RT-Thread 创始人熊谱翔:2022 开源操作系统之异构计算

语言: CN / TW / HK

随着摩尔定律的放缓,近些年来异构计算备受瞩目,最典型的莫过于苹果的 M1/M2 处理器。在 M1/M2 之前,处理器主要以 CPU 作为计算中心,现在则更多地以 CPU + XPU(GPU,NPU,MCU,DSP等等)协同的方式工作,以解决一些专有细分领域的问题。比如在 AI 计算领域,卷积运算是最常用的方法,并且是以大规模并行机制进行。如果采用传统的 CPU 计算方式,虽然可以选择单核或有限核的高主频方式,但其性能依然不足以和数百甚至上千的并行单元相比拟,而通过专用架构单元的方式,可以做到对一些场景的极致追求。Chiplet 架构的出现,也势必让这种架构成为更大的可能。

在 CPU + XPU 组合中,XPU 更面向专用目的,XPU 上的软件系统也不需要一套完全通用性的操作系统。在一些实时控制的场合,它更需要一个精简、高效的 RTOS 系统。例如 CEVA 公司推出的 DSP 架构就可以通过硬件和软件密切配合的方式达到极致的实时性。因为 CEVA 的 DSP 架构是本地设计的,以支持 RTOS 功能和超快上下文切换,用 CEVA DSP 和 RT-Thread RTOS 实现的物联网设备可以处理不同资源之间的许多通信任务,而不会为此中断 RTOS。

在国内,一些大家熟悉的芯片厂商也在向这个方向发展:瑞芯微 RK3568 芯片上的多核 ARM A55 处理器 ,采用了 Linux + RT-Thread 异构方案;全志 V853 芯片,采用了 ARM Linux + RISC-V Melis 方案,其中 Melis 操作系统内核基于 RT-Thread。

异构系统间的交互很是关键,系统之间并不是完全独立的,而是相互无缝融合,甚至是一个分布式系统。当考虑到 Linux 这样一个通用系统和 RTOS 配合时,一套基于 virtio 方式的消息框架 rpmsg(Remote Processor Messaging)也随之流行起来。rpmsg 定义了异构多核处理系统中核与核之间进行通信时所使用的标准二进制接口。TI 和 Google 等公司早在 2011 的时候发起了 rpmsg,之后逐步演变成 Linux 上一套标准的异构系统间的通讯标准。

2021 年,RT-Thread 也和中科院软件所一起合作,推进 RISC-V 上的 OpenAMP、rpmsg 工作,希望推动在 RISC-V 芯片架构上系列的基础软件工作。在这方面,RT-Thread 也在和国内开放的 OpenEuler 社区一起紧密合作,在 2022 年底的时候提供更好的异构开源系统方案给到产业界,能够更好地用于工控、电力、机器人、能源等工业相关行业。

熊谱翔

RT-Thread 创始人,上海睿赛德电子科技有限公司 CEO。2000 年毕业于重庆邮电学院,先后任职上海贝尔阿尔卡特、宇梦通信、Marvell,拥有丰富的嵌入式实时系统和 3G/4G 手机基带系统软件开发经验。于 2006 年创立了 RT-Thread 开源操作系统,并以开源社区的形式,带领中国国内优秀的工程师,融入实时面向对象设计开发了 RT-Thread 自主操作系统内核和微内核架构操作系统 RT-Thread Smart,大量周边成熟、稳定软件组件,如文件系统,图形用户界面等。

本文来源于 OSCHINA 和 Gitee 联合发布的《2022 中国开源开发者报告》 。该报告由” 前沿开源技术领域解读 “ ” 中国开源创业观察 2022“,以及” 开发者画像分析 “三个章节组成。在 “前沿开源技术领域解读” 部分,多位在其领域有所建树的一线开发者和开源商业化公司创始人,对目前国内外流行的前沿开源技术领域过去的发展和未来的趋势进行了深入的洞察,覆盖开源云原生、开源 AI、开源大前端、开源大数据、开源 DevOps、RISC-V、开源操作系统、开源数据库、编程语言九大领域。

欲了解更多报告内容,请点击:https://gitee.com/report/china-open-source-2022/