Többmagos mikrokontroller IPC teljesítmény vizsgálata
A dolgozatomban többmagos mikrokontrollerek IPC (Inter-Processor Communication, processzorok vagy folyamatok közötti kommunikáció) teljesítményének vizsgálatával foglalkoztam.
A többmagos mikrokontrollerek népszerűsége napjainkban növekszik, mivel számos fel-adat esetén előnyös a használatuk. A processzor számítási teljesítménye növelhető, ha a feladatokat a magok között szétosztva párhuzamosítani tudjuk. A számításigényes fel-adatokkal párhuzamosan valós idejű feladatok is végrehajthatók.
Beágyazott operációs rendszereket gyakran alkalmazunk a hatékonyabb és kényelmesebb fejlesztés érdekében. A rendszerhez új feladatok hozzáadása és a meglévő feladatok módosítása egyszerű és rugalmas. Az operációs rendszerek változó mértékben támogatják a többmagos mikrovezérlőket, útmutatást nyújtva a magok közötti kommunikáció megvalósításához.
A kommunikáció vizsgálatával meggyőződhetünk a kiválasztott architektúra megfelelőségéről az adott alkalmazáshoz, valamint kiválaszthatjuk az optimális paramétereket. A mérések elvégzése után levonhatunk általánosan érvényes következtetéseket és megalapozottan hozhatunk döntést az alkalmazás optimalizálásához.
A méréseket az STM32H745 mikrovezérlő használatával végeztem el. Ez egy heterogén architektúrájú kontroller, egy ARM Cortex-M7-es és egy ARM Cortex-M4-es magot tartalmaz. Ezeken külön FreeRTOS beágyazott operációs rendszer futott, amely az IPC kommunikációra egy MessageBuffer nevű objektum segítségével ad lehetőséget. Ezen keresztül diszkrét, változtatható méretű üzenetek küldésére van lehetőség. A kommunikáció megosztott memórián keresztül történik, az üzenetek másolásával küldéskor és fogadáskor is.
A mérések során megvizsgáltam több paraméter hatását, például a rendszerben található memóriák közötti különbséget, cache használatát, vagy a küldött adat méretének változtatását.
A kommunikáció vizsgálatára létrehoztam egy mérési elrendezést, amely az operációs rendszer alatt futott. A mérés vezérlése soros porton történik, a paraméterek konfigurációja is ilyenkor lehetséges. Az operációs rendszer dokumentációja alapján megvalósítottam a kommunikációt. Az időmérés hardveres számlálók segítségével történik. Az eredmények értékelésekor a vizsgálandó paraméterek hatását tanulmányoztam a kommunikáció adatátviteli sebességére és késleltetésére. A mérést a PC oldalán egy Python script vezérli, valamint a mérési adatok feldolgozása és kiértékelése is itt történik.
szerző
-
Kovács Gergely
Villamosmérnöki szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Kovácsházy Tamás
Egyetemi docens, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
