CN114741137B

CN114741137B - 一种基于多核微控制器的软件启动方法、装置、设备及存储介质

Info

Publication number: CN114741137B
Application number: CN202210498659.9A
Authority: CN
Inventors: 孙潇; 潘广娟; 史家涛; 许晓梦; 李峰
Original assignee: Weichai Power Co Ltd; Weifang Weichai Power Technology Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd; Weifang Weichai Power Technology Co Ltd
Priority date: 2022-05-09
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2024-02-20
Anticipated expiration: 2042-05-09
Also published as: CN114741137A

Abstract

一种基于多核微控制器的软件启动方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：将软件划分为引导模块和若干功能模块，在引导模块、若干功能模块的代码中，分别指定引导模块、若干功能模块的地址段；系统上电启动；将软件刷写至非易失闪存中；运行引导模块，启动主核，主核运行至少一个功能模块；执行功能模块中的main函数，然后启动多个从核，多个从核分别运行与其对应的至少一个功能模块；调用与主核对应的功能模块中的同步接口，对主核和多个从核进行同步；主核、多个从核均进入周期任务，进行执行。本发明能够对一个软件中的若干功能模块进行分核运行，便于后期维护，降低软件迭代周期，缩短产品开发周期。

Description

一种基于多核微控制器的软件启动方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及多核控制器技术领域，尤其涉及一种基于多核微控制器的软件启动方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

软件，需要通过core进行执行，实现运行。传统的，对软件进行编译时，采用将多个功能模块集成到一个软件中，然后将软件按照非易失闪存中划分的地址段进行存储，由core进行调用。在对软件进行增加功能模块或更改当前功能模块内的数据时，需要重新开发相关接口或添加其他策略，若在该过程中造成单片机资源的冲突时，就要重新调整分区，重新规划代码和数据的具体分段大小和起始地址，该种方式造成了各个功能模块耦合度较高。

其中，每一个功能模块的变更都会导致最终的软件文件变更，而软件文件的变更之后的风险分析和测试覆盖的评估将异常困难。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于多核微控制器的软件启动方法、装置、设备及存储介质，能够对一个软件中的若干功能模块进行分核运行，便于后期维护，降低软件迭代周期，缩短产品开发周期。

为解决上述技术问题，本发明的第一个技术方案是：

第一方面，本发明公开了一种基于多核微控制器的软件启动方法，所述方法应用于多核微控制器，所述多核微控制器包括一个主核和多个从核；所述方法包括如下步骤：

S10、将软件划分为引导模块和若干功能模块，在所述引导模块、若干所述功能模块的代码中，分别指定所述引导模块、若干所述功能模块在非易失闪存中的地址段；

S20、系统上电启动；

S30、将所述软件刷写至所述非易失闪存中，按指定的地址段对所述引导模块、若干所述功能模块进行存储；

S40、运行所述引导模块，启动所述主核，所述主核运行至少一个所述功能模块；

S50、执行所述功能模块中的main函数，然后启动多个所述从核，多个所述从核分别运行与其对应的至少一个所述功能模块；

S60、调用与所述主核对应的所述功能模块中的同步接口，对所述主核和多个所述从核进行同步；

S70、所述主核、多个所述从核均进入周期任务，进行执行。

优选的，在步骤S30中，包括如下步骤：

S31、将上位机与调试器电连接，所述调试器与所述非易失闪存电连接；

S32、所述上位机运行与所述调试器配合使用的调试程序，通过所述调试程序，将所述软件写入所述非易失闪存中；

S33、所述调试程序将所述引导模块、若干所述功能模块刷写至所述非易失闪存中指定的地址段。

优选的，所述功能模块中包括初始化函数、驱动函数和接口函数，所述初始化函数能够对本所述功能模块在所述非易失闪存中占用的地址段进行初始化操作。

优选的，在步骤50中，还包括：

S51、根据所述主核运行的所述功能模块中的main函数，启动至少一个所述从核，协助所述主核运行所述功能模块；

S52、启动剩余多个所述从核，剩余多个所述从核分别运行与其对应的至少一个所述功能模块。

优选的，在步骤S50中，还包括：

S53、根据所述主核运行的所述功能模块中的main函数，决定与其他各所述功能模块对应的所述从核的数量和位置。

第二方面，本发明公开了一种基于多核微控制器的软件启动装置，所述装置包括：

软件刷入模块，用于将所述软件刷写至所述非易失闪存中，按指定的地址段对所述引导模块、若干所述功能模块进行存储；

主核启动模块，用于运行所述引导模块，启动所述主核，所述主核运行至少一个所述功能模块；

从核启动模块，用于执行所述功能模块中的main函数，然后启动多个所述从核，多个所述从核分别运行与其对应的至少一个所述功能模块；

同步模块，用于调用与所述主核对应的所述功能模块中的同步接口，对所述主核和多个所述从核进行同步；

周期任务执行模块，用于所述主核、多个所述从核均进入周期任务，进行执行。

优选的，还包括：

主核协助模块，用于根据所述主核运行的所述功能模块中的main函数，启动至少一个所述从核，协助所述主核运行所述功能模块。

优选的，还包括：

从核判定模块，用于根据所述主核运行的所述功能模块中的main函数，决定与其他各所述功能模块对应的所述从核的数量和位置。

第三方面，本发明公开了一种计算机设备，包括多核控制器和非易失闪存，所述多核控制器与所述非易失闪存电连接；

所述非易失闪存中存储有可在所述多核控制器上运行的至少一个软件；

所述多核控制器被配置用于调用所述软件，执行如第一方面中基于多核微控制器的软件启动方法的步骤。

第四方面，本发明公开了一种计算机可读存储介质，存储有至少一个软件，所述软件被多核控制器执行时，使得所述多核控制器执行如第一方面中基于多核微控制器的软件启动方法的步骤。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

在本发明中，通过将软件划分为引导模块和若干功能模块，降低了软件中各功能模块间的耦合程度，便于开发人员在各自的功能模块内进行更新和修改，实现了与其他功能模块的解耦，加快迭代，也便于后期维护，降低工作量。在引导模块、若干功能模块的代码中，分别指定引导模块、若干功能模块在非易失闪存中的地址段，基于功能模块中的main函数，实现由一个内核调用一个功能模块，或者是两个内核调用一个功能模块，以及是一个内核调用两个功能模块的启动方式，依据各功能模块占用的单片机资源来确定各功能模块调用的内核数量和位置，实现多核对各功能模块的分别执行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例提供的一种基于多核微控制器的软件启动方法的总体流程图；

图2是本发明实施例提供的一种基于多核微控制器的软件启动方法的流程图；

图3是原有软件进行存储的原理框图；

图4是原有软件进行执行的原理框图；

图5是本发明实施例提供的软件进行执行的原理框图；

图6是本发明实施例提供的一种基于多核微控制器的软件启动装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图5所示，本发明公开了一种基于多核微控制器的软件启动方法，方法应用于多核微控制器，多核微控制器包括一个主核和多个从核；方法包括如下步骤：

S10、将软件划分为引导模块和若干功能模块，在引导模块、若干功能模块的代码中，分别指定引导模块、若干功能模块在非易失闪存中的地址段；

S20、系统上电启动；

S30、将软件刷写至非易失闪存中，按指定的地址段对引导模块、若干功能模块进行存储；

S40、运行引导模块，启动主核，主核运行至少一个功能模块；

S50、执行功能模块中的main函数，然后启动多个从核，多个从核分别运行与其对应的至少一个功能模块；

S60、调用与主核对应的功能模块中的同步接口，对主核和多个从核进行同步；

S70、主核、多个从核均进入周期任务，进行执行。

如图3、图4所示，对于传统的软件，需要将不同功能的功能模块文件分别编译链接生成一个完整的软件，每一个功能模块的变更都会导致最终的软件文件变更，而软件文件变更后的风险分析和测试覆盖的评估将异常困难。

而将原有软件进行存储至Flash(非易失闪存)中，需要支持各功能模块的代码分别存放在特定地址段，例如：包含三个功能模块，分别为功能模块A、功能模块B、功能模块B，通过编译集成产生一个可执行软件文件ABC.hex，将软件文件ABC.hex对应Flash的addr1-addr2地址段进行存储。

在增加其他功能模块时，需要重新开发相关接口或者添加其他策略，若在该过程中造成单片机资源的冲突时，就要重新调整分区，重新规划代码和数据的具体分段大小和起始地址，该种方式造成了各个功能模块耦合度较高。

对于本发明公开的基于多核微控制器的软件启动方法，以下以四核微控制器的运行方式，进行说明。

对功能模块A、功能模块B、功能模块C分别编译集成软件A.hex、软件B.hex、软件C.hex，若功能模块A策略较为复杂，则根据实际单片机资源规划一个核或两个核来支持此功能的运行，以两个核为例，由core0和core1执行软件A.hex，功能模块B和功能模块C占用资源相对少些，便可各分配一个核来支持对应功能的运行，由core2执行软件B.hex，core3执行软件C.hex。

这样就可以使所有的开发只针对特定功能模块来进行，在升级和优化该功能模块时，只涉及支持该功能模块内部的更新，然后产生一个更新后的该功能模块的软件文件，实现了与其他功能模块的解耦，同时也可以合理分配单片机资源。

对于本发明来说，功能模块A的执行可以由一个核、多个核分别执行，也可以是功能模块A、功能模块B由一个核进行执行，需要在编程的时候，依据功能模块A、功能模块B的策略，进行指定，对于其他功能模块，也适用此编程策略，具体在此不在赘述。

在本发明中，对于主核的确认，按照优先启动的内核定义为主核，在本技术领域中，按编程习惯，一般定义core0为主核，但不局限于core0。

其中，在步骤S30中，还包括如下步骤：

S31、将上位机与调试器电连接，调试器与非易失闪存电连接；

S32、上位机运行与调试器配合使用的调试程序，通过调试程序，将软件写入非易失闪存中；

S33、调试程序将引导模块、若干功能模块刷写至非易失闪存中指定的地址段。

调试器可以选用UDE调试器，但不限于UDE调试器，只要能将软件刷写至非易失闪存中即可。

此处所述的调试程序，是指与调试器配合使用的软件部分，只对将软件刷写至非易失闪存中完成刷写步骤，不对软件编译、运行进行变更和修改。

对于本发明来说，功能模块中包括初始化函数、驱动函数和接口函数，初始化函数能够对本功能模块在非易失闪存中占用的地址段进行初始化操作。

在步骤50中，还包括：

S51、根据主核运行的功能模块中的main函数，启动至少一个从核，协助主核运行功能模块；调用从核的数量和位置，基于主核运行的功能模块中的main函数进行指定，根据此功能模块需要用的资源进行划分。

S52、启动剩余多个从核，剩余多个从核分别运行与其对应的至少一个功能模块。

在步骤S50中，还包括：

S53、根据主核运行的功能模块中的main函数，决定与其他各功能模块对应的从核的数量和位置，对于其他各从核的数量和位置确定，依据主核运行的功能模块中的main函数的策略进行指定，具体包括在编译时，根据其他功能模块的占用资源情况，提前划分各功能模块需要用的从核数量和位置。

对于本发明来说，在步骤S60中，对主核和多个从核进行同步，是因为在各核执行各自的main函数时，各核的main函数会调用OS的启动函数来启动各核的OS，由于各核OS的启动软件可能有先后顺序，为防止执行周期任务出错，所以调用一个同步接口使各核同步。

如图6所示，本发明公开了基于多核微控制器的软件启动装置，装置包括：

软件刷入模块81，用于将软件刷写至非易失闪存中，按指定的地址段对引导模块、若干功能模块进行存储；

主核启动模块82，用于运行引导模块，启动主核，主核运行至少一个功能模块；

从核启动模块83，用于执行功能模块中的main函数，然后启动多个从核，多个从核分别运行与其对应的至少一个功能模块；

同步模块84，用于调用与主核对应的功能模块中的同步接口，对主核和多个从核进行同步；

周期任务执行模块85，用于主核、多个从核均进入周期任务，进行执行。

优选的，还包括：

主核协助模块86，用于根据主核运行的功能模块中的main函数，启动至少一个从核，协助主核运行功能模块。

以及，还包括：

从核判定模块87，用于根据主核运行的功能模块中的main函数，决定与其他各功能模块对应的从核的数量和位置。

本发明实施例提供的基于多核微控制器的软件启动装置能够实现图1的方法实施例中基于多核微控制器的软件启动方法实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

如图7所示，本发明公开了计算机设备，包括多核控制器和非易失闪存，多核控制器与非易失闪存电连接；

非易失闪存中存储有可在多核控制器上运行的至少一个软件；

多核控制器被配置用于调用软件，执行如图1的方法实施例中基于多核微控制器的软件启动方法实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

本发明还公开了计算机可读存储介质，存储有至少一个软件，软件被多核控制器执行时，使得多核控制器执行如图1的方法实施例中基于多核微控制器的软件启动方法实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，该模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所显示或讨论的相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机软件产品的形式实现。该计算机软件产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机软件指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过该计算机可读存储介质进行传输。该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是只读存储器(read-onlymemory，ROM)，或随机存储存储器(random access memory，RAM)，或磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带、磁碟、或光介质，例如，数字通用光盘(digital versatile disc，DVD)、或者半导体介质，例如，固态硬盘(solid state disk，SSD)等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于多核微控制器的软件启动方法，其特征在于，所述方法应用于多核微控制器，所述多核微控制器包括一个主核和多个从核；所述方法包括如下步骤：

S20、系统上电启动；

S70、所述主核、多个所述从核均进入周期任务，进行执行；

在S50中，还包括：

S52、启动剩余多个所述从核，剩余多个所述从核分别运行与其对应的至少一个所述功能模块；

在S50中，还包括：

2.如权利要求1所述的基于多核微控制器的软件启动方法，其特征在于，在S30中，包括如下步骤：

3.如权利要求1所述的基于多核微控制器的软件启动方法，其特征在于，所述功能模块中包括初始化函数、驱动函数和接口函数，所述初始化函数能够对本所述功能模块在所述非易失闪存中占用的地址段进行初始化操作。

4.一种基于多核微控制器的软件启动装置，其特征在于，所述装置包括：

软件刷入模块，用于将所述软件刷写至非易失闪存中，按指定的地址段对引导模块、若干功能模块进行存储；

周期任务执行模块，用于所述主核、多个所述从核均进入周期任务，进行执行；

主核协助模块，用于根据所述主核运行的所述功能模块中的main函数，启动至少一个所述从核，协助所述主核运行所述功能模块；

5.一种计算机设备，其特征在于，包括多核控制器和非易失闪存，所述多核控制器与所述非易失闪存电连接；

所述多核控制器被配置用于调用所述软件，执行如权利要求1-3任一项所述的方法。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有至少一个软件，所述软件被多核控制器执行时，使得所述多核控制器执行如权利要求1-3中任一项所述的方法。