传输消息，Receiver注册Notify事件中断，Sender通过Notify发送事件中断，从而实现通知并携带小量消息的目的。
n Receiver：调用Notify_registerEvent()注册事件中断服务函数。
n Sender：调用Notify_sendEvent()发送事件中断。
Notify常见的工作流程如下所示。




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图10


1.3 物理传输方式

TI-IPC的数据传输需结合特定物理硬件与底层驱动，方可实现两个线程在同一个设备或跨设备间进行通信。常用三种的物理传输方式包括Shared Memory、Multicore Navigator和SRIO，具体说明如下。


表2

传输方式	优点	缺点
Shared Memory	使用简单，速率较高	仅可用于单个设备IPC通信，可能与其他使用Shared Memory的任务存在竞争
Multicore Navigator	速率最高，消耗CPU周期最少	仅可用于单个设备IPC通信
SRIO	可用于跨设备IPC通信	速率最低

下图为使用Multicore Navigator、SRIO的API调用流程，用户仅需关注MessageQ部分操作即可，其他模块均由系统自动调用。
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图11


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图12


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图13


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