国产工业CPU平台，米尔基于全志T507-H开发板的实时性分析与测试
2023-02-04
2092
来源：米尔电子
01.
概述
全志科技T5系列是一个高性能四核 CortexTM–A53 处理器，适用于新一代汽车市场。T5系列符合汽车 AEC – Q100 测试要求。该芯片集成四核 CortexTM–A53 CPU、G31MP2 GPU、32 位 DDR3/LPDDR3/DDR4/LRDDR4 动态随机存储器。
MYC-YT507H核心板基于T507-H处理器研制，具有丰富的接口资源, 拥有良好的软件开发环境，内核支持开源操作系统Linux。
在开发阶段，建议配合核心板配套的评估套件 MYD-YT507H 来加速开发。评估套件的详细信息请访问：http://www.myir-tech.com/product
02.
实时内核设计
2.1. 移植补丁
RT补丁官网 从RT官网下载4.9.170对应补丁
https://wiki.linuxfoundation.org/realtime/start
https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/4.9/older/
把解压后的补丁放到linux4.9目录下，然后用下面命令打包即可 patch -p1 < ./patch-4.9.170-rt129.patch
由于代码有差异，会提示大量不匹配，导致补丁打入失败则用下面命令找出打入失败文件
find./ -name "*.rej"
手动逐一检查rej文件，逐个修改
难点：
thread_info.h文件中手动将PREEMPT_LAZY宏改序号、宏名字
问题点1：中断上下文中调用抢占api（rt_spin_lock即mutex）导致sched异常。
分析与解决：
这个中断是系统核心timer服务，至关重要。其通过request_percpu_irq注册中断isr，并不是常规request_irq或request_thread_irq，无法线程化。
继续分析崩溃调用栈，在崩溃前最后的操作为cpufreq_cpu_get，通过分析其源码，基本找到__account_system_time函数中调用了cpufreq_acct_update_power，其中又调用了rt_spin_lock函数导致崩溃。
通过分析cpufreq_acct_update_power函数，发现通过宏定义：CONFIG_CPU_FREQ_TIMES可以屏蔽该函数，进而不调用rt_spin_lock。
经测试，在menuconfig中，屏蔽CONFIG_CPU_FREQ_TIMES后，系统能正常启动到login环节。
解决方法：
drivers/cpufreq/Kconfig中针对CPU_FREQ_TIMES设置与PREEMPT_RT_BASE的互斥。
config CPU_FREQ_TIMES bool "CPU frequency time-in-state statistics" # default y depends on !PREEMPT_RT_BASE help This driver exports CPU time-in-state information through procfs file system. ! It's incompatable with RT-Preempt scheduler.
If in doubt, say N. |
打开RT实时测试工具，进行测试。
在buildroot下面打开相关测试，根据下面描述打开rt-tests工具即可，打开测试工具测试步骤
2.2. 其他影响性能的配置
禁用CPU Freq自动调频，并设置主频为最高频率：
cd /sys/devices/system/cpu/cpufreq/policy0
echo userspace > scaling_governor
cat saling_max_freq > scaling_setspeed
（如不禁用cpufreq调频功能，系统会因动态调频产生极大的偶然延迟）
03.
实时性测试
空载测试
cyclictest-p99-t1-d100-i1000-D24h-m -a -n
图3-1.空载测试
CPU&内存满载
cyclictest -p 99 -t 1 -d 100 -i 1000 -D 24h -m -a -n
增加压力
stress-ng --cpu 4 --cpu-method all --io 4 --vm 50 -d 5 --fork 4 --timeout 36000s
数据对比：
表3-1.数据信息
04.
产品介绍
MYC-YT507H核心板采用SMD封装形式贴片（邮票孔+背面焊盘）。标准配置有4种产品型号。它们在存储配置、温度等方面有一些差异，客户可根据需求自行选择合适的型号。
图4-1 MYC-YT507H核心板
4.1. MYC-YT507H主要参数
名称 | 主要参数 |
主控芯片系列 | T5 Series |
主控芯片型号 | T507-H |
处理器规格 | 4核 ARM CortexTM-A53 |
内存 | LPDDR4 1GB/2GB |
存储器 | EMMC 8GB （其他容量可选） |
核心板尺寸 | 43 x 45 x 3.5 mm(带屏蔽骨架) |
接口类型 | SMD贴片，邮票孔+LGA |
PCB板规格 | 10层板设计，沉金工艺 |
操作系统 | Linux 4.9 |
表4-1 核心板主要参数
4.2. MYD-YT507H外设接口资源主要参数
功能 | 参数 | |
系统 | POWER | 12V DC JACK |
KEY | 1路复位按键 1路FEL刷机按键 1路ON/OFF按键 | |
SWITCH | 1路电源开关 | |
BOOT SET | 1路拨码开关 | |
SD | 1路Micro SD卡槽 | |
通讯接口 | WIFI/BT | 1路WIFI/BT模块接口，通过20PIN排针引出 |
4G | 1路4G Mini PCIE接口 1路SIM卡座 | |
Ethernet | 1路10/100/1000M以太网接口，RJ45接口 1路10/100M以太网接口，RJ45接口 | |
USB | 2路 USB 2.0 HOST 接口，采用Type-A接口 1路USB 2.0 OTG接口，采用Type-C接口 | |
UART | 1路调试串口，通过串口转USB，采用Type-C接口 2路普通串口，通过扩展接口引出 | |
多媒体接口 | DISPLAY | 1路HDMI 2.0a接口 2路LVDS 显示接口(支持单/双通道) 1路TV CVBS模拟视频输出接口 |
CAMERA | 1路MIPI CSI摄像头接口 1路DVP摄像头接口 | |
AUDIO | 1路3.5mm音频输出接口 1路SPDIF音频输出接口 1路扬声器扩展接口 | |
扩展接口 | Expansion IO | 1路2.54mm间距的40PIN排针，GPIO/TWI/UART |
表4-2 开发板外设接口资源主要参数
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