2021-01-14

Jacinto?7處理器軟體概述 — 下

在本節中，我們將學習如何使用處理器SDK汽車版在Jacinto 7平臺上構建網關應用程式，我們將研究網關應用程式所需的一些關鍵特性，以及如何啟用處理器SDK，我們將從網關系統的典型硬體框圖及其到Jacinto 7平臺的映射開始，
接下來，我們將研究用于在Jacinto 7平臺上開發網關應用程式的總體軟體架構，作為其中的一部分，我們將查看各種SDK組件，以及它們如何部署在Jacinto 7平臺上的細節，然后，我們將了解如何構建和運行處理器SDK中包含的兩個以網關為中心的演示，即CAN以太網橋接應用程式和以太網流量路由過濾應用程式，
讓我們從網關系統的硬體框圖開始，網關系統主要負責任何車輛資料的移動，快速啟動時間是網關系統的關鍵特性，為了使能快速啟動時間，需要使用高速的OSPI-flash介面啟動系統，
典型的網關系統還包括一個用于運行安全關鍵應用程式的外部安全MCU，Jacinto 7平臺集成了安全MCU島，可用于運行安全應用，網關系統需要處理來自汽車網路中多個CAN節點的CAN通信，與多個CAN節點的連接在硬體框圖中表示為CAN陣列，CAN-FD模塊來自安全MCU島和主域，可用于此目的，
我們還目睹以太網被采用為汽車內部通信的高帶寬主干網路，網關系統在通過以太網提供域內和域間的高帶寬連接方面發揮了關鍵作用，這通常需要資料包檢查、轉發和過濾功能，在Jacinto 7平臺上，可以使用來自安全MCU島的1埠以太網和來自主域的集成以太網交換機來實作此目的，
jacinto7平臺上集成的internet交換機包括幾個硬體卸載功能，用于VLAN間路由、資料包過濾和速率限制，可以有效地利用這些功能，然后我們有了LIN陣列，它可以連接到Jacinto7平臺上的UART模塊，CAN、以太網和LIN介面之間的通信橋接可以卸載到實時處理核心上運行的韌體，這可以是安全MCU島中的R5實體之一，也可以是來自主域的，
需要連接到Jacinto 7平臺的其他設備包括用于運行時代碼和資料存盤的LPDDR模塊、用于電源管理的PMIC以及用于更高密度、非易失性存盤的eMMC，對于更高的存盤需求和更快的訪問，NVMe SSD磁盤可以通過介面或PCIe連接，
現在，我們將進一步了解如何將網關應用程式所需的功能映射到Jacinto 7平臺上可用的各種外圍子系統和處理塊，首先，使用Jacinto 7平臺中的CAN FD模塊發送和接收CAN流量，在安全MCU域中有兩個這樣的實體，在主域中有幾個CAN FD實體，
以太網通信通過多埠集成以太網交換機和MCU域中的附加單埠以太網模塊進行處理，對于CAN以太網橋接應用程式，我們利用Jacinto 7平臺提供的資料移動功能，從實時R5F核心有效地處理這一問題，運行時統計資訊(如橋接延遲和CPU負載資訊)通過UART控制臺報告，運行在一個主域R5核心上的以太網韌體處理交換機配置，并為動態交換機配置管理提供介面，
集成以太網交換機包括許多硬體塊，這些硬體塊可用于資料包檢查、分類和過濾，這些可以用于許多目的，包括在jacinto7平臺上引導到多個CPU核的流量、使用第2層、第3層報頭饋送的流量過濾和速率限制、用于VLAN間路由的硬體卸載，如果需要對包主題進行進一步處理，則可以將通信量和資料流引導到一個或多個硬體佇列中，以便從A72內核進行檢查，該特性與硬體policer塊一起可用于在A72內核上實作防火墻和入侵檢測系統，
使用專用的硬體時間戳模塊支持時間同步，額外的應用程式，如時間同步的精確時間協議，基于軟體的路由，可以從R5F核心運行，從而完全卸載A72內核，它們可以在交換機韌體所在的同一個R5F核心上運行，可以太網橋接應用程式可以從MCU域的R5F實體或從主域運行，在當前的SDK實作中，應用程式托管在MCU域R5F實體上，
現在讓我們看看各種功能塊是如何映射到SDK中的組件的，Jacinto 7平臺建立在異構架構之上，包括實時CPU代碼、生成的計算代碼和用于安全應用的集成安全MCU島，在多核上運行的軟體相互協作，實作系統的整體功能，
現在我們來看一下網關應用程式的各種軟體組件，以及它們到各種核心的映射，我們采取雙管齊下的辦法，我們首先回顧一下軟體映射，因為它是在當前處理器SDK中啟用的，然后是更優化的映射，我們將在未來的版本中討論它，
對于獨立網關應用程式，通常不使用DSP核心和MCU R5F核心，執行從MCU域RF5運行的引導加載程式開始，R5F U-boot用于引導系統中其他內核，SBL或TI的裸機引導加載程式用于引導MCU域韌體，包括CAN以太網橋接應用程式，
這些在當前的SDK版本中是互斥的，但是未來的版本將遷移到統一的引導層，使用SBL引導MCU域和系統中的其他核心，然后在各自的核心上啟動作業系統，以R5F為核心，在單片機和主域上實作TI-RTOS，在A72內核上，首先加載U-Boot, U-Boot引導Linux內核，Linux內核加載管理程式，
在多個核上運行的軟體之間的通信是通過每個核上的IPC庫啟用的，在MCU領域，CAN以太網應用建立在MCAL實作的基礎上，MCAL層允許集成到AUTOSAR堆疊，當前的SDK實作的CAN以太網橋接應用程式使用了來自MCU域的2個CAN實體和1埠以太網，
主域的MCU2-0 R5F主機集成以太網交換機的韌體，以太網交換機韌體為交換機配置提供了必要的介面，用于演示以太網交換機過濾和路由功能的演示應用程式，MCU2-1 R5F目前尚未使用，可以用于托管客戶應用程式，
在A72方面，Linux內核包括對EMMC和NVMe SSD等存盤驅動程式的支持，Linux SDK還包括一個虛擬以太網驅動程式，可以用于A72核心的直接資料包傳輸和接收，對TCP IP進行網路堆疊壓縮，另一層集成在所有核心中，包括承載以太網交換機韌體的R5F，
其他應用程式，如防火墻和入侵檢測系統，可以在運行Linux的A72內核上實作，安全性和安全性方面的考慮可能會推動對基于虛擬機的沙箱的需求，在這種情況下，可以在hypervisor之上運行額外的VM實體，像韌體或錯誤更新這樣的應用程式可以部署在一個單獨的VM實體下，
現在我們將切換到預期的軟體映射輪，這代表了網關應用程式更完整和優化的映射，在這種情況下，從AutoSAR或SBL引導加載程式開始執行，該加載程式依次引導系統中的其余核心，然后對MCU域的R5F核和主域的MCU2-0 R5實體進行初始化，
當Linux在A72內核上啟動時，它們可以潛在地運行AutoSAR作業系統，在MCU領域，AutoSAR IPC和MCAL組件允許與AutoSAR堆疊集成，CAN以太網橋接應用程式現在遷移到從主域R5F運行，MCU域R5F是完全免費的集成客戶應用程式，
主域的MCU2-1 R5F實體專用于運行HSM/SHE堆疊，這反過來可以用于從運行在MCU域中的軟體和MCU2-0 R5F實體中卸載加密操作，在MCU2-O R5F上，以太網交換機韌體和應用程式現在從AutoSAR背景關系中運行，CAN以太網橋接應用程式現在將處理來自MCU和主要域的CAN實體和以太網埠的流量，在A72內核上，我們繼續在多個虛擬機上運行預期的應用程式，
現在讓我們把注意力轉向SDK包中包含的示例演示，SDK包括兩個用于網關系統的演示，您可以從頂級RTOS SDK用戶門入門鏈接導航到這些，以太網交換機的特性演示，例如包過濾和路由，將在以太網韌體部分中描述，CAN以太網橋接應用程式在網關的演示部分中進行了描述，
點擊網關的Demo鏈接開始，這將帶您進入CAN以太網網關演示頁面，此頁面包含有關CAN以太網橋接演示的資訊，包括演示的簡要描述、硬體設定細節、依賴項以及如何構建和運行演示的說明，
類似地，您可以根據RTOS SDK用戶指南中的鏈接導航到以太網交換機演示，這將帶您到以太網韌體用戶指南頁面，在以太網韌體用戶指南頁面下，向下導航到以太網韌體演示應用程式部分，本頁面描述了在演示程式中演示的各種以太網交換機硬體特性、依賴項和運行演示程式的步驟，Switch演示依賴于一個基于gui的工具來進行運行時的Switch配置，這也將在本頁中詳細描述，
這是一個CAN以太網橋接應用的系統框圖，可以在MCU域R5F實體上運行以太網橋接應用程式嗎，CAN以太網橋接應用程式建立在CAN和ethernet模塊的MCAL驅動程式之上，橋接應用程式被實作為一個周期輪詢任務，服務可以和以太網包欄位獨立地由它們各自的驅動程式填充，橋接應用程式使用基于ieee1722的封裝來在以太網上移動CAN包，
硬體設定圖描述了演示程式的外部連接，使用了MCU域的兩個CAN實體，以及從使用PCAN模塊發送和接收CAN幀的PC主機發起的流量，MCU域的以太網埠連接到Linux PC上，運行主機應用程式發送和接收以太網幀，該應用程式演示了CAN以太網和GaN CAN模塊之間的全雙工橋接，
對于以太網交換機的演示，該軟體由運行在MCU2-0 R5F實體上的以太網交換機韌體組成，除此之外，我們還將使用運行在A72核心上的虛擬internet驅動程式，以及可以選擇的從MCU2-1 F R5F實體運行的客戶機驅動程式，這些組件與以太網交換機韌體通信，以完成交換機配置，一旦設定好，來自A72的虛擬驅動程式和來自MCU2-1 R5F的客戶端驅動程式可以直接發送或接收資料包，
然后，我們在驅動程式的頂部有一個網路堆疊，過濾和路由應用程式直接位于以太網韌體之上，然后，我們使用Plex來測驗多個應用程式，如web服務器、媒體流，作為演示的一部分，以展示以太網交換機的資料轉發和過濾功能，
硬體設定圖描述了演示所需的外部連接，通過EVM網關擴展卡上的兩個千兆以太網埠進行外部連接，它們連接到兩臺獨立的Linux pc機，這兩臺pc機用于生成或捕獲網路流量，
現在我們來看一下如何構建和運行CAN以太網橋接應用程式演示，CAN以太網橋接應用程式的預構建二進制檔案沒有打包為SDK的一部分，這必須特別從作為SDK一部分包括的源檔案構建，
首先，導航到CAN以太網網關演示用戶指南的構建演示部分，CAN以太網橋接應用程式使用簡單的基于makefile的構建方法來構建演示應用程式和任何必需的PC站點工具，確保在啟動構建之前正確地更新了工具部分，你可以參考規則，mk下的PDK組件供參考，一旦構建完成，應用程式和主機站點工具將分別放在Binary和PCtools子檔案夾下，
要運行演示，我們需要遵循用戶指南中關于硬體設定和其他主機站點工具的說明，設定好硬體和主機工具后，按照用戶指南中的說明，使用引導加載程式、系統韌體二進制檔案和CAN以太網橋接應用程式二進制檔案準備SD卡，現在將EVM置于SD卡引導模式，并遵循用戶門的指示來運行演示，CAN以太網橋接演示作為一個獨立的應用程式從MCU域運行，在這個演示中，系統中的其他核心不是引導，
現在，我們將看看運行internet交換機演示所需的步驟，以太網交換機演示應用程式是與以太網交換機韌體一起構建的，作為processor SDK Linux包的一部分，包含了以太網交換機應用程式的預構建二進制檔案，這些可以用于快速、開箱即用的演示，
要運行演示程式，請按照以太網韌體用戶指南的“硬體設定”一節中描述的說明開始，你可以從RTOS SDK檔案的“入門”一節進入這個頁面，對于這個演示，您將需要基本EVM和網關擴展指南，
完成硬體設定后，導航到韌體用戶指南的以太網韌體演示應用程式部分，介紹主機站點工具的設定和運行demo的操作步驟，確保所需的主機站點工具已下載并安裝到用于演示的Linux主機PC上，演示安裝一節中描述了工具串列和設定它們的說明，
安裝好硬體和主機工具后，準備一個帶有所需韌體映像的SD卡，然后，我們可以使用EVM下的SD卡啟動模式來啟動演示，為了運行這個演示，我們還需要使用GUI 基礎交換機配置工具來設定包轉發和過濾的規則，
這個演示應用程式演示了集成以太網交換機的許多特性，按照用戶指南中描述的步驟說明運行這些子演示，要重建應用程式和以太網韌體，請遵循以太網交換機韌體用戶指南構建部分中描述的說明，
感謝收聽關于如何在Jacinto 7平臺上使用處理器SDK構建網關應用程式的培訓課程，作為本次會議的一部分，我們回顧了網關系統的典型硬體塊背景，我們了解了如何利用Jacinto 7平臺功能來構建網關應用程式，
我們還研究了網關系統的參考軟體架構，以及如何使用運行在Jacinto 7平臺上的多個異構核心上的各種SDK組件來實作它，然后，我們研究了兩個以網關為中心的應用程式的系統設計，這兩個應用程式是CAN以太網橋接應用程式和以太網流量過濾和路由應用程式，我們還查看了Processor SDK中的何處可以找到這些內容，以及構建和運行這些演示的詳細步驟，