一种SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法技术方案

本发明专利技术属于多轴运动控制技术领域，公开了一种SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法，进行双核系统的搭建并完成设备驱动的移植；进行基于共享内存的通信；针对不同通信任务，利用共享的信息进行多任务通信；MP架构下SoC核系统的设计和核间任务通信的实现系统包括：SoC最小系统，用于完成系统共享资源的管理和分配，对控制时序进行分析并完成单元间的通信，同时，与平台接口进行通信；平台接口，用于完成伺服驱动、系统监控和IO控制功能。本发明专利技术实现的多轴运动控制平台具有完整的使用功能，系统的实时性和同步控制满足运动控制的使用要求，可用于机器人实时通信和多轴同步控制。

Design of SOC nuclear system and implementation of inter core task communication

The invention belongs to the technical field of multi-axis motion control, and discloses the design of SOC core system and the realization method of inter core task communication, which can build a dual core system and complete the transplantation of device driver, carry out the communication based on shared memory, use the shared information to carry out multi-task communication for different communication tasks, design of SOC core system and inter core task communication under MP architecture The implementation system includes: SOC minimum system, which is used to complete the management and distribution of system shared resources, analyze the control sequence and complete the communication between units, and at the same time, communicate with the platform interface; platform interface, which is used to complete the servo drive, system monitoring and IO control functions. The multi axis motion control platform realized by the invention has complete use function, the real-time and synchronous control of the system meet the use requirements of motion control, and can be used for real-time communication and multi axis synchronous control of the robot.

【技术实现步骤摘要】
一种SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法
本专利技术属于多轴运动控制
，尤其涉及一种SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：随着电力电子和控制理论的快速发展，工业机器人在现代集成制造(CIMS)、柔性制造(FMS)和自动化工厂(FA)等领域得到广泛应用。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器等技术于一体的自动化装备。其中，运动控制器作为核心控制单元，对机器人的定位精度、响应速度和多轴同步控制有着重要的影响。机器人系统主要由控制中心、驱动设备、检测设备、执行元件和相应的机械结构组成。在运动控制过程中，由控制系统根据指定任务将作业指令传递给驱动装置，进而控制执行机构完成规定的运动。为了适应多样化的应用场景，运动控制器正在向多轴化、集成式、体积小和模块化等方向发展。一方面，随着自动化产业的飞速发展，在轻量级、小型流水线作业环境下，要求机器人空间占用少、可灵活配置使用；另一方面，当采用工业以太网的控制方式时，控制系统与伺服驱动器的信息传输存在一定的延时，这对多轴控制系统的同步控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种AMP架构下SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法，其特征在于，所述AMP架构下SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法包括以下步骤：/n步骤一，进行双核系统的搭建并完成设备驱动的移植；搭建的双核系统包括Linux实时系统和伺服裸机系统；Linux实时系统的核心实时运行linux，伺服裸机系统的核心搭载用于控制应用程序的直接加载和运行的裸机；/n步骤二，采用OCM共享内存进行核间数据通讯，并进行核间信号量对OCM的访问控制；/n第三步，针对不同通信任务，利用共享的信息进行多任务通信；并利用周期数据通讯和非周期数据通讯的机制，周期数据采用中断的方式，固定报文，由伺服侧发起周期中断，...

【技术特征摘要】
1.一种AMP架构下SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法，其特征在于，所述AMP架构下SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法包括以下步骤：
步骤一，进行双核系统的搭建并完成设备驱动的移植；搭建的双核系统包括Linux实时系统和伺服裸机系统；Linux实时系统的核心实时运行linux，伺服裸机系统的核心搭载用于控制应用程序的直接加载和运行的裸机；
步骤二，采用OCM共享内存进行核间数据通讯，并进行核间信号量对OCM的访问控制；
第三步，针对不同通信任务，利用共享的信息进行多任务通信；并利用周期数据通讯和非周期数据通讯的机制，周期数据采用中断的方式，固定报文，由伺服侧发起周期中断，非周期数据通讯变长度报文，裸机侧轮询检查请求并处理。


2.如权利要求1中所述的MP架构下SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法，其特征在于，所述步骤一进行双核系统的搭建中包括Linux实时系统搭建和伺服裸机系统搭建；
所述Linux实时系统搭建包括：
1)Xenomai实时补丁安装；在CPU0的Linux实时操作系统上，运行机器人控制软件，建立Xenomai实时运动任务；
2)Linux设备驱动移植；基于SoC关键通信接口设计，在Linux系统下完成对外设驱动的移植，保证系统设备的正确使用，实现平台对外通信；
所述伺服裸机系统搭建包括：
利用CPU1搭建伺服裸机系统，用于伺服控制应用程序的直接加载和运行，Linux系统在运行时将CPU使用数量设置为1；CPU0完成CPU1伺服应用程序的加载；CPU0完成CPU1的唤醒。


3.如权利要求1中所述的MP架构下SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法，其特征在于，所述步骤一完成设备驱动的移植中，具体包括：
(1)当内核提供该设备驱动时，直接使用内核中的驱动；
(2)对于内核中不提供驱动的设备，设计驱动程序并进行移植。


4.如权利要求1中所述的MP架构下SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法，其特征在于，步骤二进行基于共享内存的通信方法包括共享内存的管理，具体包括：
1)机器人控制程序开始运行时，Linux系统完成OCM访问申请并对OCM进行初始化；
2)每次完成伺服系统重运行后，Linux系统需要对OCM进行初始化；
3)机器人控制程序运行结束时，Linux系统关闭内存映射，释放共享内存。


5.如权利要求1中所述的MP架构下SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法，其特征在于，步骤二采用OCM共享内存进行核间数据通讯具体包括：
使用二进制的核间信号量，并根据双核间任务通信时序，对核间信号量的访问进行约束；在双核间任务通信开始前，Linux系统对信号量进行初始化，将其设置为1；在双核间任务通信阶段，对信号量进行：
1)双核系统对信号量均有可读/可写权限，若读写操作同时发生时，读操作优先权高于写操作优先权；
2)双核系统任务通信阶段，进行CPU0读-CPU0修改-CPU1读-CPU1修改顺序的信号量访问。


6.如权利要求1中所述的MP架构下SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法，其特征在于，步骤二进行基于共享内存的通信方法进一步包括消息邮箱通信，具体包括：
1)固定长度邮箱通信，邮件数据长度固定，系统根据通信数据的使用要求设置为8/16/32/64位；
2)可变长度邮箱通信，使用支持读写命令和可变数据长度的数据帧格式，进行邮件内容的解析。


7.如权利要求1中所述的MP架构下SoC核系统的设计和核间任务通信的实现方法，其特征在于，所述步骤三多任务通信的方法包括：非周期任务通信技术、周期任务通信技术；
所述非...

【专利技术属性】
技术研发人员：占颂，熊烁，陈天航，王昌杰，彭雅倩，宋宝，唐小琦，苏小宇，陈威，
申请(专利权)人：武汉久同智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42