Implementazione del multiprocessing asimmetrico utilizzando un esempio pratico su i.MX8X con OpenAMP
Negli ultimi anni, i sistemi multiprocessore eterogenei su chip (MPSoC) sono diventati sempre più popolari nell’ambito delle applicazioni industriali, grazie alle loro elevate prestazioni, ai costi ridotti e all’efficienza energetica. In particolare, l’utilizzo di un numero elevato di processori diversi integrati che eseguono diversi sistemi operativi pone molteplici sfide. Questa architettura è anche nota come sistema di multiprocessing (multi-elaborazione) asimmetrico (Asymmetric Multiprocessing, o AMP). Le due maggiori sfide sono la gestione del ciclo di vita (LCM) e la comunicazione tra processori (IPC).
In questo articolo presentiamo la progettazione di MPSoC eterogenei e l’utilizzo di diversi sistemi operativi. Viene selezionato un framework come soluzione proposta per le due sfide. Segue una presentazione che descrive in dettaglio l’implementazione del sistema AMP sviluppato con il framework OpenAMP selezionato su MPSoC i.MX8X di NXP con Linux embedded su ARM Cortex-A35 e FreeRTOS su ARM Cortex-M4, utilizzando il SoM VAR-SOM-MX8X di Variscite. Per la valutazione del sistema implementato, vengono misurati i tempi di latenza sull’ iMX 8X. I risultati mostrano, tra le altre cose, che la latenza massima dallo spazio utente Linux a FreeRTOS con l’utilizzo della patch RT è di 628 µs. Da ciò si può concludere che l’IPC tra i processori è adatto per il soft real-time.
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Con l’accelerazione della domanda trainata dall’intelligenza artificiale nel corso del 2025 si è verificata una carenza di chip di memoria, perché i fornitori di semiconduttori hanno riorientato la propria capacità produttiva verso gli acquirenti di grandi volumi, lasciando invece scoperti molti settori, tra cui quello medico, industriale, edge/IoT e della robotica. L’aumento dei prezzi e l’allungamento dei tempi di consegna, aggravati dalle ripercussioni su altri componenti dei SoM, hanno creato due colli di bottiglia ben visibili. Da una parte, i fornitori di SoM che hanno appaltato la produzione all’esterno hanno una flessibilità limitata quando l’offerta diminuisce e i loro ritardi si ripercuotono sui clienti. Dall’altra, gli sviluppatori di prodotti che hanno preferito architetture chip-down rispetto a quelle SoM devono procurarsi i componenti autonomamente. Chi acquista in quantità minori viene sistematicamente relegato in fondo alle liste di priorità dei fornitori o, in molti casi, addirittura depennato.
