RK3568内置MCU开发介绍之二

chen 2024-12-16 252

描述

本文重点介绍RK3568内置的MCU与AP之间的通信功能，首先介绍RPMsg的框架，然后介绍MCU端RPMSG的构建方法，最后介绍AP端的RPMSG的配置方法，并进行MCU和AP之间通信的演示。

RK3568 MCU开发的入门介绍可以参考笔者的上一篇文章。

硬件准备

首先介绍一下硬件。主板为风火轮科技的YY3568开发板，主控RK3568。此开发板的相关介绍可以参考

https://wiki.youyeetoo.cn/zh/YY3568

RK3568的MCU核心需要使用串口调试，笔者这里使用的是UART4，这里也可以选择其他的，不要跟AP核心的调试串口UART2冲突就行。 UART4的位置如下

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RPMsg框架介绍

RPMsg（Remote Processor Messaging）是一种基于virtio的消息传递总线，专为异构处理器系统之间的通信设计。其定义了一个标准化的通信接口，使得不同架构的核心能够方便地进行通信。

RK3568上面有ARM核心和RISCV核心，需要使用RPMsg这种标准化的接口，这样可以不用考虑大小端转换等兼容问题。在RK3568上面，AP核心是RPMSG的master端，而MCU核心则是remote端。

使用RPMSG通信时，通常会从VirtIo-Ring缓冲区中申请一块buffer，然后将这个buffer作为共享内存，在两个核心之间传输数据。另外二者之间通信时，还需要中断通知对方有数据到达。以master向remote发数据为例，

1. Master Core 发送时，从 vring0中取得一块 buffer，再将消息按照 RPMsg 协议填充

2. 将处理好的内存 buffer 链接到vring1

3. 触发中断通知 Remote Core 有数据处理待处理

这个通信流程如下图所示

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反过来也是一样的

在RK3568，可以选择软中断，或者mailbox实现这个中断，通常的做法是选择mailbox，这样还可以在触发中断时额外附带少量信息。

MCU端RPMSG适配

RK SDK里面提供了两个可选的rpmsg组件，分别是由NXP主导开发的rpmsg-lite，以及openamp项目下面的rpmsg。前者比较简单，不需要太多额外的组件，因此选择前者。其工程路径为

external/hal/middleware/rpmsg-lite

如果想要进一步了解rpmsg-lite，其原始的git项目地址为

https://github.com/nxp-mcuxpresso/rpmsg-lite

原始的rpmsg-lite工程仅支持NXP的异构处理器，如imx6/imx7/imx8等，RK在此基础上增加了RK3562/RK3568/RK3588等处理器的支持。

不过RK3568仅支持AP运行这个rpmsg-lite，因此，这里我们要添加支持RK3568 MCU的相关源码。具体步骤如下

1、打开external/hal/middleware/rpmsg-lite/lib/include/rpmsg_compiler.h，增加riscv处理器的MEM_BARRIER实现

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RISCV处理器使用fence作为内存屏障指令，功能类似ARM的dsb指令。

2、屏蔽rpmsg-lite/lib/init/platform/RK3568/rpmsg_init.c中的功能，这个源文件中的API专门用于AP运行bare-metal时使用rpmsg-lite的，这里使用MCU，需要将其禁用

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3、接下来修改

rpmsg-lite/lib/rpmsg_lite/porting/platform/RK3568/rpmsg_platform.c

文件。这个文件就是实现上述rpmsg的传输流程，即通过mbox触发中断，然后用virtio来传输数据。其中virtio传输数据的功能已经由rpmsg-lite实现了，这里只需要调用。

platform_init platform_deinit函数是用于平台初始化的，在rpmsg功能init和deinit的时候会调用这两个函数，保持跟原来的一致即可

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platform_map_mem_region

platform_cache_all_flush_invalidate

platform_cache_disable

platform_vatopa

platform_patova

几个函数在MCU上没有特殊实现，保持跟原来的一致

platform_interrupt_enable

platform_interrupt_disable

两个函数用于开启和关闭mbox中断，RISCV和ARM中断控制器不同，需要将原来的GIC的API换成INTMUX的API。此外，此处要选择一个mbox通道，笔者选用ch3，后续AP Linux端也要配置同样的通道。

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platform_notify函数为virtqueue的回调函数，用于在接收数据的时候产生一个中断。这里实现是要通过mbox应答AP，这样AP才认为收到了数据

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platform_init_interrupt用于平台初始化中断，这里的实现则是初始化mbox，具体修改如下

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platform_global_isr_disable

platform_global_isr_enable

用于开启和关闭全局中断，这里使用默认的实现即可

然后要定义mbox的通道信息

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rpmsg_remote_cb函数属于rpmsg的回调，具体由上述的rpmsg_mbox_isr调用，这两个函数实现如下

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修改完上面的rpmsg之后，还需要实现一个测试demo，对前一篇文章介绍的external/hal/project/rk3568-mcu目录做修改

1.增加mcu对rpmsg的共享内存区域的访问。rpmsg使用的共享内存区域由AP端Linux指定，作为预留内存。修改GCC目录下面的 Makefile，改用自定义的ld文件。这里同步打开rpmsg-lite的mk文件编译

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这个ld文件可以从lib/CMSIS/Device/RK3568/Source/Templates/GCC复制一个过来，然后添加如下内容

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2.修改testdemo，增加rpmsg测试功能

这个测试demo实现的功能是remote端收到数据后，就给master端发送一条固定内容的数据

先增加如下所示宏定义

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然后添加一个名为 rpmsg_linux_test的测试函数

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实现如下

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这里使用rpmsg_lite_remote_init初始化，这个初始化会调用上述rpmsg_platform.c中实现的API，就是初始化mbox和中断

然后使用rpmsg_lite_wait_for_link_up，这个API会循环等待AP Linux端的mbox初始化完成才返回

然后使用rpmsg_ns_bind指定rpmsg回调函数为rpmsg_ns_cb。下面看下rpmsg_ns_cb的实现，在进入此回调之后，同时会向master端，也就是AP Linux端发送一条数据

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然后使用rpmsg_lite_send发送一条数据给master端，发起第一次通信

到这里，mcu端的修改就完成了，按照上一篇文章介绍的方法编译，下载到板上。

AP端RPMSG适配

AP端的Linux上已经有完整的rpmsg框架了，这里只需要修改下配置即可。首先在defconfig文件中打开如下内容，这里将支持mbox触发rpmsg相关中断的源码编译进内核，将测试demo编译为模块

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然后在设备树打开rpmsg的配置，注意rpmsg-tx的通道需要为3，跟上面MCU配置的一样

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完成这些配置之后，编译出内核，然后烧录到板上，同时将kernel/drivers/rpmsg/ rockchip_rpmsg_test.ko通过adb/ssh等方式推到板上。

MCU与AP rpmsg通信演示

按上面的步骤烧录amp和kernel后，重启板子，可以看到MCU端串口有如下打印信息

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AP端的dmesg log有如下信息

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然后在AP端加载 rockchip_rpmsg_test.ko

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可以看到这个信息跟源码里面配置的是一致的

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说明MCU确实有收到AP的数据，并且发送的数据能被AP正确接收

总结

本文介绍RK3568内置的MCU与AP之间的通信功能，MCU端使用rpmsg-lite组件，AP端使用Linux自带的rpmsg框架，中断依靠mbox实现，此种方式可以在异构核之间可靠传输大量数据。

审核编辑黄宇

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