newosp: 面向工业嵌入式的 C++17 Header-Only 基础设施库
本文介绍的 newosp 库基于 MIT 协议开源,当前版本 v0.2.0。
本文介绍的 newosp 库基于 MIT 协议开源,当前版本 v0.2.0。
本文展示如何用 newosp C++17 header-only 基础设施库构建激光雷达等高吞吐传感器的 DAG 数据处理 Pipeline。数据面采用 SPSC 直连 + Handle 传递实现真零拷贝,控制面用 AsyncBus 处理诊断和扇入/扇出场景,结合 SoA 数据布局、多级流水线并行和 Stage 融合,在 ARM Cortex-A53 上达到 100 Hz 实时处理目标。
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。
以激光雷达点云处理流水线为主线,展示 newosp C++17 事件驱动架构如何解决工业传感器系统的三大工程难题: 零堆分配消息传递 (CAS 无锁 MPSC + variant 值语义)、可建模的状态管理 (层次状态机 LCA + Guard)、以及微秒级确定性调度。从端到端数据流切入,逐层拆解 AsyncBus、HSM、SPSC 如何协同支撑一条完整的工业数据处理流水线。
在多核 ARM Linux 嵌入式系统中,同步日志的 I/O 阻塞导致控制回路超时和看门狗复位。本文设计一种基于 Per-Thread SPSC 环形缓冲与分级路由的异步日志架构,实现 wait-free 热路径 (~200-300 ns)、零竞争生产者、崩溃安全的关键日志保障。
RK3506J 集成三核 Cortex-A7 (1.0 GHz) + Cortex-M0,支持 Linux + RTOS 异构部署。本文分析 AMP 架构下的核间通信 (RPMsg/共享内存)、实时性保障 (硬件定时器 + 中断隔离)、资源分区策略,面向激光雷达和工业控制器的部署方案。
在 Zynq-7000 (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。