[Xmos] Xmos架构

xmos 架构及程序编程

1.事件驱动多个线程

2.每个处理器都由硬件支援并行运行多个线程的功能

3.线程利用单一指令完成数据处理

4.数据传输速度可以用计时器或时序控制完成

5.同一处理器线程间通讯没有时间延迟，处理器间时延固定

6系统被分成多个但愿，一个单元由一组硬件资源组成

7.每个单元(title) 中有多个核心(core)

程序设计模式

XC C与 C++ 混合编写

XC 具有C 延伸特性

并发运行输入输出及时间控制

多重回传

XC 不支持float longlong 位元 volatile 数据类型也不支持 goto

输入输出

通过 port连接处理器和实体管脚

所有port必须时全局变量，
可以将函数传给port，但不能出现超过两个以上的函数引用

管脚发生转变时

oneBit when pinsneq

计时器

32位计时器100MHz 主频

系统中的每个 title 都有一个参考时钟。在XMOS设备上，这被定义为始终为100MHz时钟

要获取计时器计数器的当前值，可以使用 :> 运算符

bash 复制代码

uint32_t time;
 t :> time; // this reads the current timer value into the variable 'time'

测量程序运行时间

bash 复制代码

 uint32_t start_time, end_time;
 t :> start_time;
 // Do something here
 t :> end_time;
 printf("Number of timer ticks elapsed: %u", end_time- start_time);

记住32位计数器的范围。在100MHz的情况下，你只能有意义地测量到232-1个刻度（约42秒）。

定时触发

计时器可以在计数器达到某个值时触发事件。可以在选择语句中对这些事件作出反应。此类情况的语法是：

bash 复制代码

 case timer when timerafter ( value ) :> [ var | void ]

如下是定时触发的案例

bash 复制代码

 uint32_t x;
 timer t;
 ...
 select {
 case t when timerafter(x) :> void:
 // handler the timer event
 ...
 break;
 }

1ms的定时中断

bash 复制代码

 timer t;
 uint32_t time;
 const uint32_t period = 100000; // 100000 timer ticks = 1ms
 // get the initial timer value
 t :> time;
 while(1) {
 select {
 case t when timerafter(time) :> void:
 // perform periodic task
 ...
 time += period;
 break;
 }
 }

串口 115200 接收

事件触发编程

任务可以使用select结构对事件进行操作，不满足任何条件时，任务会暂停

一个 select 可以等待多个事件，并处理第一个发生的事件。select 语句的语法类似于 C 语言的 switch 语句：

复制代码

select {
 case event1 :
 // handle the event
 ...
 break;
 case event2 :
 // handle the event
 ...
 break;
 }

跟mcu 中断类似，但对比中断，对事件响应的时间提高

代码执行期间不会被中断

事件主要包括其他任务发起的事务、定时器时间、外部io事件

内存

在每个title 内有256kB 到64kB 内存

内存在title内无缓存

每个内存只能在对应的tile 内访问,没有数据总线

内存加载或存储在每个core 内执行1到2个周期

不同的core 之间不共享内存，可以通过核间通讯进行交流

并行运算

并行运算可以指定到对应的title 及core 中

bash 复制代码

 #include <platform.h>
 ...
 int main() {
 par {
 on tile[0]: task1();
 on tile[1].core[0]: task2();
 on tile[1].core[0]: task3();
 }
 }

如果不进行指定，系统会自动分配给芯片空闲的core上

通讯

任务之间都是点对点进行连接的

xC 编程提供三种通讯方法 interfaces,channels ,streamingchannels

interfaces

接口

接口提供一个在任务之间执行类型实务的方法

允许程序在任务之间拥有多个事物功能 (远程函数调用)

接口允许在同一个core内运行的task之间进行通讯

接口也可作为其他同步通讯过程中异步发送通知

接口可使用结构体定义多个数据类型如下：

bash 复制代码

 interface my_interface {
 void fA(int x, int y);
 void fB(float x);
 };

客户端

client interface T

服务器端

server interface T

T是interface的类型对应 my_interface

客户端调用函数，传递参数

bash 复制代码

 void task1(client interface my_interface i)
 {
 // 'i' is the client end of the connection,
 // let's communicate with the other end.
 i.fA(5, 10);
 }

服务器端作为函数引用，任务可以使用选择结构等待事务的发生

bash 复制代码

void task2(server interface my_interface i)
 {
 // wait for either fA or fB over connection 'i'.
 select {
 case i.fA(int x, int y):
 printf("Received fA: %d, %d\n", x, y);
 break;
 case i.fB(float x):
 printf("Received fB: %f\n", x);
 break;
 }
 }

select 可以处理多种不同类型的事务，可以等待来自多个不同源的多种不同类型的事物。select 中一个事务被初始化并处理时，其他事件不会做处理(同时只处理一件事)

bash 复制代码

 int main(void)
 {
 interface my_interface i1;
 interface my_interface i2;
 par {
 task1(i1);
 task3(i2);
 task4(i1, i2)
 }
 return 0;
 }

task4 同时处理task1和task3的事物，task4是服务器端

bash 复制代码

void task4(interface my_interface server i1,
 interface my_interface server i2) {
 while (1) {
 // wait for either fA or fB over either connection.
 select {
 case i1.fA(int x, int y):
 printf("Received fA on interface end i1: %d, %d\n", x, y);
 break;
 case i1.fB(float x):
 printf("Received fB on interface end i1: %f\n", x);
 break;
 case i2.fA(int x, int y):
 printf("Received fA on interface end i2: %d, %d\n", x, y);
 break;
 case i2.fB(float x):
 printf("Received fB on interface end i2: %f\n", x);
 break;
 }
 }
 }

通知机制

通过接口客户端发起通讯，然而有时服务器端需要独立给客户端发消息

通知提供了一种方式，让服务器在客户端发起呼叫的情况下，单独联系客户。

他是异步非阻塞 的，即服务器端可以发出信号，然后继续处理

notification

C 复制代码

interface if1 {
 void f(int x);
 [[clears_notification]]
 int get_data();
 [[notification]] slave void data_ready(void);
 };

有两个正常函数 f和 getdata，还有一个通知函数 data_ready

通知函数必须声明slave,用于指示通讯方向是服务器到客户端
使用[[notification]]标定为通知函数
通知函数返回和参数都为 void

xmos 架构及 程序编程

程序设计模式

多重回传

输入输出

计时器

测量程序 运行时间

定时触发

串口 115200 接收

事件触发编程

内存

并行运算

通讯

interfaces

通知机制

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测量程序运行时间