DMA 物理内存映射与 FPGA 环形缓冲: 零拷贝通路与无锁读写
FPGA 采集到的数据由 DMA 写进 DDR,用户态程序用 /dev/mem 映射同一块物理内存把它读出来。这条通路上没有数据拷贝,双方能对上靠的是事先约定的物理地址。无锁则来自另一处设计:环形队列把读写状态拆成两个各自单向递增的计数器,锁就没有存在的必要。
FPGA 采集到的数据由 DMA 写进 DDR,用户态程序用 /dev/mem 映射同一块物理内存把它读出来。这条通路上没有数据拷贝,双方能对上靠的是事先约定的物理地址。无锁则来自另一处设计:环形队列把读写状态拆成两个各自单向递增的计数器,锁就没有存在的必要。
一台嵌入式设备通过同一个 USB 控制器输出两路 UVC 视频:IAD 负责让主机看到两个摄像头,内部视频链负责分别产生两路帧,环形缓冲保证单路稳定,时间戳和上位机逻辑完成最终配对。
SRAM 面向 DMA 与外设,CCM 面向 CPU 热数据;根据访问者、执行需求和访问频率分配内存,避免 DMA 不可见与 CCM 溢出。
面向激光雷达、工业视觉、机器人等 ARM-Linux 场景,设计一套 C++17 header-only 的流式数据处理架构。覆盖数据流 (10-100 Hz 大块帧) 与控制流 (低频高可靠消息) 的分离处理、零堆分配内存管理、多级流水线调度,基于 newosp 基础设施库实现。
三核 ARM SoC (3x Cortex-A7 @ 1.2 GHz) + Cortex-M0 支持 Linux + RTOS 异构部署。面向激光雷达和工业控制器,分析 AMP 核间通信 (Mailbox/共享内存)、实时性保障 (硬件定时器 + 中断隔离) 与资源分区策略。
在 FPGA + ARM 双核 SoC (双核 Cortex-A9 @ 667 MHz) 上处理 30 万点/秒激光雷达数据流。PL (FPGA) 负责传感器接口和 DMA 搬运,PS (ARM) 运行 Linux 处理点云算法和网络输出,目标端到端延迟 P99 < 5 ms。
将 RT-Thread SMP 移植到 Zynq-7000 双核 Cortex-A9 平台,解决 MMU 页表配置、L1/L2 Cache 一致性、双核调度器初始化三个核心问题。实测表明带宽不是瓶颈,CPU 处理延迟和调度抖动才是端到端延迟的主导因素。