瑞薩電子宣布推出針對(duì)人工智能（AI）、機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）應(yīng)用以及實(shí)時(shí)分析的RA8P1微控制器（MCU）產(chǎn)品群。該系列MCU通過將1GHz Arm Cortex-M85和250MHz Cortex-M33 CPU核心與Arm EthosTM-U55神經(jīng)處理單元（NPU）相結(jié)合，從而樹立MCU性能的新標(biāo)桿。作為瑞薩電子深度合作伙伴，RT-Thread已率先完成對(duì)該芯片的適配支持。本文將詳解如何快速移植RT-Thread，帶大家一起體驗(yàn)M85！

目錄

芯片介紹

RT-Thread 移植

測(cè)試結(jié)果

總結(jié)

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芯片介紹

從數(shù)據(jù)手冊(cè)上看出 RA8P1 是一顆雙核異構(gòu)的芯片，由大核Cortex-M85+小核Cortex-M33組成。在此基礎(chǔ)上額外集成了 NPU 運(yùn)算單元，專門用于加速機(jī)器學(xué)習(xí)推論所設(shè)計(jì)。

主頻上，M85主核心竟然達(dá)到了1GHZ，這個(gè)速度是以往系列都沒有的主頻，一個(gè)字“快”，

M33 從核心主頻是 250MHZ，同時(shí) RA8P1 有64KB的數(shù)據(jù)+指令Cache，其中我手上這顆R7KA8P1KFLCAC芯片： CPU0 和 CPU1對(duì)應(yīng)的 I/D Caches 和 C/S Caches 容量各 32KB。

外設(shè)接口上，RA8P1最多的支持10路SCI外設(shè)接口（可以靈活配置成UART，SPI，I2C），OSPI x 2可以拓展外擴(kuò)最高8線 的 Hyperam，flash 等存儲(chǔ)器件。

人機(jī)交互接口上，和RA8D1一樣支持 MIPI-DSI，GLCDC 可以二選一搭配 MIPI/RGB 接口的屏幕使用。

除CEU（數(shù)字?jǐn)z像頭接口）外，視頻輸入接口新增MIPI-CSI外設(shè)，顯著提升攝像頭數(shù)據(jù)帶寬，確保AI處理場(chǎng)景下前置輸入帶寬的穩(wěn)定性。

在網(wǎng)絡(luò)接口上，RA8P1支持L3以太網(wǎng)交換機(jī)模塊（ESWM），允許連接到網(wǎng)絡(luò)的各種設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和相互通信。其支持多協(xié)議接口，它能夠在同一網(wǎng)絡(luò)或不同網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議之間自主路由幀數(shù)據(jù)，適用于網(wǎng)關(guān)應(yīng)用。

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RT-Thread 移植

讓我們快速移植 RT-Thread體驗(yàn)下：

參考RT-Thread文檔中心針對(duì)RA系列的BSP制作教程+Vision Board SDK倉(cāng)庫(kù)，由于RA8P1的啟動(dòng)方式是大核先啟動(dòng)，那么我們可以先以單核方式快速移植RTT，這里不多加贅述。

下載E2Studio即可快速體驗(yàn)裸機(jī)開發(fā)；

將 RT-Thread 源碼加入工程，加入設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架對(duì)接層；

運(yùn)行 RT-Thread 的基本條件是Systick時(shí)鐘和串口驅(qū)動(dòng)，對(duì)于RT-Thread中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的非常完善；

外設(shè)上在FSP中只需要配置一個(gè)通訊的串口即可

正式開始移植

在移植過程中可以用過E2Studio進(jìn)行針對(duì)多核進(jìn)行調(diào)試仿真，體驗(yàn)下來也是比較流暢的：

如果想要啟動(dòng)從核（M33）可以直接調(diào)用FSP封裝好的庫(kù)函數(shù)：

至此RT-Thread已經(jīng)正常的運(yùn)行起來了：

在BSP根目錄下啟動(dòng)env工具：RT-Thread具有完善的軟件生態(tài)，我們可以快速的針對(duì)芯片進(jìn)行性能測(cè)試，那么有請(qǐng)第一個(gè)軟件包登場(chǎng)：CoreMark

使用env 配置工具在軟件包倉(cāng)庫(kù)中使能COREMARK軟件包，通過pkgs --update拉取到本地項(xiàng)目中參與構(gòu)建：

設(shè)置 corkmark 運(yùn)算迭代次數(shù)為：80000（按需設(shè)置，對(duì)于性能較強(qiáng)的芯片需要增加次數(shù)）

在hal_entry.c中，執(zhí)行 coremark 程序進(jìn)行跑分測(cè)試：

初步使用O0等級(jí)優(yōu)化測(cè)試結(jié)果：

什么M85內(nèi)核才區(qū)區(qū)500分？這和理想中的分?jǐn)?shù)天差地別了，接下來開始進(jìn)行優(yōu)化：

1 開啟Dcache和Icache：

qemu-system-riscv32 -machine smartl -nographic -kernel rtthread.elf -cpu e906fd -gdb tcp::23333-S

2 修改測(cè)試區(qū)域內(nèi)存為DTCM段：

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測(cè)試結(jié)果

CPU0：Cortex-M85 儲(chǔ)存介質(zhì)：MRAM（磁阻式隨機(jī)存取內(nèi)存）

編譯器版本 : GCC13.2.1

編譯參數(shù)：-mfloat-abi=hard -mfpu=fpv5-sp-d16Ofast

Coremark分?jǐn)?shù)：4896.132056

CPU1：Cortex-M33

儲(chǔ)存介質(zhì)：MRAM（磁阻式隨機(jī)存取內(nèi)存）

編譯器版本 : GCC13.2.1

編譯參數(shù)：-mfloat-abi=hard -mfpu=fpv5-sp-d16Ofast

Coremark分?jǐn)?shù)：570.356473

以上的測(cè)試結(jié)果是使用GCC工具鏈進(jìn)行編譯，更換成 ARMCLANG/LLVM 工具鏈跑分可能還會(huì)提升一些。

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總結(jié)

RA8P1芯片搭載雙核異構(gòu)M85和M33內(nèi)核，相較前代RA8系列在主頻、帶寬及外設(shè)接口方面實(shí)現(xiàn)顯著性能提升，并集成Ethos-U55 NPU的32位AI加速微控制器（MCU）。

該芯片在語(yǔ)音、視覺及實(shí)時(shí)分析AI場(chǎng)景中表現(xiàn)出色，性能強(qiáng)勁。后續(xù)計(jì)劃移植RP-Msglite組件，結(jié)合RT-Thread在RA8P1上實(shí)現(xiàn)雙核間高效數(shù)據(jù)通信，充分釋放雙核性能潛力。