OpenAMP专题（一）：一文了解OpenAMP全貌
目录
一.概述
1.1 核心目标
1.2 核心设计
二.OpenAMP框架的核心组件
三.OpenAMP框架图
四.流程示例
4.1 初始化阶段
4.2 通信阶段
五.依赖关系总结
一.概述
OpenAMP（Open Asymmetric Multi-Processing）是一个开源框架，专为异构多核系统设计，用于实现不同处理器核心之间的通信与协同工作。它最初由Xilinx、STMicroelectronics等公司推动，现已成为Linux基金会管理的开源项目。
在AMP系统中，多个处理器核心运行不同的操作系统或软件环境（如Linux、RTOS或裸机程序），主处理器（Master Core）负责全局管理与任务调度，远程处理器（Remote Core）则执行特定任务。这种架构通过资源隔离和分工协作提升系统性能，尤其适合嵌入式实时系统和高性能计算场景。
1.1 核心目标
在非对称多核架构（如CPU + DSP、CPU + FPGA、CPU + Real-Time Core）中，提供标准化的远程处理器管理、通信协议和资源共享机制。
1.2 核心设计
基于标准化的组件和协议，如VirtIO、RPMsg和Remoteproc，适用于Linux、RTOS及裸机环境。
二.OpenAMP框架的核心组件
OpenAMP的核心功能由三大组件实现，涵盖生命周期管理、虚拟化IO及硬件抽象。
| 序号 | 组件 | 角色 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 1 | Remoteproc | 生命周期管理 | （1）负责远程处理器的启动、停止、固件加载及资源释放。例如，主核可通过RemoteProc类加载远程核的固件（如.elf文件），并触发其执行。 （2）支持动态配置内存地址，确保固件加载到正确位置，并初始化VirtIO和RPMsg设备。 |
| 2 | VirtIO | 虚拟化传输层 | 虚拟化I/O设备抽象，实现跨操作系统的设备共享。 （1）基于共享内存实现核间通信的底层数据传输，通过vring（虚拟环形缓冲区）管理数据交换。vring包含三个关键部分： ①缓冲区描述符池：描述共享内存中数据块的位置和长度； ②可用环形缓冲区（avail ring）：写入者向接收者指示新数据的位置； ③已用环形缓冲区（used ring）：接收者通知写入者数据已处理； （2）采用单写者单读者模式，避免多核竞争，无需信号量等同步机制。 |
| 3 | RPMsg | 消息传递协议 | （1）在VirtIO之上构建，提供标准化的消息传输接口。每个消息包含16字节头部（含源地址、目标地址、长度和标志位）和用户数据负载。 （2）支持动态创建通道（Channel）和端点（Endpoint），允许多个应用在同一通道上绑定不同回调函数，实现灵活通信。 |
三.OpenAMP框架图
笔者参阅相关资料及个人开发经验总结的框架图，可能有错漏。后面会根据学习认知的变化修正。
libmetal提供了一个统一的硬件抽象层和跨平台运行时支持，这使得基于 OpenAMP 的应用能够以相对一致的代码和逻辑，在 Linux 用户空间、各种实时操作系统（RTOS）乃至裸机环境中运行。
但在Linux和RTOS两种环境下存在以下功能差异：
四.流程示例
4.1 初始化阶段
1.Remoteproc驱动加载固件到从核内存 → 初始化VirtIO设备（配置vring地址）。
2.Libmetal在用户空间映射共享内存（如/dev/mem或UIO设备）。
4.2 通信阶段
1.主核发送数据
应用程序调用rpmsg_send() → RPMsg封装消息头 → VirtIO将数据写入vring → 触发中断通知从核2.从核响应
从核处理数据后，通过vring返回响应 → VirtIO触发中断 → RPMsg驱动读取数据→ 用户空间通过回调或read()获取结果五.依赖关系总结
1.垂直依赖
用户应用 → OpenAMP → Libmetal → 内核驱动（Remoteproc/VirtIO） → 硬件。
2.横向协作
（1）Libmetal与Remoteproc：共享内存地址需一致（通过设备树或动态协商）。
（2）RPMsg与VirtIO：共用同一vring配置，确保数据格式兼容。