通过禁用多个后台进程并调整在 ARM64 A53 核心上 Linux 中运行的 CODESYS 特定进程，调整了 AM62x 和 AM64x EtherCAT 控制器，实现了更好的性能。从 AM62x 的实时“tisdk-default-image”软件开发套件 (SDK) 版本 09.01.00.08 映像中禁用的主要后台进程有 ti-apps-launcher、pulseaudio、systemd-timesyncd、telnetd、weston 和 containerd。最初激活这些后台进程是为了展示与 EtherCAT 应用程序无关的功能。禁用这些进程的目的是减少四个 A53 核心上的部分 CPU 负载，并将映像配置为接近 AM62x 的实时“tisdk-thinlinux-image”。这样做是因为当将默认映像与精简映像进行比较时，周期时间性能略有改善，从大约 350µs 的平均值更改为大约 250µs。

对周期时间的一个主要影响是名为 Codemeter 的 CODESYS 许可应用程序。大多数计划使用 CODESYS 的 EtherCAT 应用程序都需要使用正在运行的 Codemeter 来实现无限的运行时间。在没有许可应用程序的情况下，CODESYS 只能运行约 30 分钟，然后系统会终止，必须重新启动（另请参阅 CODESYS Control Standard S）。Codemeter 是在接近真实 EtherCAT 用例的环境中进行基准测试的必备应用程序；不过，大约每隔 5-6 分钟，应用程序的 CPU 负载就会激增到接近 100%，这随后会导致周期时间（从大约 350µs 到大约 1000µs）和抖动激增。随着时间的推移，可通过在 Linux 中监控 htop 以及在 CODESYS Development System GUI 中监控周期时间和抖动，可观察到这种激增。

图 4-1 htop 中的 Codemeter CPU 激增

图 4-2 Codemeter CPU 负载激增导致的最大周期时间激增

经过进一步调查，Codemeter 的 CPU 亲和性似乎默认在 CPU 0、2 和 3 之间变化，并且从不使用 CPU 1。CPU 1 是默认用于运行 CODESYS 控制应用程序的核心。通过将 CPU 亲和性更改为 CPU 1，巨大的周期时间峰值（约 1000µs）减小到约 500µs。图 4-3 中高于 400µs 的一般峰值是由于在这些时间段内运行 htop 所致。关于 CPU 亲和性变化为何会降低峰值的详细信息仍不清楚。

图 4-3 绿色框中为在 CPU 1 上运行的 Codemeter 应用程序及其产生的 KPI，红色框中为在 CPU 0 或 3 上运行的 Codemeter 应用程序

另外需要注意的是，表 3-1 中报告的所有硬件平台的最大周期时间是与 EtherCAT 协议启动的大约 3 秒周期时间相关的异常值。此周期时间异常值包括设备从“Init”状态循环到“Operational”状态的几个状态的时间（基于 EtherCAT 状态机 (ESM)），启动配置通过非循环邮箱协议从 EtherCAT 控制器发送到 EtherCAT 设备（另请参阅 EtherCAT | 系统描述）。因此，性能的焦点是设备处于稳定状态时。通过 CODESYS Development System 界面注销并重新登录时，也会出现类似的循环时间峰值。在分析中排除此用例的前提是，在实际工厂自动化环境中，不太可能发生持续的注销和登录。

表 3-1 中的“过滤后的最大周期时间”和“过滤后的最大抖动”列指的是过滤掉启动异常值后的近似最大周期时间。这些过滤后的值基于最后 2 小时 46 分钟 39 秒的运行时间，因为 CODESYS Development System 的缓冲区大小仅足以存储这段时间的数据点。

图 4-4 作为 EtherCAT 控制器的 AM62x 上启动期间的 KPI

图 4-5 作为 EtherCAT 控制器的 AM69 上启动期间的 KPI

AM62x 的这些优化的最终结果快照可以在图 4-6 中看到，其中最大周期时间是 700µs 的异常值，过滤后的最大周期时间可以估计为大约 500µs。仍观察到一些周期性周期时间增加，有待调查。

注： 包括每 1 到 1.5 分钟增加一次周期性周期时间，如红色框所示。

图 4-6 作为 EtherCAT 控制器的 AM62x 上 63 小时运行时间后的 KPI

总体而言，AM64x 的性能低于 AM62x，部分原因是从 4 个 A53 核心减少到 2 个 A53 核心，导致用于运行 EtherCAT 所需的各种任务和其他后台任务的核心更少。这种核心之间的差异会影响 CPU 负载，导致 AM64x 所有核心的总体 CPU 负载高于 AM62x。高速缓存大小、DDR 速度和总线宽度的差异也是造成 AM64x 和 AM62x 之间性能差异的一个因素。此外，在 AM64x 平台上观察到，在 63 小时的运行时间内，偶尔会出现 542µs 到 1032µs 之间的周期时间峰值。导致 AM64x 上出现此行为的具体原因仍在调查中。

图 4-7 作为 EtherCAT 控制器的 AM64x 上的 KPI 如 CODESYS Development System 中所示

图 4-8 作为 EtherCAT 控制器的 AM64x 的 CPU 负载如 CODESYS Development System 中所示