Spresense meetup#2 try_multicore_programming
•
1 recomendación•677 vistas
This presentation describes the architecture of Spresense processor "CXD5602" and how to make a multicore program with Arduino IDE.
Recomendados
Recomendados
Más contenido relacionado
La actualidad más candente
La actualidad más candente (20)
Similar a Spresense meetup#2 try_multicore_programming
Similar a Spresense meetup#2 try_multicore_programming (20)
Spresense meetup#2 try_multicore_programming
- 2. 2 Audio Products for Music Lovers Provide New User Experience • 192kHz/24bit High-Resolution audio • 4 analog or 8 digital microphone inputs • Class-D full digital amplifier CPU ARM® Cortex®-M4F x 6 Clock Up to 156MHz SRAM 1.5MB Flash Memory 8MB Digital I/O GPIO, SPI, I2C, UART, PWM Analog Inputs 6ch (5.0V range) Audio I/O 8ch Digital MICs or 4ch Analog MICs, Stereo Speaker GNSS GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo Others Camera IF, SD CARD, I2S Low Power Multi Processor • 28nm FD-SOI*3 technology • 0.7V core voltage • ASMP framework*4 for the multi processor *3 Fully Depleted Silicon-On-Insulator to enable ultra-low-power features *4 Software Framework to make communication between processors Positioning Features • Ultra low power consumption • GPS, GLONASS, QZSS Multiple GNSS systems supported SPRESENSE™
- 3. 3 SPRESENSE Processor; Inside block of CXD5602 Application Domain アプリケーションを動作させるブロック System and IOP Domain システム管理・電源ドメイン管理ブロック Sensor Domain 接続されたセンサーを管理するブロック GNSS Domain 接続されたセンサーを管理するブロック
- 4. 4 Application Domain Tile (128KB) Tile (128KB) Tile (128KB) SRAM (1.5MB) 12枚のタイル アプリケーションが動作するブロック マルチコアでも、精緻な電源制御による省電力化を訴求！ ■ アプリケーション向けに6つのCoretex-M4と1.5MBのメモリ ■ Camera I/Fと2DGエンジン ■ USB/SDIO/eMMCなどの外部I/F ■ 内部に専用DMAコントローラを持つAudioブロック
- 5. 5 マルチレイヤーAHBとは？ マルチレイヤAHBは，複数のマスタ・モジュールと，複数のスレーブ・モジュールを相互結線する構造を持つ。 例えばこの図では，マスタ＃1がスレーブ＃2にアクセスするのと同時に，マスタ＃2がスレーブ＃1にアクセスで きる。各モジュールとマルチレイヤAHBの間は，AHB-Lite規格のバス信号で結ばれている。 マスタのアクセス先のスレー ブが異なっていれば並行して 同時アクセス可能 http://www.kumikomi.net/archives/2006/07/11arml.php?page=7 ※ 「AHB Lite」 AHB仕様からアービトレーション関係の信号を省いたというバス規格
- 6. 6 マルチコア構造の詳細 M4F M4F M4F M4F M4F M4F Bus Matrix (Multi Layer AHB) SRAM 128kB Protec tion SRAM 128kB Protec tion SRAM 128kB Protec tion SRAM 128kBProtec tion SRAM 128kB Protec tion SRAM 128kB Protec tion SRAM 128kB Protec tion SRAM 128kB Protec tion SRAM 128kB Protec tion SRAM 128kB Protec tion SRAM 128kB Protec tion SRAM 128kB Protec tion Address Converter Exclusive Load/Store
- 7. 7 Main CPU Main CPU Main CPU Sub CPU ソフトウェアの構造（１） Sub CPU Sub CPU Sub CPU Sub CPU Main CPU NuttX Supervisor Sub CPU Worker Spresense SDKのマルチコア構造（V1.3.0時点） Spresense Arduino Library のマルチコア構造（V1.3.0時点） Main CPU NuttX Sketch Multicore MP Library Sub CPU NuttX Sketch ５CPU ASMP Framework Multicore MP Library NuttX Sketch Multicore MP Library
- 8. 8 ソフトウェアの構造（２） Pros Cons Spresense SDK V1.3.0 • フットプリントが小さい • 統合された開発環境で管理しやすい • 純粋な演算処理ではパフォーマンスを発 揮する • ハードウェアへのアクセスライブラリが整備されて いない • CPU間通信がポーリングベースの処理構造 • printf や malloc などのシステムライブラリが 整備されていない Spresense Arduino Library V1.3.0 • ハードウェアへのアクセスが可能 • CPU間通信がイベントドリブンで無駄が 少ない • malloc, printf の他、多くの Arduino Library が活用できる • HWのマルチ分散制御に向いている • フットプリントが大きい • コア毎にプログラムを管理しなければならず、開 発が煩雑になる
- 9. 9 Sketch (22kB) ソフトウェアの構造（３） Sub CPU NuttX Sketch NuttX (106kB) 128kB SRAM 128kB SRAM 大き目のスケッチの場合は、 タイル２枚（256kB）必要 空の setup() loop() 含む
- 12. 12 Main用のスケッチを確認します MP.begin(subid) により、引数 subid で指定 した SubCore を起動します。 ここでは、SubCore1 ~ SubCore4 の計 4 個 の SubCore を起動しています。
- 14. 14 Main用のスケッチを書き込みます Main は必ず 768kB メモリ を確保しています。 （内：NuttX 155kB） SubCore のプログラムが書 き込まれていないので、エ ラーが返ってきます。
- 15. 15 “Boot”サンプルプログラムのSub用スケッチを選択します Sub用のスケッチは “Sub1”から”Sub4”まで、 あります。 Windowsの方は“管理者として実行”で実行すると別 プロセスでArduino IDE が起動できるので、対象と するコアを変えても、他の（例えばMainコア用） Arduino IDE の設定に影響出ません。
- 16. 16 Sub用のスケッチを確認します Sub用のスケッチは、単に “MP.begin()” と引数なしで宣 言します。 ログ出力には、MPLog を 使いましょう Serial.print() を複数のコア使うとリ ソースにアクセスが競合するので、 文字列が壊れます。MPLog を使えば、 出力する文字列は保たれます。
- 17. 17 スケッチを焼き込む対象を “SubCore” に指定する メニューを閉じても どのコアが対象になって いるか確認できます しつこいですが、、、 “管理者として実行”して、個々の Arduino IDEを開いていれば、ここを 変えても他のウィンドウに影響を与 えません。
- 18. 18 Subのスケッチを書き込みます 小さなスケッチなので 128kB に収まっています 全ての Sub のスケッチを書 き込むとエラーがなくなり ます
- 19. 19 MiltiCore MP Library のインタラクション それぞれのコアに”MP Library”を呼び必要があります ◆ begin() : Specify SubCore number to be launched from MainCore ◆ end() : Specify the SubCore number to be terminated from MainCore ◆ Send() : Arbitrary message transmission ◆ Recv() : Arbitrary message reception ◆ RecvTimeout() : Set reception mode MP.begin (SubCore number) でSubCoreを起動します MainCore は全てのSubCoreか ら返答が来るまで待ちます SubCore は、引数なしで、 MP.begin()を呼ぶだけです Send()/Recv() でメッセージのやりとり が可能です。 RecvTimeout () 設定で、メッセージの 待ち方を指定できます ・メッセージを永久にまつ ・タイムアウトする ・ポーリングする (non-blocking)
- 21. 21 void setup() { // Initailize Drawing library. ・ // Initialize communication libaray. MP.begin(); } void loop() { ・ // Wait for receiving data from SubCore2 ret = MP.Recv(&msgid, &fftData, 1); // Draw Received Data } void setup() { // Initialize communication library. MP.begin(); } void loop() { ・ // Wait for receiving data from MainCore ret = MP.Recv(&msgid, &capture); fft(); // Do FFT // Send FFT result to SubCore2 MP.Send(FFT_NEOPIXEL, fftData, 2); } void setup() { // Initializing Audio ・ ・ /* Launch SubCore */ ret = MP.begin(1); // Launch SubCore1 program ret = MP.begin(2); // Launch SubCore2 program ・ } void loop() { ・ ・ ・ // Send decoded audio data to SubCore1 MP.Send(sndid, ¶m, 1); ・ ・ } マルチサウンド解析スケッチの概要 MainCore : マイクのキャプチャ SubCore1 : FFTによるサウンド解析 SubCore2 : ディスプレイ処理
- 22. 22 void setup() { // Initailize Drawing library. ・ // Initialize communication libaray. MP.begin(); } void loop() { ・ // Wait for receiving data from SubCore2 ret = MP.Recv(&msgid, &fftData, 1); // Draw Received Data } void setup() { // Initialize communication library. MP.begin(); } void loop() { ・ // Wait for receiving data from MainCore ret = MP.Recv(&msgid, &capture); fft(); // Do FFT // Send FFT result to SubCore2 MP.Send(FFT_NEOPIXEL, fftData, 2); } void setup() { // Initializing Audio ・ ・ /* Launch SubCore */ ret = MP.begin(1); // Launch SubCore1 program ret = MP.begin(2); // Launch SubCore2 program ・ } void loop() { ・ ・ ・ // Send decoded audio data to SubCore1 MP.Send(sndid, ¶m, 1); ・ ・ } マルチサウンド解析スケッチの概要 MainCore : マイクのキャプチャ SubCore1 : FFTによるサウンド解析 SubCore2 : ディスプレイ処理