关于多核开发的技术要点

发布时间 2023-10-21 17:22:05作者: zxddesk

#推荐两个支持多核 ARM 开发的集成开发环境:

  • Nucleus EDGE:这是 Accelerated Technology 公司基于 Eclipse 平台的集成开发环境,集成了项目管理器、代码编辑器、编译工具、调试器和模拟器等工具,具有简单易用的用户界面。其突出优点包括多处理器调试能力、实时跟踪、代码覆盖率分析、操作系统识别能力等。Nucleus Debugger(调试器)可以在各种开发条件下进行嵌入式软件的调试,并具有识别多种嵌入式操作系统的能力。使用 Nucleus Debugger 时,还可以通过增加各种接口形式的硬件设备来扩展其调试能力。Nucleus EDGE 环境也提供了指令集模拟器 ISS,允许用户在没有硬件平台的情况下在主机中进行程序的运行和必要的调试。
  • RealView Microcontroller Development Kit(RealView MDK):这款开发套件源自德国 Keil 公司,被全球超过 10 万的嵌入式开发工程师验证和使用,是 ARM 公司最新推出的针对各种嵌入式处理器的软件开发工具。RealView MDK 集成了业内最领先的技术,包括 µVision3 集成开发环境与 RealView 编译器,支持 ARM7、ARM9 和最新的 Cortex-M3 核处理器,自动配置启动代码,集成 Flash 烧写模块,强大的 Simulation 设备模拟、性能分析等功能。与 ARM 之前的工具包 ADS 等相比,RealView 编译器的最新版本可将性能改善超过 20%。

这两个集成开发环境都支持多核 ARM 开发,功能强大且易于使用。如需更多信息,可以访问官网查询。

 

#Quad-core 

Quad-core 是指四核处理器。四核 CPU 实际上是将两个 Conroe 双核处理器封装在一起,英特尔可以使用其来提高处理器产量,因为如果四核处理器中有任何缺陷,则可以报废整个处理器。

 

要查看 CPU 是 SMP 还是 AMP,可以参考以下步骤:

对于 Linux 系统:

  1. 打开终端窗口。
  2. 输入以下命令并按 Enter 键:cat /proc/cpuinfo
  3. 查找 processor 字段。如果该字段显示多个处理器核心(例如 "processor (0), (1), (2), (3)"),则该 CPU 是 SMP(对称多处理器)类型。如果该字段只显示一个处理器核心(例如 "processor (0)"),则该 CPU 是 AMP(非对称多处理器)类型。

对于 Windows 系统:

  1. 打开“设备管理器”。
  2. 找到“处理器”选项,展开并查看处理器核心数。如果核心数超过一个,则该 CPU 是 SMP 类型。如果只有一个核心,则该 CPU 是 AMP 类型。

请注意,以上方法仅适用于查看已安装和运行的 CPU 是否为 SMP 或 AMP 类型。如果您要查看某个特定 CPU 是否支持 SMP 或 AMP,建议查阅该 CPU 的技术规格或相关文档。

 

uname -a 命令打印出的信息包括:

  1. 操作系统名称:这里显示的是 "Linux",表明这是一个 Linux 系统。
  2. 主机名:显示的是 "orangepizero2",这是当前系统的主机名。
  3. 内核版本:这里显示的是 "4.9.170-sun50iw9",这是当前系统的内核版本。
    4.SMP(Symmetric Multi-Processing):显示的是 "#14 SMP",表示这是一个使用了对称多处理(SMP)技术的系统。
  4. PREEMPT(Preemptive Multi-Processing):显示的是 "PREEMPT",表示系统支持抢占式多处理(preemptive multi-processing)。
  5. 系统启动时间:显示的是 "Mon Mar 28 14:53:15 CST 2022",这是系统启动的时间。
  6. 架构:显示的是 "aarch64",这是系统的架构,表明这是一个64位的系统。
  7. 系统类型:显示的是 "GNU/Linux",表明这是一个基于 GNU 的 Linux 系统。

总的来说,uname -a 命令用于获取关于运行环境的系统级别的信息。

 

#AMP 与 SMP

AMP(非对称多处理)和SMP(对称多处理)构架都是支持多核处理器平台的实时操作系统体系结构,各有其特点。至于哪个更先进,这需要根据你的应用需求来判断。

AMP模式的特点是在各个CPU上均运行一个操作系统实例,每个操作系统拥有自己专用的内存,相互之间通过访问受限的共享内存进行通信。这种模式适用于高可靠性和资源受限的环境,如航空航天、军事和医疗设备等。

SMP模式的特点是由一个操作系统实例控制所有处理器,所有处理器共享内存。这种模式适用于高性能和计算密集型应用,如科学计算、大数据处理和实时仿真等。

因此,如果你的应用需要更高的性能和计算能力,并且希望利用多核处理器的优势,那么SMP构架可能更适合。如果你的应用需要更高的可靠性和资源受限的环境,那么AMP构架可能更适合。

需要注意的是,这两种构架都有其特定的适用场景,没有绝对的优劣之分。在选择时,需要考虑你的应用需求、系统资源和硬件环境等因素。

 

 #SMP 能够实现4个核心各自运行不同的程序吗?

是的,SMP(Symmetric Multi-Processing)也可以实现多个核心各自运行不同的程序。在SMP模型中,多个核心共享同一个操作系统实例,并共同执行同一个任务或应用程序。每个核心可以同时执行不同的线程或处理不同的数据,以实现并行处理和加速性能。因此,在同一个处理器或芯片上,多个核心可以同时运行不同的程序或任务。

需要注意的是,SMP的实现需要操作系统和应用程序的支持。操作系统需要支持多核处理器和并行处理,并提供必要的调度和管理功能。应用程序也需要针对多核处理器进行优化和设计,以充分利用多个核心的性能优势。

总之,无论是AMP还是SMP,都可以实现在多个核心上各自运行不同的程序或任务,但具体实现方式和性能表现取决于操作系统和应用的设计和优化。

 

# 能否编写程序让操作系统只控制一个 smp处理器的一个内核,其他的内核跑其他的程序

一般来说,操作系统可以控制SMP(Symmetric Multi-Processing)处理器的一个内核,而其他内核可以运行其他程序。这可以通过操作系统提供的资源管理和调度机制来实现。

然而,具体实现方式会因操作系统而异。在Linux系统中,你可以使用CPU亲和性(CPU affinity)机制来限制进程运行在特定的CPU核心上。通过设置进程的CPU亲和性,你可以将进程绑定到特定的CPU核心上,从而实现控制一个核心而其他核心运行其他程序的目标。

以下是在Linux系统中使用CPU亲和性机制的示例命令:

bash复制代码
  taskset -c 0 <command>

上述命令将指定的<command>进程绑定到CPU核心0上运行。你可以根据需要将命令替换为你的实际应用程序或进程。

请注意,这只是一种实现方式,具体实现可能会因操作系统版本、配置和应用程序的要求而有所不同。此外,还需要考虑硬件和系统配置的限制,以确保操作系统的调度和管理机制能够正确地实现你的需求。

 

#如果我要限制 linux系统只能使用smp构架处理器的 1个内核,该如何实现
 

要限制Linux系统只能使用SMP构架处理器的1个内核,你可以通过以下步骤来实现:

  1. 确认系统支持SMP:首先,确保你的Linux系统支持SMP(对称多处理)构架。你可以通过查看系统文档或相关资源来确认这一点。

  2. 确认处理器核心数:使用lscpu命令可以查看系统中的处理器核心数。执行以下命令来获取处理器信息:

复制代码
  lscpu

在输出中,你会看到一行显示了处理器的核心数。
3. 禁用多余的核心:要禁用多余的核心,你需要编辑GRUB配置文件。进入终端,并执行以下命令打开GRUB配置文件:

bash复制代码
  sudo nano /etc/default/grub

在文件中,找到名为GRUB_CMDLINE_LINUX的行,其中包含了启动参数。在该行的引号内添加以下参数来禁用多余的核心(假设你的处理器只有一个核心):

makefile复制代码
  GRUB_CMDLINE_LINUX="core_ctl=off"

添加完参数后,保存并关闭文件。
4. 更新GRUB配置:编辑完GRUB配置文件后,你需要更新GRUB配置。执行以下命令:

bash复制代码
  sudo update-grub

这将更新GRUB引导加载程序,以应用新的配置。
5. 重启系统:通过执行以下命令来重新启动系统:

bash复制代码
  sudo reboot

重启后,系统将只能使用一个处理器核心进行工作。

请注意,通过上述步骤限制系统只能使用一个处理器核心可能会对系统性能产生影响。如果你的应用程序不需要使用多个核心,这可能不是必需的。确保在进行此操作之前了解可能带来的影响,并在必要时备份重要数据。

 

#cpu 多核之间可以使用寄存器实现通信吗?
 
 是的,CPU多核之间可以使用寄存器实现通信。在多核处理器中,每个核心都有自己的寄存器,这些寄存器可以用于存储数据和状态信息。通过使用寄存器,不同的核心可以相互交换数据和状态,从而实现通信。

例如,当一个核心需要将数据发送到另一个核心时,它可以将数据存储在特定的寄存器中,然后通过另一个核心读取该寄存器来实现通信。同样地,当一个核心需要从另一个核心接收数据时,它可以通过读取特定的寄存器来获取数据。

除了使用寄存器之外,多核处理器还可以使用其他通信机制,如共享内存、消息传递等。但是,使用寄存器进行通信可以提供更快的速度和更低的延迟。