征程 6E/M 快速上手实战 Sample-IPC
如何有效地使用IPC-F来实现Acore和Rcore之间的高效数据传输
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征程 6E/M 快速上手实战 Sample-IPC
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作者：李祥
关于本文
在此篇文章中，我们将深入探讨 征程6X 系列核间通信（IPC-F）的基本原理，并通过示例代码演示如何有效地使用 IPC-F 来实现 Acore 和 Rcore 之间的高效数据传输。无论你是刚刚接触这个概念的新手，还是希望在 征程6X 系列上复现 IPC 例程的开发者，都可以从中获得有价值的见解和详细的复现流程。
一、IPC模块简述
征程6X IPC（Inter-Process Communication）模块是用于多核之间的通信，支持同构核和异构核之间的通信，软件上基于 buffer-ring 进行共享内存的管理，硬件上基于 MailBox 实现核间中断。IPCF 具有多路通道，大数据传输，适用多种平台的特点。
1.1 硬件数据流说明
Acore 与 MCU 通过共享内存传输数据，通过 mailbox 中断通知双方。
1.2 IPC Sample 软件架构
Acore 与 MCU 之间的核间通信，Acore 侧主要使用 IPCFHAL，MCU 侧使用 IPCF，其中 IPCFHAL 是基于 IPCF 封装了一层接口，用于用户态与内核态的数据传递。
1.3 Acore-IPC-Sample：
#Sample源码路径
test/samples/platform_samples/source/S83_Sample/S83E02_Communication/ipc_sample/
1.3.1 API 调用流程：
1.3.2 Sample 源码解析：
hb_ipcfhal_getchan_byjson(chan_name[i], &thread_arg[i].ch, json_path)；
根据 chan_name[i]解析 ipcfhal_sample_config.json 信息配置信息放入到 thread_arg[i].ch 中。
*Sample 中配置为实例3的通道0和1，实例4的通道0和1。
##Sample板端路径为
"/app/sample/S83_Sample/S83E02_Communication/ipc_sample/testsuite/ipcfhal_sample_config.json"
##用户自定义的ipcfhal_sample_config.json后需要将其传输到单板上，并更新.cpp中SMP_CFG_FILE路径
*客户 Acore 与 MCU 通信可使用实例3~10，若用户不需要 CANHAL、规控等业务，可以自行使用 CANHAL(实例0)和规控(实例1和2)的实例。
hb_ipcfhal_init(&thread_arg[i].ch);
通过配置信息 thread_arg[i].ch 打开对应的设备驱动：/dev/ipcdrv *只要有一个 channel 使用就一直打开
hb_ipcfhal_config(&thread_arg[i].ch);
使用 ioctl对/dev/ipcdrv 进行配置。
pthread_create；
每一个 channel 分别创建一个发送和一个接收的线程，线程中进行 IPC 读、写。
tx_pthread：
**hb_ipcfhal_send：**使用 write对/dev/ipcdrv 写入 tx_data。
rx_pthread：
**hb_ipcfhal_recv：**使用 read 读取/dev/ipcdrv 到 data。
**hb_ipcfhal_deinit：**释放 channel，当 channel 都被释放则关闭设备/dev/ipcdrv。
1.4 MCU-IPC-Sample：
1.4.1 运行流程：
1.4.2 Sample 源码解析：
*void Ipc_MDMA_Init(Ipc_InstanceConfigType ConfigPtr, uint32 InstanceId);
1、获取实例和通道；
2、初始化底层驱动；
3、清空MDMA回环内存；
Ipc_MDMA_OpenInstance(uint32 InstanceId)；
根据实例 id 预备共享内存并打开驱动 MailBox。
Ipc_MDMA_CheckRemoteCoreReady(uint32 InstanceId)；
根据实例 id 判断共享内存是否 ready；
RecvTask:
IrqCallBackSample：中断回调方式
检查数据的有效性（包括数据是否为空和滚动计数器的连续性），更新计数器，并通过 LogSync 打印出接受统计信息。
void Ipc_SamplePoll(void)：poll方式
**Ipc_MDMA_PollMsg：**从共享内存中获取接收到的信息。
SendTask:
根据实例和通道选择存入 dataBuf，通过 IpcTest_MdmaSend_Func 发送 data。
Ipc_MDMA_TryGetHwResource:获取驱动共享内存；
Ipc_MDMA_SendMsg：根据实例 id 写入共享内存。
二、Sample 使用：
2.1 Acore 侧：
2.1.1 编译
获取 AppSDK 包后，进入 appuser 执行：
*其中 hbrootfs-sdk_0.0.1.XXX_all.deb 是地平线自己的库和头文件，rootfs-sdk-focal_0.0.1.XXX_all.deb 是系统库，aarch64-linux-hb-gcc_12.2.0_amd64.deb 是 gcc 12.2.0 工具链，目前在 ubuntu22.04 非 docker 环境下运行正常。其它环境不能保证。
dpkg-deb -x rootfs-sdk*.deb ./sdk
dpkg-deb -x hbrootfs-sdk*.deb ./sdk
##移动sdk库路径，本文档放入/usr/lib中
sudo mv sdk/ /usr/lib
进入toolchain执行：
dpkg -x aarch64-linux-hb-gcc_12.2.0_amd64.deb ./arm-gnu-toolchain
##移动toolchain库路径，本文档放入/usr/lib中
sudo mv arm-gnu-toolchain/ /usr/lib
nano ~/.bashrc
##添加系统路径
export PATH="/usr/lib/arm-gnu-toolchain/bin:$PATH"
export LD_LIBRARY_PATH="/usr/lib/arm-gnu-toolchain/lib:$LD_LIBRARY_PATH"
##
source ~/.bashrc
Sample 代码路径：
#Sample源码路径
/test/samples/platform_samples/source/S83_Sample/S83E02_Communication/ipc_sample/
复制/src 源码(.json和.cpp)到新建文件夹 ipc 并构建新 Makefile：
ipc
├── Makefile
└── src
├── ipcfhal_sample_config.json
└── libipcfhal_sample.cpp
Makefile:
CROSS_COMPILE = aarch64-none-linux-gnu-
OUTPUT_HBROOTFS_DIR = /usr/lib/sdk ##请根据用户sdk安装路径修改
CXX := ${CROSS_COMPILE}g++
INC_DIR := ${OUTPUT_HBROOTFS_DIR}/usr/hobot/include
LIB_DIR := ${OUTPUT_HBROOTFS_DIR}/usr/hobot/lib
LIB_DIR += ${OUTPUT_HBROOTFS_DIR}/usr/lib/aarch64-linux-gnu
LIBS := -lhbipcfhal -lpthread -lalog -ljsoncpp
CXXFLAGS := -Wall -O2 -I$(INC_DIR)
LDFLAGS := $(addprefix -L, $(LIB_DIR)) $(LIBS)
SRC_DIR := src
TARGET := program
SRCS := $(wildcard $(SRC_DIR)/*.cpp)
OBJS := $(SRCS:.cpp=.o)
$(TARGET): $(OBJS)
$(CXX) $(CXXFLAGS) $(LDFLAGS) $^ -o $@
%.o: %.cpp
$(CXX) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@
clean:
rm -f $(OBJS) $(TARGET)
执行 make 完成编译，生成的文件为./program
2.1.2 文件传输
在 Linux 上交叉编译的执行文件需要传输到开发板上，本文使用共享文件夹 +WinSCP 方式进行传输：
将生成的可执行文件复制到共享文件夹中：
通过串口获取单板 ip：*可通过地平线开发者社区-6. *单板设置ip地址设置ip
打开 WinSCP 新建站点：
登录后将 program 拖拽到/home/hobot/完成文件传输：
2.1.3 运行
通过 ssh 或串口进入/home/hobot/执行：
*如使用自定义 ipcfhal_sample_config.json 则需将该文件也传输到单板上并修改.cpp 中 SMP_CFG_FILE 为正确路径
chmod 777 program
./program
Sample 运行时 Acore 串口日志:
root@hobot:~# /app/sample/S83_Sample/S83E02_Communication/ipc_sample/bin/libipcf_hal_sample
[INFO][hb_ipcf_hal.cpp:276] [channel] cpu2mcu_ins3ch0 [ins] 3 [id] 0 init success.
[INFO][hb_ipcf_hal.cpp:326] [channel] cpu2mcu_ins3ch0 [ins] 3 [id] 0 config success.
[INFO][hb_ipcf_hal.cpp:276] [channel] cpu2mcu_ins3ch1 [ins] 3 [id] 1 init success.
[INFO][hb_ipcf_hal.cpp:326] [channel] cpu2mcu_ins3ch1 [ins] 3 [id] 1 config success.
[INFO][hb_ipcf_hal.cpp:276] [channel] cpu2mcu_ins4ch0 [ins] 4 [id] 0 init success.
[INFO][hb_ipcf_hal.cpp:326] [channel] cpu2mcu_ins4ch0 [ins] 4 [id] 0 config success.
[INFO][hb_ipcf_hal.cpp:276] [channel] cpu2mcu_ins4ch1 [ins] 4 [id] 1 init success.
[INFO][hb_ipcf_hal.cpp:326] [channel] cpu2mcu_ins4ch1 [ins] 4 [id] 1 config success.
Ins[3]Ch[0] TxCnt[100]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[1] TxCnt[100]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[0] TxCnt[100]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[1] TxCnt[100]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[0] ------- RxCnt[100]RxRollCnt[100]
Ins[4]Ch[0] ------- RxCnt[100]RxRollCnt[100]
Ins[3]Ch[1] ------- RxCnt[100]RxRollCnt[100]
Ins[4]Ch[1] ------- RxCnt[100]RxRollCnt[100]
Ins[3]Ch[0] TxCnt[200]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[1] TxCnt[200]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[0] TxCnt[200]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[1] TxCnt[200]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[0] ------- RxCnt[200]RxRollCnt[200]
Ins[4]Ch[0] ------- RxCnt[200]RxRollCnt[200]
Ins[3]Ch[1] ------- RxCnt[200]RxRollCnt[200]
Ins[4]Ch[1] ------- RxCnt[200]RxRollCnt[200]
Ins[3]Ch[0] TxCnt[300]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[1] TxCnt[300]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[0] TxCnt[300]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[1] TxCnt[300]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[0] ------- RxCnt[300]RxRollCnt[300]
Ins[4]Ch[0] ------- RxCnt[300]RxRollCnt[300]
Ins[3]Ch[1] ------- RxCnt[300]RxRollCnt[300]
Ins[4]Ch[1] ------- RxCnt[300]RxRollCnt[300]
Ins[3]Ch[0] ------- RxCnt[400]RxRollCnt[400]
Ins[4]Ch[0] ------- RxCnt[400]RxRollCnt[400]
Ins[3]Ch[1] ------- RxCnt[400]RxRollCnt[400]
Ins[4]Ch[1] ------- RxCnt[400]RxRollCnt[400]
Ins[3]Ch[0] TxCnt[400]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[1] TxCnt[400]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[1] TxCnt[400]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[0] TxCnt[400]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[0] ------- RxCnt[500]RxRollCnt[500]
Ins[4]Ch[0] ------- RxCnt[500]RxRollCnt[500]
Ins[3]Ch[1] ------- RxCnt[500]RxRollCnt[500]
Ins[4]Ch[1] ------- RxCnt[500]RxRollCnt[500]
Ins[3]Ch[0] TxCnt[500]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[1] TxCnt[500]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[1] TxCnt[500]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[0] TxCnt[500]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[0] ------- RxCnt[600]RxRollCnt[600]
Ins[4]Ch[0] ------- RxCnt[600]RxRollCnt[600]
Ins[3]Ch[1] ------- RxCnt[600]RxRollCnt[600]
Ins[4]Ch[1] ------- RxCnt[600]RxRollCnt[600]
Ins[3]Ch[1] TxCnt[600]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[0] TxCnt[600]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[1] TxCnt[600]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[0] TxCnt[600]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[0] ------- RxCnt[700]RxRollCnt[700]
Ins[4]Ch[0] ------- RxCnt[700]RxRollCnt[700]
Ins[3]Ch[1] ------- RxCnt[700]RxRollCnt[700]
Ins[4]Ch[1] ------- RxCnt[700]RxRollCnt[700]
Ins[3]Ch[1] TxCnt[700]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[0] TxCnt[700]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[1] TxCnt[700]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[0] TxCnt[700]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[0] ------- RxCnt[800]RxRollCnt[800]
Ins[4]Ch[0] ------- RxCnt[800]RxRollCnt[800]
Ins[3]Ch[1] ------- RxCnt[800]RxRollCnt[800]
Ins[4]Ch[1] ------- RxCnt[800]RxRollCnt[800]
Ins[3]Ch[1] TxCnt[800]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[0] TxCnt[800]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[1] TxCnt[800]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[0] TxCnt[800]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[0] ------- RxCnt[900]RxRollCnt[900]
Ins[4]Ch[0] ------- RxCnt[900]RxRollCnt[900]
Ins[3]Ch[1] ------- RxCnt[900]RxRollCnt[900]
Ins[4]Ch[1] ------- RxCnt[900]RxRollCnt[900]
Ins[3]Ch[1] TxCnt[900]TxFailCnt[0] -------
Ins[3]Ch[0] TxCnt[900]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[1] TxCnt[900]TxFailCnt[0] -------
Ins[4]Ch[0] TxCnt[900]TxFailCnt[0] -------
[SampleEnd]Ins[3]Ch[0]TxCnt[994]TxFailCnt[0][SampleEnd]Ins[3]Ch[0]RxCnt[996]RxRollCnt[996][INFO][hb_ipcf_hal.cpp:521] [channel] cpu2mcu_ins3ch0 [ins] 3 [id] 0 deinit success.
[SampleEnd]Ins[3]Ch[1]TxCnt[995]TxFailCnt[0][SampleEnd]Ins[3]Ch[1]RxCnt[997]RxRollCnt[997][INFO][hb_ipcf_hal.cpp:521] [channel] cpu2mcu_ins3ch1 [ins] 3 [id] 1 deinit success.
[SampleEnd]Ins[4]Ch[0]TxCnt[996]TxFailCnt[0][SampleEnd]Ins[4]Ch[0]RxCnt[998]RxRollCnt[998][INFO][hb_ipcf_hal.cpp:521] [channel] cpu2mcu_ins4ch0 [ins] 4 [id] 0 deinit success.
[SampleEnd]Ins[4]Ch[1]TxCnt[997]TxFailCnt[0][SampleEnd]Ins[4]Ch[1]RxCnt[999]RxRollCnt[999][INFO][hb_ipcf_hal.cpp:521] [channel] cpu2mcu_ins4ch1 [ins] 4 [id] 1 deinit success.
*由于 MCU 的 Sample 需要 ETAS 支持，本文暂不涉及 M 侧 Sample 的使用。
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