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

时间：2023-02-04 16:58:03

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。

 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

实时补丁我们选择RT-Preempt来实现。

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/​​

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

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

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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"

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手动逐一检查rej文件，逐个修改

难点：

zram驱动，sdk中源码引用自5.x版本驱动，需要找5.10左右RT补丁参考

thread_info.h文件中手动将PREEMPT_LAZY宏改序号、宏名字

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

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

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 -p 99 -t 1 -d 100 -i 1000 -D 24h -m -a -n

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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

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图3-2.满载测试

数据对比：

板卡

MYD-YT507H

测试时间

120min

指令

cyclictest &stress-ng

空载

平均 8us

最大 24us

满载

平均 13us

最大 136us

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。


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图2-1 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2-1 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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米尔电子，专注嵌入式处理器模块设计和研发，是领先的嵌入式处理器模组厂商。米尔电子在嵌入式领域具有20年的行业技术经验，为客户提供专业的ARM工业控制板、ARM开发板、ARM核心板、ARM开发工具、充电桩计费控制单元及充电控制板等产品和技术服务。此外，米尔电子还可通过涵盖众多ARM处理器及操作系统的专业技术提供定制设计解决方案，通过专业且高效率服务帮助客户加速产品上市进程。

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