一、RPC简介
RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）是一种常用的通信机制，本质上就是让你像调用本地函数一样去调用远程函数。
RPC 在互联网领域应用得相当广泛。回到嵌入式场景，把传输层拓展到 IPC、TCP/IP、UART、USB 等通道之后，很多地方其实都能用得上这套机制。
举几个典型例子：
- 需要确认的场景：发送某个数据后，需要对方回复一个数据进行确认。这种需求在应用层也可以实现，但随着协议越来越多，对应的回复代码也越写越多，而且彼此高度相似。这种场景下使用 RPC 就优雅多了——本地发起远端调用请求，远端执行完直接把结果返回。
- 应用于进程间的交互：你写了一段代码，这段代码可以调用你电脑上某个服务提供的功能，完全不需要关心这个服务是跑在本地还是在网络的另一端。
- 板间交互：多个控制板之间需要通信协作来协调生产过程。使用 RPC 可以简化这些控制单元之间的调用和数据共享。
- 端云交互：IoT 设备通常需要和云端服务器或其他设备打交道。通过 RPC，设备可以远程调用云服务，实现数据同步、功能升级等操作。
二、RPC的基本原理
嵌入式 RPC 机制主要由客户端和服务器两部分组成：
- 客户端：发起调用请求，把参数传递给远程方法，并接收服务端返回的结果。在嵌入式系统中，客户端通常运行在非安全环境的应用程序里。
- 服务器：执行客户端调用的远程过程，并将结果返回给客户端。在嵌入式系统中，服务器通常位于安全环境中的可信执行环境（TEE）内，比如 OP-TEE 框架。
图中的 network 传输链路，放到嵌入式场景里，根据应用的不同可以是 UART、USB 等具体接口。
RPC 的基本工作流程如下：
- 定义远程方法接口（服务契约），包括方法名称、参数类型、返回值类型等信息。
- 生成客户端和服务端的 stub（桩）与 skeleton（骨架）代码。
- 客户端通过 stub 调用远程方法，stub 将请求序列化为网络传输格式，然后通过网络发送给服务端。
- 服务端收到请求后，通过 skeleton 进行反序列化，根据接口定义执行远程方法，并把返回值序列化为网络传输格式发回客户端。
- 客户端收到服务端的响应后，通过 stub 进行反序列化，获取返回值。
三、RPC的主要特点
跨平台性：RPC 框架可以在不同的操作系统和平台上运行，实现跨平台的远程调用。这一特点让 RPC 框架能够广泛应用于各种异构环境中，显著提升了系统的灵活性和适应性。
透明性：RPC 框架隐藏了底层通信细节，客户端可以像调用本地函数一样调用远程函数，完全不需要关注网络通信的具体实现。这大大简化了开发者的编程模型，降低了开发难度。
高效性：RPC 框架通常采用二进制数据传输和压缩等技术，比如使用 protobuf 进行序列化与反序列化，使得网络通信效率更高。
四、嵌入式RPC框架推荐：eRPC
eRPC（嵌入式 RPC）是 NXP 开源的远程过程调用系统，主要面向多芯片嵌入式系统和异构多核 SoC。与其他现代 RPC 系统（比如出色的 Apache Thrift）不同，eRPC 的独特之处在于它是为紧密耦合的系统设计的，使用纯 C 实现远程功能，代码体积非常小（小于 5kB）。它并不适合网络上的高性能分布式系统场景。
eRPC 源码地址：https://github.com/EmbeddedRPC/erpc
整个调用过程可以拆解成下面几步：
- 函数的参数和标识符（用于确定被调用的例程）被序列化成字节流。
- 该字节流通过通信通道（IPC、TCP/IP、UART 等）传输到服务器。
- 服务器对参数进行反序列化，确定调用了哪个函数，然后执行该函数。
- 如果函数有返回值，这个值会被序列化并通过通信通道发回客户端。
eRPC主要特点
- 轻量级但可扩展
- 生成的代码较小
- 抽象传输接口
- 序列化数据的大小较小
- 非常适合 C 语言环境，也足够灵活，可以支持 C++ 等面向对象语言
- 支持从服务器到客户端的异步通知
- 最小化延迟影响
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发表于 1 小时前
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