建立在STM32MP157 openAMP 上的IO-RPC协议
老实说，很久以前就知道cortex-A 和cortex-M 构成的异构处理器芯片是个好东西。比如NXP ,TI早就有这样的ＳＯＣ出现了，但是总是怕怕的，觉得它们开发起来好麻烦。网络上的介绍也说得稀里糊涂。直到最近使用STM32MP157C 才发现，至少STM32MP157 用起来没有想象的难。在做了一些基础的实验之后，我还自己设计了一个应用层协议IO-RPC (IO 远程过程调用）。为设计Linux 的嵌入设备做准备。这将加快我们向基于Linux 的应用转移的步伐。相关内容和想法目前并不成熟，分享给大家探讨。
remoteprc，rpmsgAPI和open AMP
STM32MP157C 是异构多处理器结构，它有两个cortex-A7 核和一个cortex-M4 核构成。这是一种非对称处理机架构（AMP Asymmetric Multi-processing）。为了实现RTOS或者裸机程序能够与Linux 上的程序相互通信。需要一个标准化的多核架构。。在Linux的内和中，包含了remoteproc和rpmsgAPI 组件。这个基础架构最早是由Texas Instrument 开发的。在此基础上mentor 公司 开发了OpenAMP框架。在这个框架下，主Linux 内核通过remoteproc API 来控制和管理remote 内核的生命周期（可以启动，停止 其它内核运行），为remote processor 分配系统资源和创建虚拟IO virIO设备。而远程内核中的程序通过openAMP 库来注册virIO 并通过virIO 与主Linux 上的应用程序通信。
简单的虚拟IO就是串口（UART），下图中，就是在主Linux和远程处理器之间注册了两个虚拟UART。将复杂的多处理器通信转化为两个UART。是不是好神奇？当然，这样的UART 的传输速度应该是远远高于物理的UART。因为他们是通过共享内存的方式实现的。在具体实现中，我们将虚拟virUART0作为IO-RPC 的通信通道，而将virUART1作为调试串口来使用。
IO-RPC 协议
STM32MP157C的异构处理器架构中cortex-A7 与cortex-M 之间采用上述方式实现相互通信的，它提供了虚拟串口透明地传输数据。这还是不够的，我们在此基础上设计了IO-RPC 协议。使Linux 应用程序更加便捷地访问cortex-M4 的IO资源和程序。
。通常由cortex-A 完成网络和数据处理事务（基于Linux OS），cortex-M 完成实时IO 接口控制（基于RTOS）,于是，需要数据设计·一种相对通用的双机通信协议来实现数据处理程序和IO控制程序之间的数据交换，有利于规范程序设计，提升程序的灵活性，可扩展性。
IO-RPC 使用了远程过程调用的机制，通过调用M4 上的过程实现对cortex-M 上接口资源和程序的访问和控制。为了提高效率，IO-RPC二进制编码RPC形式。
图-1 异构处理器之间的RPC 协议
与传统RPC不同之处是，当硬件接口的信号或者状态是随机发生时，需要有一种类似中断的通知机制。在协议中设置了通知（notification）帧，通知硬件发生的事件。
IO-RPC 的细节
对象程序设计的理念
IO-RPC 协议中引入了面向对象程序设计的理念，将各种IO 外设类型定义为对象，具体的IO 外设视作为对象的实体。
帧结构
RPC 调用（A7 –>M4）
对象类型，对象实体，方法,参数长度，参数
RPC 结果（M4 ->A7）
对象类型，对象实体, 结果 ,参数长度，参数
通知M4 ->A7）
对象类型，对象实体,通知,参数长度，参数
- 对象类型（Object Type ,1个字节）
- 对象实体（object instance ,1个字节）
- 方法，结果，通知（1 个字节）
- 参数长度（2个字节）
- 参数（n个字节）
对象类型
理论上对象可以是任何类型的，在这里我们仅限于一台基于STM32MP157C 的可编程控制器PAC为例。
PAC控制器提供了下列对象类型
- 数字输入（8 路数字输入）
- 数字输出（8 路数字输出）
- 模拟输入（两路模拟输入）
- 模拟输出（两路模拟输出）
- RS485（两路UART）
- FD-CAN（一路FD CAN）
对象实体
对象的实体使用二进制编码。
- 数字输入 （0~7）
- 数字输出 (0~7)
- 模拟输入 （0~1）
- 模拟输出（0~1）
方法
每一种接口对象中包含了若干方法。它们采用二进制顺序编码作为一个ID。比如：
- Read
- Write
- PWMOut
实现（略）
以后放出来。