多个传感器如何连接到一个中断口,两个传感器网断了怎么连在一起

首页 > 实用技巧 > 作者:YD1662023-11-27 11:09:48

新的A76AE是Armv8.2架构,如上图所示,一个处理器组之内,包含了DSU做三级缓存和内部互联。和核心部分不同,这里采用的是传统的锁步模式,只复制逻辑,内存还是一份。省了大面积的缓存开销。通常DSU里面逻辑只占很小一部分,并且面积利用率还很低,所以最终额外的面积并不大,15%左右。

Arm还有一个支持汽车Asil-D等级的处理器A65AE,可以作为小核,放在不同的处理器组,并和大核通过CMN600AE总线互联,提供高能效比的异构计算。A65AE支持单核双线程,通过增加一个寄存器组,使得两个软件线程可以在一个物理核上共享流水线,并且对软件透明。这其实最初来自于网络处理器的需求,执行单元经常等待高延迟的读传输。为了提高流水线利用率,A65AE增加了5%左右的硬件寄存器,提高了20%左右的总性能。

下图是辅助驾驶芯片里A76AE和A65AE的各种组合。在汽车上,尤其是在辅助驾驶的领域,同样存在同时需要大小核的场景:大核跑决策,单线程性能要求高;小核跑计算,能效比要求高。

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接下来看看Arm新的实时处理器Cortex-R52,通常它被当作安全岛来使用,是整个芯片的安全设计基石。在R52上,各种安全机制均有所体现,包括锁步,实时虚拟化,地址隔离,内存ECC,总线ECC,在线MBIST,LBIST,在线软件测试库,RAS,如下图所示:

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R52的同时支持锁步和Split-Lock模式。锁步模式下,只有一个核,冗余部分仅仅复制逻辑,不复制内存,逻辑就是额外的成本,没法省掉。Split-Lock模式,配置完整的两套核,包括逻辑与内存,平时作为Split模式使用,相当于两个AMP,在进入Lock模式时,其中一套的内存不起作用。此外,由于采用的是MPU的虚拟化,地址并没有重映射,只是多了一层访问检查。这也就意味着地址对软件不透明,不同的虚拟机可以看到别人的地址,只不过没法访问。

R52的最大亮点是实现了实时虚拟化,这是为了软件达到更高的安全等级而准备的。和A系列基于MMU的虚拟化不同,它是在原来的EL1 MPU基础上,添加了EL2 2MPU。同时,为了保证R系列的实时性,避免我们前文提到的SMMU访内延迟极大增加的问题,R52没有采用内存映射,也不转换地址,而是用片上内存,做两层的权限检查。用户可以指定几十个区域,颗粒度可以不同,但是没法做到页表那么多的条数。在R52上,由于没有A系列的EL3,安全启动就需要先进入EL2,然后再建立信任链,流程和A系列类似。

另一个重要的安全设计是支持在线的MBIST和SBIST。在线MBIST原理并不复杂,它在片上内存接口前添加控制逻辑,不断探测是不是有处理器那边发过来的传输。如果没有,那就趁空闲时间读写内存并做测试。SBIST就是针对处理器IP的在线软件测试。我们可以把这个测试运行在某个虚拟机上,通过中断来周期性的切换,花5%的时间来不停检测硬件。当然,必须把虚拟机切软硬件换时间保证在较小范围内,不影响实时任务的调度。

这两种在线测试,可以作为开机自检的补充,也可以作为在锁步/ECC机制但点错误覆盖率不够时的补充,更可以作为发现潜藏错误的补充。但是在高等级的安全设计中,尤其是在安全岛的设计里,仅仅靠这两种在线测试发现单点错误还是不够的,也只能作为补充。

其他方面,R52还对MPU编程做了优化,不是像以前需要针对一个CP15寄存器填,填完再用内存壁垒指令确保写入次序。现在采用多组寄存器方式,基本20-30时钟周期就可以完成虚拟机切换的寄存器编程。此外中断寄存器放到了cluster内部,不用再通过AXI口出去,减少一些延迟。

再来看看中断控制器GIC600AE。以AE结尾的IP表示在原有的基础上做了功能安全设计,可以支持到Asil-D。GIC600AE结构如下图:

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和处理器一样,GIC600AE的逻辑部分是靠锁步来支持Asil-B/D,内存部分是ECC。不同的是,不像处理器是一个单一硬核,GIC600AE是一个分布式的结构,布局布线可以分开,只是在中心有个分配器(Distributor)。每个处理器附近的子分配器(Redistributor)和分配器之间,就需要安全总线协议设计,这就是新的AMBA点对点功能安全扩展:

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