在SMARC模块系统中实现下一代实时处理

iWave系统的NXP® i.MX 8QuadMax 应用处理器的SMARC 模块系统 （SOM）。这款高性能 SOM 在单个设备中智能融合了 MPU+MCU 电源，并集成了异构多核 64 位 ARM® 处理器（双 Cortex® A72@ 1.8 GHz + Quad Cortex® A53 @ 1.2 GHz 和双 Cortex® -M4F @ 266 MHz），针对需要高级实时处理、多媒体性能的应用程序以及需要同时进行多操作系统操作的应用程序。有关更多详细信息，请参阅链接：i.MX8 QuadMax NXP SMARC SOM

Cortex® M4F 微控制器在实现 SOM 模块的各种实时操作方面发挥着不可或缺的作用。它是一个功能强大的节能微控制器内核，具有浮点运算功能，可提供低延迟执行环境，具有运行裸机代码或 FreeRTOS 等实时操作系统的实时和低功耗处理能力。

Cortex® M4F 微控制器具有以下主要特性：

• 处理器内核。

• 用于低延迟中断处理的嵌套向量中断控制器。

• 多个高性能总线接口。

• 内存保护单元（MPU）和浮点单元（FPU）。

• LPIT（低功耗周期性中断定时器）用于周期性定时器服务

• TPM（定时器 PWM 模块）用于定时器和 PWM 服务

• RGPIO（快速通用输入/输出）用于快速引脚 I/O 功能

• MU（消息单元）用于处理器间通信

• INT MUX（中断多路复用器）选择子系统外部路由的本地中断

• SEMA42（硬件信号量）用于 HMP 同步到共享资源

• 用于串行通信的 LPI2C（低功耗 I2C）

• LPUART（低功耗UART）用于串行通信和调试

优化实时处理的性能和效率：

为了优化性能和提高系统效率，在不同的 Cortex® 内核之间分离计算任务总是有效的。Cortex® A 内核运行高级操作系统 （Linux /Android），可用于驱动需要计算密集型图形 （2D/3D）、4K 视频、高速数据处理等的应用程序，而实时应用程序如作为传感器监控、数据采集、电机控制等，需要高度的确定性和 DSP 功能，可以通过在 Cortex® M4F 内核上运行的 RTOS 非常有效地处理这些功能。此外，SOM 支持多个操作系统平台的同时操作，使内核能够驱动完全独立的应用程序，例如当 Cortex® A 内核处理用于 HMI 或仪表组的系统时，

高速数据采集：

在使用高速 RF 合成（ADC 转换）的应用中，Cortex® -M4F 内核可用于以高采样率采集模拟输入，并卸载 Cortex® A 内核以对采集的数据进行瞬时处理。例如，在工业自动化的情况下，设备通常部署在远程位置，Cortex® -M4F 内核持续监控各种传感器操作，可以即时检测任何信号变化，并与 Cortex® A 内核进行通信，以便即时处理获取的数据。

智能电源管理：

在 Cortex® A 内核等待来自 Cortex® M4F 内核的通信的应用中，系统可以控制情况并对 Cortex® A 内核进行电源门控。Cortex® A 内核可以进入睡眠模式，并且可以使用预定义的唤醒时间或当 Cortex® M4F 内核生成用户定义的中断时激活。当 Cortex® A 内核关闭时，Cortex® M4F 会继续以低功耗监控系统，从而优化功耗。

使用 i.MX8QM SMARC SOM 的 Cortex® M4F 的后视摄像头应用

iWave Systems 通过演示仅使用 SOM 的 Cortex® M4F 的后视摄像头应用程序，验证了 i.MX8QM SOM 的实时性能。该应用程序演示了 Cortex® M4F 的快速启动功能，它与安装在车辆后部的摄像头传感器连接。在 3 秒内打开电路板电源后，相机应用程序开始运行。Cortex® M4F 从摄像头传感器获取数据并在后视镜上显示图像/视频，从而帮助用户轻松倒车。

同样，使用 iWave 强大的 i.MX8QM SMARC SOM 平台可以轻松启用包括自动化、无人机、HMI 和高端标牌在内的多种实时和非实时工业应用。

审核编辑：郭婷