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瑞薩RZ/G2L是通用處理器中接口最全面的MPU之一，將穩定供貨至少10年以上。其工作溫度滿足-40℃~+85℃，適用于電力、醫療、軌道交通。工業自動化、環保、重工等多行業領域。該處理器搭載雙核Cortex-A55@1.2GHz+Cotex-M33@200MHz，集成3D圖形加速引擎，ARM Mail-G31（500MHz）；支持OpenCL2.0、OpenGL ES1.1/2.0/3.0/3.2，支持1080P高清顯示與H.264視頻硬件編解碼。 萬象奧科G2L核心板采用瑞薩RZ/G2L作為核心處理器，該處理器搭載雙核Cortex-A55+Cotex-M33處理器，集成高性能Mail-G31 GPU，適用于工業控制、人機交互、數據網關、邊緣計算等多種應用場景。本此將使用HDG2L-IOT評估板/開發詳細測評G2L的功能、性能。 圖1 RZ/G2L處理器架構 1.1開箱 了解了一些預備知識后，我們進入正題，HDG2L-IoT開發板開箱！ 開發板采用常見的環保紙盒進行包裝，包裝盒內采用防碰撞緩沖保護設計，可以很好的保護產品，這款開發板也使用了珠光膜氣泡袋進行包裝，防水防震的PE材質全方位保護產品，內部也使用了可回收利用的防靜電網格袋，如圖2所示。 圖2 整體包裝 開發板整體為郵票孔核心板+工控板的設計方式，工控板整體機械尺寸為180mm*120mm，核心板整體機械尺寸為70mm * 45mm，工控板四角預留了4個安裝孔位，正反面如圖3圖4所示。 圖3 開發板正面 圖4 開發板背面 HDG2L-IoT開發板主要包括以下配件，如表1 配件所示。 表1 配件 全家福如所圖5所示。 圖5 全家福 2. 核心板硬件資源 2.1HDG2L-IoT核心板介紹 HDG2L-IoT核心板主控選用RZ/G2L MPU，板載1GB或2GB高速DDR4內存、8GB或更高 eMMC（支持定制）。核心板支持運行精簡Linux、Ubuntu、Android操作系統，提供完善且健壯的外設驅動支持，旨在幫助用戶快速應用RZ/G2L平臺，實物圖如圖6所示。 圖6 核心板 RZ/G2L核心板集成千兆網口、CAN-FD、UART、USB等接口，并支持網口、CAN、串口功能擴展。集成8通道12位ADC、8路32位PWM（支持脈沖輸入捕獲）、多路SPI與IIC，支持看門狗與OTP單元（可用于授權加密）。 2.2硬件參數 RZ/G2L核心板硬件參數如表2所示。 表2 核心板參數 下面來看一下核心板的細節實拍圖，如圖7所示。 圖7 核心板細節圖 3. 底板硬件資源 3.1HDG2L-IoT工控板介紹 HDG2L-IOT基于HD-G2L-CORE工業級核心板設計，雙路千兆網口、雙路CAN-bus、2路RS-232、2路RS-485、DSI、LCD、4G/5G、WiFi、CSI攝像頭接口等，接口豐富，適用于工業現場應用需求，亦方便用戶評估核心板及CPU的性能。 HD-G2L-CORE系列工業級核心板基于RZ/G2L 微處理器配備 Cortex®-A55 (1.2 GHz) CPU、16 位 DDR3L/DDR4 接口、帶 Arm Mali-G31 的 3D 圖形加速引擎以及視頻編解碼器 (H.264)。 此外，這款微處理器還配備有大量接口，如攝像頭輸入、顯示輸出、USB 2.0 和千兆以太網，因此特別適用于入門級工業人機界面 (HMI) 和具有視頻功能的嵌入式設備等應用。實物圖如圖8所示。 圖8 HDG2L-IoT開發板 3.2硬件參數 HDG2L-IoT板載的外設功能：
圖9 HDG2L-IoT開發板接口布局圖 4. 開發板配套資料 HDG2L-IoT系列核心板配套有數10G開發資料，通過網盤可隨時下載，涵蓋文件系統及內核源碼、用戶開發說明書、硬件設計參考電路、外設接口應用范例等技術文檔。針對深度開發的用戶，萬象奧科可提供專屬微信服務群組，協助深度定制驅動及內核系統。 圖10 配套資料 圖11 部分用戶手冊目錄 注：萬象奧科官方網站：http://www.vanxoak.com/ 5. 開發板硬件基礎功能與接口測試 經過一系列的資源了解后，我們根據用戶開發手冊第十章節系統恢復與更新教程將內核和文件系統燒錄至開發板后就可以正常使用了，此處不再贅述。 篇幅有限，本文僅演示部分功能與接口測試數據，如需詳細功能與接口測試數據，可訪問萬象奧科官方網站獲取。 5.1串口硬件連接 連接調試串口位置如圖12所示，該串口位于核心板上方。 圖12 調試串口 使用串口線連接HDG2L-IoT和PC機時，首先確認連接電腦的串口端口號，從“設備管理器”中查看串口端口號，以電腦識別的端口號為準。若拔插仍然沒有端口號，可嘗試重新啟動PC，再次連接。 圖13 串口號 5.2系統啟動測試 HDG2L-IoT的基本硬件資源了解完之后，我們可以對開發板進行上電啟動，簡單測試一下開發板的硬件功能是否正常。 測試環境： 1.操作系統，windows 11家庭中文版。 2.終端工具，MobaXterm。 3.硬件工具，HDG2L-IoT開發板、Type-C數據線、12V/2A電源適配器。 4.硬件設置，開發板已燒寫內核文件系統，撥碼設置0100 EMMC啟動。 將數據線連接至電腦，并將Type-C口連接到USB串口模塊，再將杜邦線連接至開發板的調試串口和USB串口模塊，最后使用配套的12V/2A電源適配器，連接電源線后將電源直角插座連接到開發板的DC電源口，此時會看見開發板電源、運行LED燈亮起并伴隨滴的一聲完成開機。 接線圖如圖14所示。 圖14 接線圖 本處使用配套資源的MobaXterm軟件演示，查看開發板完整的啟動信息，操作如下所示： 1.開發板正確啟動。 2.打開電腦設備管理器查看端口號為COM4。 3.打開MobaXterm軟件，本處使用Serial登錄，操作如下圖15所示。 圖15 開發板啟動步驟 4.然后回車，輸入賬號root繼續回車即可成功進入開發板，這時我們輸入reboot重新啟動開發板就可以查看到開發板啟動信息了，如圖16所示。 圖16 啟動信息 5.3查看CPU信息 若需查看CPU信息，如讀取內核數、主頻、CPU工作溫度可使用如下指令： 注：更多指令可查看第九章節《常用指令》 5.4點亮熄滅板載LED燈 控制LED燈亮滅指令如下： 開發板LED燈亮滅圖如圖17所示： 圖17 LED亮滅示意圖 除了基礎的亮滅操作以外，有編程基礎的小伙伴還可以寫一個腳本程序，來控制LED燈定時閃爍。 5.5DDR讀寫測試 DDR讀寫指令如下： 界面顯示如圖18所示。 圖18 DDR讀寫示意圖 5.6網口測試 HDG2L-IoT開發板標配兩個以太網口，分布如圖19所示。 圖19 以太網接口 默認情況下，ETH0配置為靜態IP，ETH1配置為動態IP，本處使用ETH0接口演示。 調試階段內，需使用網線將開發板與PC連接，并保持PC端與HDG2L-IoT開發板在同一網段內，操作步驟如下： 設置PC端以太網IP地址。 圖20 設置PC端IP地址 圖21 設置PC端IP地址 本例中，固定PC端的以太網口的IP地址為192.168.10.125，的eth0為192.168.10.20，兩個設備在同一個網段內。設置好IP在同一網段后，可以使用PC端的CMD命令提示符測試是否PING通開發板，或使用MobaXterm 終端Ping PC端，命令如下，實例如圖22所示： 圖22 PING測試 部分用戶會遇到設置正確仍無法進行相互ping測試，可嘗試關閉電腦端的防火墻，以Windows 10為例，關閉操作如圖23所示，關閉后可再次嘗試ping操作。 圖23 關閉防火墻 5.7液晶背光測試 HD070-LCD800480液晶套件（800*480分辨率，可選1024*600分辨率）是基于群創7寸液晶開發的液晶套件，接口包含液晶屏電源輸出（VLCD）、四線電阻式觸摸屏接口、電容觸摸屏接口，適配萬象奧科各類評估主板。 本文示例工業級電容觸摸屏支持10點觸控，支持帶水觸控，戴手套觸控（最厚5mm的雪地手套），厚蓋板觸控（最厚可穿透15mm的玻璃觸控），高穩定性與抗干擾性，可過國軍標電子電磁兼容測試，表面硬6H以上，抗耐摔抗劃傷，壽命持久度。 液晶套件由PCB背光板、液晶屏、觸摸屏、鐵框組成。實物正反圖如圖24所示。 圖24 液晶套件 硬件參數：
表3 規格參數 若用戶購買了液晶套件，需要在開發板斷電的情況下，通過排線連接至開發板LCD&Touch口（開發板50引腳的J14接口），接線方式如圖25所示，挑開接口，將排線按所示圖片正確插入排線座，即可按下排線固定板。電容屏正確連接厚啟動開發板，啟動后可以看到開發板與顯示屏同步滾動啟動信息，啟動完成后，顯示屏顯示進入系統。 【注意】HDG2L-IoT開發板在啟動時引導的設備樹文件為g2l-iot.dtb,請依照所采用的顯示方案選用表中的三個設備樹之一拷貝生成g2l-iot.dtb，例如采用LCD顯示方案時應cp g2l-iot-lcd.dtb g2l-iot.dtb，然后用拷貝生成的dtb文件引導系統啟動，具體可查看用戶使用手冊。 圖25 液晶套件接線圖 5.7.1液晶背光調節 本例使用的電容屏支持0~7級的液晶背光調節，可支持在不同環境下的亮度需求，若要修改液晶背光，可以通過修改”/sys/class/backlight/backlight/brightness”文件的值對液晶背光進行調整。該值的取值范圍為0~ 7，共8個背光級別。當設置為7時背光最亮。例如要把背光值設置為5，可在命令行下執行如下命令： 液晶屏顯示如圖26所示。 圖26 背光亮度調整 5.7.2視頻播放 HDG2L-IOT開發板搭載了Arm Mali-G31的3D圖形加速引擎以及視頻編解碼器（H.264），其音視頻部分應用層軟件采用的是Gstreamer，該框架能夠被用來處理像 MP3、Ogg、MPEG1、MPEG2、AVI、Quicktime 等多種格式的多媒體數據。而Gplay則是基于Gstreamer實現的音視頻播放器，能夠自動根據硬件選擇合適的插件進行音視頻播放，運行也十分簡單。 1.使用gst-play播放視頻 HDG2L-IOT開發板內置了視頻示例文件，其路徑為（/home/root/videos/h264-hd-30.mp4）， 如需播放視頻，可使用命令： 輸入上述命令后，系統會自動進入播放模式，顯示屏可以看到視頻播放，如圖27所示。 視頻播放階段，也可以輸入K鍵查看鍵盤快捷鍵列表，進行視頻的暫停，音量加減等操作。 圖27 視頻播放 5.8RS-232/CAN-bus通信測試 5.8.1RS-232通信測試 確保主機與開發板通訊正常 MobaXterm 連接開發板以root用戶登錄。 在對COM1&2(RS-232) 進行測試時，首先在shell界面輸入serialTest /dev/ttySC1&2 后回車，出現 圖28 RS-232短接 圖29 RS-232測試數據 5.8.2CAN通信測試 HDG2L-IoT開發板有2個CAN口。硬件分布如圖30所示。 圖30 HDG2L-IoT串口分布 查看CAN總線的狀態如圖31所示： 圖31 CAN總線狀態 例如狀態信息包括發送、接收字節，drop代表丟包數量，overrun代表一處次數，error代表總線錯誤次數。 在對CAN2進行測試時，確保在命令執行終端界面進入到dev文件夾內，然后在CANTest程序進行如圖32紅框所示設置。 圖32 CANTest設置參數 運行CANTest程序可以通過CAN口收發數據。該程序在運行時，需要提供一個命令行參數，即需要打開的CAN口名，這個CAN名參數可以為“can1”、“can2”。例如需要通過CAN2口進行數據收發，在命令行下執行如下命令： 該測程序運行流程如下：
重復步驟2~3，實現數據的循環發送和接收。用戶可通過CAN測試器件通過CAN總線來測試數據收發，需要設定CAN口速率為125K使兩端速率匹配。圖33是基于用來可電子的硬件和軟件的測試顯示結果。 圖33 數據收發 6. 開發板硬件性能測試 6.1以太網接口性能測試 6.1.1測試目的 武漢萬象奧科RZ/G2L核心板支持2路千兆以太網接口，評估測試RZ/G2L雙網口實際傳輸速率。 6.1.2測試工具 網口采用iperf工具進行測試，client端顯示發送速率，server端顯示接收速率。 2.移植iperf到開發板 RZ/G2L開發板上默認已集成iperf工具，無需進行移植和安裝 3.用戶主機ubuntu下安裝iperf ubuntu系統可執行apt命令進行安裝。 6.1.3測試過程 1.查看虛擬機與開發板IP地址 圖34 虛擬機 開發板IP地址 2.登陸開發板作為客戶端 開發板做客戶端，開啟iperf服務器模式： 3.用戶主機ubuntu作為服務端 4.eth0測試結果 圖35 etho下載帶寬 5.eth1測試結果 圖36 eth1下載帶寬 6.1.4測試結果 基于RZ/G2L核心板設計的HDG2L-IoT開發板，兩路千兆網口實測基本達到1000Mbps的最大速率。 注：千兆以太網接口分別采用Microchip與裕太PHY芯片進行了測試，速率相近。 6.2核心板高低溫測試 6.2.1測試目的 評估測試RZ/G2L核心板環境適應性，測試低溫啟動、高溫工作、高低溫循環狀態下的工作情況。 6.2.2測試準備 2套RZ/G2L開發板HDG2L-IoT、網線、調試串口工具，電腦主機。 高低溫試驗箱。 注：+85℃高溫測試CPU需安裝散熱片，45mm*45mm參考。 6.2.3測試過程 1.-40℃低溫啟動 將環境溫度設置-40℃，被測試樣機低溫存儲2小時，2小時后上電啟動，如圖37所示。 圖37 環境溫度-40℃ 上電后RZ/G2L核心板啟動正常。此時環境溫度-40℃，通過電腦連接開發板讀取CPU溫度為-24℃，如圖38所示。 圖38 CPU溫度 2.+85℃高溫測試負載50% 將環境溫度設置為+85℃，CPU安裝散熱片，進行高溫測試，測試試驗箱與主板環境如圖39圖40所示。 圖39 環境溫度+85℃ 圖40 主板環境 此時CPU占用率為47%，測得CPU溫度為92℃。在85℃高溫環境下8小時后，系統未出現死機等情況，正常運行，此時CPU溫度為97℃攝氏度，部分數據如圖41所示。 圖41 CPU溫度 6.2.4測試結果 由于篇幅有限，本文僅演示部分數據，全部實際測試結果如表4所示。 表4 測試結果 7. 總結 瑞薩高端MPU平臺RZ/G2L有很多可圈可點的地方，例如搭載了雙核A55+Cotex-M33處理器，集成高性能Mail-G31 GPU等的核心板，萬象奧科評測套件也提供了完善健壯的外設驅動設備支持，還有在不同溫度環境下的穩定性能，都給這款開發板加分不少。 8. 常用指令 |
