[發明專利]一種用于嵌入式數控系統的雙核數據通信方法

有效

• 申請號: 201210128561.0
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN103377157A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 于東;胡毅;馮強;林立明;賈小波;陸小虎;秦承剛
• 申請（專利權）人: 沈陽高精數控技術有限公司
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

技術領域

本發明涉及嵌入式技術領域，具體說的是一種用于嵌入式數控系統的ARM與DSP雙核數據通信方法。

背景技術

隨著電子技術的不斷發展，ARM和DSP等各種嵌入式系統微處理器由于具有成本低廉、功耗小、結構簡單且性能穩定等特點，在嵌入式系統開發領域得以廣泛應用。采用ARM與DSP異構雙核處理器開發嵌入式數控系統，具有硬件結構簡單、功耗小、高性能低成本等特點，滿足中高檔數控系統產品市場需求。

然而，ARM和DSP處理器由于具有不同的硬件特征，如何讓兩者發揮各自的優勢，分擔不同的任務，雙核之間協調配合工作，使系統整體性能和功能達到最好的狀態，雙核之間的通信機制是一個關鍵的因素。ARM和DSP都有自己的通信總線，所以兩核之間的數據通信一般都通過DMA(直接數據通路)完成。數控系統軟件的運行中需要大塊數據的搬運，而DMA與兩核之間有一定距離，這將加大ARM和DSP之間數據傳輸延遲，很難滿足數控系統實時性需求。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足之處，本發明提供了一種適用于嵌入式ARM+DSP雙核架構數控系統平臺的通信方法，該方法采用直接訪問共享存儲器的方式實現，能充分發揮ARM和DSP雙核各自的優勢，從而解決了現有雙核通信中數據傳輸延遲過高問題，提高ARM與DSP數據通信效率及雙核數控系統整體性能。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種用于嵌入式數控系統的雙核數據通信方法，包括以下步驟：

將嵌入式數控系統的內存劃分為用于ARM端LINUX操作系統、用于DSP端BIOS偽操作系統、通信共享以及通信軟件四個部分，其中通信共享部分用于通信數據的存儲；

ARM端和DSP端初始化，創建使ARM端和DSP端不能同時進行通信數據讀寫的互斥鎖管理對象，建立握手協議；

當ARM端或DSP端使用互斥鎖加鎖訪問共享存儲區，獲得互斥鎖后，直接對通信數據進行讀寫，完成讀寫后釋放互斥鎖。

所述ARM端初始化為對硬件電源、時鐘、復位、內存管理單元、中斷處理控制進行初始化，內核空間基于通信共享的物理內存創建內存池，用戶空間使用內存池分配共享數據、運用中斷實現握手協議。

所述DSP端初始化包括獲取共享存儲區地址、初始化中斷、設置CPU頻率以及設置時鐘，通過調用DSP端BIOS偽操作系統的應用程序接口實現。

所述建立握手協議為：啟動DSP執行后，ARM端等待DSP端應用程序初始化完成的通知消息，當ARM端接收到該通知消息后，ARM端發送共享存儲區的DSP地址到DSP端，完成握手協議的建立。

本發明具有以下優點：不使用額外的硬件芯片，降低硬件成本；第三方軟件不需要改動就可以移植，降低了軟件移植成本；采用共享存儲區和核間消息實現數據傳輸，實現大塊數據零拷貝，提高多核之間數據通信效率。應用于數控系統上，ARM核作為主要的控制器，將復雜的算法計算放到DSP核上完成，高效完成ARM與DSP核間大塊數據的實時通信。

附圖說明

圖1為本發明方法應用的嵌入式數控系統結構圖；

圖2為本發明一個實施例的硬件結構圖；

圖3為本發明實施例的通信共享劃分圖；

圖4為本發明的通信方法處理流程圖；

圖5為本發明實施例使用芯片的電源、復位和時鐘管理硬件原理結構圖；

圖6為本發明實施例使用芯片的IPC管理機制；

圖7為本發明實施例使用芯片的MMU(Memory?Management)硬件結構圖；

圖8為本發明方法的內核模塊初始化流程圖；

圖9為本發明方法的ARM端初始化流程圖；

圖10為本發明方法的ARM端資源分配管理流程圖；

圖11為本發明方法的的握手協議建立流程；

圖12為本發明方法的的數據傳輸機制；

圖13為本發明方法的的DSP端初始化流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明做進一步的詳細說明。