【玄铁杯第三届RISC-V应用创新大赛】LicheePi 4A 开发板测评

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1 LicheePi 4A 开发板简介

LicheePi 4A 是基于 Lichee Module 4A 核心板的国产高性能 RISC-V Linux开发板， 以 TH1520 为主控核心（4xC910@1.85G， RV64GCV，4TOPS@Int8 NPU， 50GFLOP GPU）， 板载最大 16GB 64bit LPDDR4X，128GB eMMC，支持 HDMI+MIPI 双4K 显示输出，支持 4K 摄像头接入， 双千兆网口（其中一个支持POE供电）和 4 个 USB3.0 接口，多种音频输入输出（由专用 C906 核心处理）。

LicheePi 4A开发平台核心板和底板采用接插件的连接方式，板载外设资源和接口很多。

顶部视图：

底部视图：

LicheePi 4A核心板基础参数如下：

处理器	TH1520
CPU	RISC-V 64GCV C910*4@1.85GHz · 每核支持 64KB I cache 和 64KB D Cache · 四核共享 1MB L2 Cache · 支持 TEE 和 REE，TEE/REE 支持核数启动时可配置 · 支持自定义且接口兼容 RISC-V 的多核调试框架 · 独立电源域，支持 DVFS
GPU	· OpenCL 1.1/1.2/2.0 · OpenGL ES 3.0/3.1/3.2 · Vulkan 1.1/1.2 · Android NN HAL
NPU	支持 4TOPS@INT8 通用 NNA 算力，主频 1GHz · 支持 TensorFlow、ONNX、Caffe · 支持 CNN、RNN、DNN 等
VPU	实时解码器，支持 H.265/H.264/VP9/8/7/6/AVS/AVS+/AVS2.0/VC1/MPEG4 · 支持 H.264 BP/MP/HP@level 5.1 解码，最大 4K 分辨率 · 支持 H.265/HEVC Main Profile@level 5.1 解码，最大 4K 分辨率 · 支持 VP9 Profile-2 解码，最大 4K 分辨率 · 支持 AVS2.0 解码，最大 4K 分辨率 · 支持 VP6/7/8/AVS/AVS+/VC1/MPEG4 解码，最大 1920x1080 分辨率 · 解码性能最大 4K@75fps · 支持 H.264 BP/MP/HP@level4.2 编码，最大 4K 分辨率 · 支持 H.265/HEVC Main Profile 编码，最大 4K 分辨率 · 仅支持 I 帧和 P 帧 · 编码性能最大 4K@40fps
RAM	· 8GB 64bits LPDDR4X · 16GB 64bits LPDDR4X
ROM	· eMMC: 可选 空贴、 8G、 32G、 128G
OS	Debian、Android、OpenWRT等
工作电压	12V供电
工作温度	-20℃ ~60℃

硬件特性如下表所示。

以太网	· 2 x 千兆以太网接口，可选 POE
USB	·· USB3.0 x 4 · USB2.0 x 1（仅用于烧录）
音频接口	· 1 x 3.5mm 耳机接口 · 一个扬声器接口 · 两个板载麦克风
显示接口	· 1 x HDMI2.0 · 1 x 4-lane MIPI DSI
摄像头接口	· 2 x 2-lane MIPI CSI · 1 x 4-lane MIPI CSI
GPIO	· UART · IIC · SPI

详细的功能参数以及接口请参看LicheePi 4A开发板的产品简介。

2 LicheePi 4A测试

下面对LicheePi 4A进行功能以及接口测试。

2.1 准备工作

在测试之前，需要准备以下材料：

1.12V2A DC 电源线

2.网线

3.Type-C数据线

4.鼠标键盘

5.HDMI线(非必须)

值得注意的是，HDMI、 MIPI-DSI等显示方式默认都打开了，可根据自己手头的显示设备选择相应的显示方式，当然，不使用显示设备也可以的。

Sipeed 官方镜像基于 Debian 系统修改适配。，默认镜像的帐号密码配置如下：

账户：debian，密码： debian；

账户： sipeed，密码：licheepi；

root 账户默认没有设置密码。

2.2 登录系统

进入设备的方式有很多种，如果不使用屏幕，可以使用串口和SSH登录，但是SSH登录需要先连接网络。

2.2.1 HDMI连接

笔者这里使用的是HDMI的方式，连接设备后界面如下：

可以插入鼠标键盘直接操作。

当然也可通过串口或者网络登录系统。

2.2.2 VNC登录

VNC（Virtual Network Computing）是一种基于图形界面的远程控制技术，它可以让用户通过互联网或局域网远程控制另一台计算机。在Linux系统中，VNC也被广泛应用于远程管理和维护。

常见的VNC工具

• RealVNC：是一款功能强大的VNC工具，支持多种操作系统，包括Windows、Linux、Mac OS X等，具有高安全性和可靠性。
• UltraVNC：是一款免费的VNC客户端和服务器软件，支持Windows操作系统，提供了远程桌面、文件传输、文本聊天等功能。
• TightVNC：是一个小巧而强大的VNC工具，支持Windows、Linux以及Unix等多种操作系统，具有较高的安全性和性能。
• TigerVNC：是一个开源的VNC工具，支持Windows、Linux以及Mac OS X等多种操作系统，具有稳定性和高性能。
• TeamViewer：是一款针对远程支持、远程控制和在线协作的应用软件，可以实现桌面共享、远程协助、文件传输等功能。

笔者使用的是RealVNC。

安装VNC Server

首先需要安装VNC Server，可使用以下命令进行安装：

#sudo apt-get install tightvncserver

安装完成后，使用以下命令启动VNC Server：

#tightvncserver或者vncserver

然后回提示设置VNC密码。

启动VNC Server后，会提示设置VNC密码，输入两次密码即可。

杀掉原桌面进程，输入命令（其中的:1是桌面号）：

#vncserver -kill :1

然后配置/home/sipeed/.vnc/xstartup。

输入以下命令生成新的会话：

#vncserver :1

执行成功以后，如下图所示：

VNC连接LicheePi 4A桌面

下载地址：https://www.realvnc.com/en/

根据自己的系统下载相应的版本。然后安装即可，笔者就不再赘述了。

接下来就是设备连接了。打开realvnc，新建连接，输入IP和账号。

然后点击“OK”即可。

等待片刻即可输入登录密码。

登录成功后，界面如下。

 

2.2.3 串口登录

LicheePi 4A 的系统串口是 UART0,在侧边插针中有引出。

你可以使用 USB 转串口模块连接该串口，即 U0-RX 和 U0-TX，注意交叉连接，以及 GND 连接。如果串口驱动没有问题，在设备管理器可看到串口号。

接下来就可使用终端工具登录系统，笔者这里使用的是Xshell，当然也可使用其他的工具，比如putty。

登录成功后打印信息如下：

串口设置： 波特率 115200、数据位 8、停止位 1、无校验位、无流控制

2.2.4 SSH登录

在使用之前，需要事先连接网络，笔者这里使用的是以太网，事先需要使用串口的登录，然后输入以下命令查看IP地址：

# ifconfig

也可修改网络 IP地址 ，使用以下命令：

# ifconfig eth0 192.168.2.5

接下来就可使用SSH登录系统了，还是可以使用Xshell等工具，当然也可在Ubuntu系统中使用SSH登录。

值得注意的是，如果使用root，可以通过串口登录进系统，使用passwd修改。

和使用串口登录一样。

• Debian中ifconfig命令无法使用

网络检查没有ifconfig命令。首先安装net-tools

#sudo apt-get install net-tools

若安装好之后，还是找不到该命令，如下。

依次输入以下命令：

#whereis ifconfig

#alias ifconfig='/sbin/ifconfig'

之后再次启用ifconfig命令就可以正常使用了。

当然还可使用绝对路径。

当然还可使用ip addr或者ip a。

 

2.3 测试

2.3.1 系统信息

1.硬件检测

# dmesg #检测硬件的boot启动信息，也就是系统启动的log信息。

2.查看内核和CPU信息

# uname -a #系统概述

# cat /proc/cpuinfo # CPU信息

3.查看内存信息

# cat /proc/meminfo #内存参数

# free -m # 内存使用情况(-m for MB)

4.设备信息

# cat /proc/devices # 显示设备以及对应的设备号

2.3.2 存储设备速度测试

1.DDR读写测试

在测试之前，需要安装测试工具，笔者这里使用开源的mbw工具。mbw作为一个内存宽带测试工具，可以测试在内存拷贝memcpy、字符串拷贝dumb、内存块拷贝mcblock三种不同方式下的内存拷贝速度。

下载地址：

链接已隐藏，如需查看请登录或者注册

首先使用git下载源码，没有Git先安装。

#git clone

链接已隐藏，如需查看请登录或者注册

然后进入源码目录中，使用make编译。

没有make和gcc工具先安装。

# apt-get install make gcc

接下来就是测试过程。help获取相关参数说明：

一般会三种测试后查看平均值，平均值越高测试内存带宽越高。

读写速度测试命令如下：

# ./mbw -n 10 256

读写速度3647.394M/s和596.984M/s。

读写速度还是可以的。

2.eMMC读写测试

eMMC读写速度测试命令如下：

写入测试：

# time dd if=/dev/zero of=/test bs=1M count=500 conv=fsync

读取测试：

# time dd if=/test of=/dev/null bs=1M

读写速率分别为2.1GB/s、83.4MB/s。

3.TF 卡测试

在开启前将 TF 卡插入开发板底板上的 TF 卡插槽，终端打印信息如下：

将TF 卡挂载到文件系统 /media/目录

为了能够挂载U盘，需要在电脑上创建一个挂载点。可以使用以下命令：

# mkdir /media/mmcblk

在这个例子中，我们将挂载点设置为“/media/sda”，但是具体位置可以根据需求进行更改。

在确定了U盘所在的设备以及创建挂载点之后，就可以进行挂载操作了。使用以下命令：

# mount /dev/mmcblk1p1 /media/mmcblk

写入测试：

# time dd if=/dev/zero of=/media/mmcblk/test bs=1M count=500 conv=fsync

读取测试：

# time dd if=/media/mmcblk/test of=/dev/null bs=1M

读写速率分别为2.1GB/s、18.3MB/s，当然啦，不同品牌的TF卡速度会有差异。

值得注意的是，先要进行写测试在进行读测试。

4.USB 2.0/USB3.0

LicheePi 4A支持USB接口，用户可以在任何一个板载USB HOST接口上连接USB鼠标、 USB键盘、 U盘等设备。

下面测试USB接口，插入U盘，打印信息如下：

在Linux操作系统下，如果想要挂载U盘，首先需要找到U盘所在的设备。可以通过以下命令来查看：

# sudo fdisk -l

该命令会列出电脑中所有的储存设备，通过观察设备的大小来确定哪一个是U盘。

为了能够挂载U盘，需要在电脑上创建一个挂载点。可以使用以下命令：

# mkdir /media/sda

在这个例子中，我们将挂载点设置为“/media/sda”，但是具体位置可以根据需求进行更改。

在确定了U盘所在的设备以及创建挂载点之后，就可以进行挂载操作了。使用以下命令：

# mount /dev/sda /media/sda

该命令中，“/dev/sda”是U盘所在的设备的路径，在不同的电脑上可能会有所不同。如果在挂载的同时想要指定文件系统的格式，可以使用“-t”参数。例如：

# mount -t ntfs /dev/sda /media/sda

写入测试：

# time dd if=/dev/zero of=/media/sda/test bs=1M count=100 conv=fsync

读取测试：

# time dd if=/media/sda/test of=/dev/null bs=1M

当然啦，不同种类的U盘也会影响读写速度。

2.3.3 网络测试

LicheePi 4A开发板配备2个网口，网速测试方法都是一样的，这里使用系统自带的Iperf工具测试TCP带宽。

Iperf 是一个网络性能测试工具。Iperf可以测试TCP和UDP带宽质量。Iperf可以测量最大TCP带宽和UDP特性。

首先安装iperf工具。

#apt-get install iperf

TCP测试：

服务器执行：#iperf -s -i 1 -w 1M

客户端执行：#iperf -c host -i 1 -w 1M 其中-w表示TCP window size，host需替换成服务器地址。

UDP测试

服务器执行：#iperf -u -s

客户端执行：#iperf -u -c 10.32.0.254 -b 900M -i 1 -w 1M -t 60

下面以TCP为例进行测试，这里测试的是ETH0。

先打开服务器：

# iperf -s -i 1 -w 1M

然后使用SSH登录，新建一个终端，再次打开一个终端：

# iperf -c 192.168.2.3 -i 1

速度还是可以的。

2.3.4 串行总线测试

1.串口测试

LicheePi 4A平台支持多路串口，用户可用串口分别为UART0-UART5， 在开发板中对应设备名称分别为ttyS0-ttyS5，引出了UART0-UART3，其中 UART0为调试串口。

1.串口配置

首先检查下设备。

# ls /dev/ttyS*

然后配置串口，用stty工具查询其通信参数。

# stty -F /dev/ttyS1

可以自行修改波特率，方法如下：

# stty -F /dev/ttyS1 ispeed 115200 ospeed 115200

其中ispeed为输入速率，ospeed为输出速率

2.串口发送

使用 echo 命令向终端设备文件写入字符串

# echo LicheePi 4A> /dev/ttyS1

3.串口接收

使用 cat命令接受串口数据。

# cat /dev/ttyS1

然后使用串口助手发送数据即可。

接收输出后会回显，关闭回显方法如下。

# stty -F /dev/ttyS1 -echo

然后再次接收数据就不会有回显了。

2.I2C

LicheePi 4A 上有多个 I2C 设备（I2C0/1/2/3），其中 0/1/3 用于连接 I2C IO 扩展芯片，I2C2 预留在对外插针上。

这里我们使用 i2c-tools 来进行 i2c 验证操作，镜像默认预装了 i2c-tools:

列出所有I2C总线：

检测 I2C 总线上的设备，可见 PCA9557PW 的 I2C 地址为 0x18，与原理图相符：

此外还可以使用 i2cdump 来 dump 指定 i2c 地址的所有寄存器，用 i2cget 来读出指定 i2c 地址的指定寄存器值，用 i2cset 来写入指定 i2c 地址的指定寄存器值。

mu3692020

强啊，顶起来。