解开Intel ECI 的面纱

news2024/12/25 17:46:43

前言

Intel ECI是一个用于工业领域边缘控制的软硬件平台，我们今天主要探索的是软件部分，也就是系统镜像。区别于传统的Ubuntu或者Debian，ECI的强大之处在于它的实时性以及对于Intel自家芯片的缓存优化能力极强。

那么让我们来探索一下

编译/安装ECI

BIOS的设置可以参考

Appendix — ECI documentation (intel.com)

然后进入主题，我们来编译和安装ECI Core-Jammy

Get Started — ECI documentation (intel.com)

当然啊，可能会对ECI这个介绍感到眼花缭乱，不知道从哪里下手，其实很简单，只要申请一个账号，然后下载ECI的Release Archive就可以。当然对于系统的要求还是存在的，我们需要用Ubuntu22.04这个环境去编译它的Core-Jammy或者Core-bullseye的系统镜像，因为它采用的方式和Yocto是一样的，都需要bitbake的方式去编译，当然也要连接外网，不然很多github的链接都会挂了。

Download ECI — ECI documentation (intel.com)

然后我们就可以按照网页给出的方式去构建Intel的ECI，这里推荐选择上面的三个，当然都是没有桌面环境的，如果有需要可以自己在后续的环境中安装

apt-get install lightdm以及apt-get install lightdm xfce4

Build ECI — ECI documentation (intel.com)

这里倒是没有什么难点，主要是网络的问题，编译完后可以按照文档的提示去制作启动U盘。这里倒是吐槽一下，Intel这个做的链接有点不好找。Install Debian-based ECI Images (Generic) — ECI documentation (intel.com)

ECI上手

安装到对应的机子上以后我们就可以进去系统查看了，

默认的用户名和密码都是eci-user，对应的最高权限的用户名和密码都是root

我们可以用cyclictest去做一下实时性的测试，在没有用stress-ng去加压的情况下，intel i7-12700上采用ECI-Core-Jammy的最大时延48h差不多在20个us左右

cyclictest --smp --mlockall --priority=99 --policy=fifo --interval=1000 --histogram=400 --secaligned=50 --duration=10m

当然啊，Intel也是推荐我们把所有和实时性相关的任务都放到隔离核上去运行，所以我们也可以设置一下隔离核，这样实时性还会提高不少。相关的可以参考一下这个文档啊

Appendix — ECI documentation (intel.com)

对应修改/etc/default/default里面的内核参数，需要注意的是，修改完之后我们对CPU的核进行了隔离，所以不能再用--smp的这种方式去运行cyclictest了，因为--smp无法在被隔离的核上去调用。所以会影响实时性的效果。这里我们隔离了CPU1-CPU8。

# If you change this file, run 'update-grub' afterwards to update
# /boot/grub/grub.cfg.
# For full documentation of the options in this file, see:
#   info -f grub -n 'Simple configuration'

GRUB_DEFAULT=0
#GRUB_TIMEOUT_STYLE=hidden
GRUB_TIMEOUT=3
GRUB_DISTRIBUTOR=`lsb_release -i -s 2> /dev/null || echo Debian`
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash nohpet no_timer_check ignore_loglevel log_buf_len=16M consoleblank=0 console=hcv0 i915.nuclear_pagefilp=1 i915.avail_planes_per_pipe=0x070F00 x2apic_phys mce=ignore_ce idle=poll isolcpus=nohz,domain,1-8, rcu_nocbs=1-8, nohz_full=1-8"
GRUB_CMDLINE_LINUX=""

# Uncomment to enable BadRAM filtering, modify to suit your needs
# This works with Linux (no patch required) and with any kernel that obtains
# the memory map information from GRUB (GNU Mach, kernel of FreeBSD ...)
#GRUB_BADRAM="0x01234567,0xfefefefe,0x89abcdef,0xefefefef"

# Uncomment to disable graphical terminal (grub-pc only)
#GRUB_TERMINAL=console

# The resolution used on graphical terminal
# note that you can use only modes which your graphic card supports via VBE
# you can see them in real GRUB with the command `vbeinfo'
#GRUB_GFXMODE=640x480

# Uncomment if you don't want GRUB to pass "root=UUID=xxx" parameter to Linux
#GRUB_DISABLE_LINUX_UUID=true

# Uncomment to disable generation of recovery mode menu entries
#GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"

# Uncomment to get a beep at grub start
#GRUB_INIT_TUNE="480 440 1"

可以看到啊，如果还用之前的--smp去跑，时延一下子就破12了，这是因为cpu1-cpu8其实都没有跑任务，因为他们被隔离了，这样所有的12个线程就会被分配到cpu0和剩下的cpu9-11去跑，因此这个测试的结果其实不太好。（本来--smp的意思就是每一个核心上去运行一个线程，但是cpu1-cpu8被隔离了，所以这个线程就没法去加载到cpu1-cpu8，从而都加载到别的cpu上了）

那么我们可以针对CPU1-CPU8里的任意一个CPU去做测试，比如我们指定-a 1-8表示将程序绑定到cpu1至cpu8去运行测试。

通过taskset -p -c <PID>可以查看到这个程序运行在哪个cpu核心上

通过这种方式，可以看到，基本上在48H测试的结果上来说，测试了几次最大时延基本在10-16us之间。

自定义内核参数

当然ECI也提供了让我们去自定义修改内核参数的方法，可以参考ECI的链接

Configure and Build Linux Kernel — ECI documentation (intel.com)

链接里提供了两种方式：

第一种就是根据我们编译ECI的环境，去进行kernel的修改。这里只有一个地方要注意，当我们选择manual build的时候，下面会给出几行命令，我们需要修改一下KAS的那行，把build targets/xxx 改成shell targets/xxx 就可以进入bitbake，然后在按照上面链接里的方式去编译即可。最后生成deb文件，拷贝到目标系统里用dpkg -i 去安装就可以了。