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灵活、丰富、快速上手都是它的标签 ——RZ/V2L评估板套件测评

发布时间:2022-05-26
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灵活、丰富、快速上手都是它的标签 ——RZ/V2L评估板套件测评

发布时间:2022-05-26
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前言:
近年来,人们对于使用人工智能执行实时图像识别(视觉人工智能)的应用需求日益增长,而使用人工智能代替人类视觉进行识别的视觉人工智能应用需要具备优秀的图像处理能力。
针对以上需求,瑞萨电子推出了应用于入门级视觉人工智能的微处理器 RZ/V2L。产品不仅拥有丰富的接口,还搭载了在人工智能推理和能效方面均获好评的人工智能加速器“DRP-AI”,为实现视觉人工智能提了供出色的图像处理技术。
今天就由我给大家介绍一下瑞萨电子的这款针对视觉人工智能识别的RZ/V2L评估板套件。

评测视频:

开箱:
RZ/V2L评估套件使用纸质外盒包装,包装盒正面印有评估板型号,背面是评估板搭载资源列表、器件网站和外设说明。
打开外盒,评估板使用防静电袋包装,随机还附带一个快充电源、一根type C USB线、一根micro USB线、一根micro HDMI转HDMI视频接口线以及一个MIPI摄像头模块。

RZ/V2L评估套件简介:
RZ/V2L评估套件用于评估RZ/V2L系列微处理器。评估板套件由模块板和扩展板组成。扩展板通常适用于按照 SMARC v2.1 标准制备的 RZ/G2LC、RZ/G2UL、RZ/V2L 模块 (SOM)。 基于这种适用性,在使用这些设备时,用户可以体验到无缝而且灵活的评估。

硬件讲解:
从外观结构上看,评估板使用模块和扩展板的方式组成,基于SMARC v2.1 标准,扩展板可以更换成其他符合标准的模块,使用起来更加灵活。拆下固定螺丝,我们可以将RZ/V2L模块取出,电路板双面贴装元器件。

电路板正面中间贴装着核心器件RZ/V2L微处理器,配备有主频高达1.2GHz的Cortex-A55双核CPU和Cortex-M33 MPU,同时带有 Arm Mali-G31 的 3D 图形加速引擎以及视频编解码器 (H.264)。接口方面,微处理器还配有16位DDR3L/DDR4接口,摄像头接口、显示输出、USB2.0和千兆以太网。自带DRP-AI 的卓越功率效率使其无需采取散热措施(如散热器或冷却风扇)。 此外,DRP-AI 还提供实时人工智能推理和图像处理功能,具有支持摄像头所必需的功能,如颜色校正和降噪。 这使得客户无需外部图像信号处理器 (ISP),即可实施基于人工智能的视觉应用。不仅可以应用在经济高效的人工智能消费类电子产品和工业设备中,还可以广泛应用在POS 终端。

特性

  • AI 加速器;DRP-AI
  • Cortex-A55(双核或单核)
  • Cortex-M33
  • 3D 图形加速引擎 (Arm Mali-G31)
  • 视频编解码器 (H.264)
  • 摄像头接口(MIPI-CSI 或 Parallel-IF)
  • 显示器接口(MIPI-DSI 或 Parallel-IF)
  • USB2.0 接口 × 2、SD 接口 × 2
  • CAN 接口 (CAN-FD)
  • 千兆以太网接口 × 2
  • DDR4 或 DDR3L 内存接口
  • BGA 封装(15x15mm,21x21mm)
  • 内存检错/纠错 (ECC)

应用

  • 家电
  • 摄像头

微处理器右侧是一颗2GB的DDR4的SDRAM芯片。
电路板右下方的是PMIC芯片RAA215300,这是一颗高新能、低成本的9通道PMIC,专为 32 位和 64 位 MPU 应用而设计。它支持DDR3、DDR3L、DDR4和LPDDR4内存电源接口。内部有补偿稳压器、内置实时时钟 (RTC)、32kHz 晶体振荡器和纽扣电池充电器提供高度集成的小尺寸电源解决方案,非常适合系统级模块 (SOM) 应用。扩频特性和超声波模式为噪声敏感的射频和音频应用提供了有效的解决方案。

特性

  • 输入工作电压范围:2.7V–5.5V
  • 6个同步降压稳压器(支持5A、3.5A、2x1.5A、1A、0.6A)
  • 3 个 LDO(支持 2x300mA、50mA),支持旁路模式
  • DDR 内存的专用 VTT_REF
  • 自动 PFM/PWM、FPWM、深 PFM 和超声波模式,具有可选的 PWM f SW
  • 内置 32kHz 晶体振荡器(带旁路)、RTC 和纽扣电池/超级电容器充电器
  • DVS 和睡眠模式
  • 内部补偿
  • 扩频
  • I2C 串行接口(高达 1MHz)
  • 内部可编程 NVM (EEPROM)
  • 6 个可编程 MPIO
  • 看门狗定时器
  • 故障保护
  • 无铅(符合 RoHS)

应用

  • MCU/MPU/SoC 消费和工业电源
  • 锂离子电池系统电源
  • FPGA系统电源
  • 楼宇/工厂自动化系统电源

PMIC左侧是一颗24MHz的晶振和一颗可编程的5 路输出时钟发生器5P35023。它为处理器和外设提供基础时钟,再经由处理器时钟管理器给自身和外接设备提供时钟信号。

5P35023专为低功耗、消费类和高性能 PCI Express 应用而设计。5P35023 器件是一个三 PLL 架构设计,每个 PLL 都可单独编程,并允许多达五个独特的频率输出。5P35023 具有内置的独特功能,例如主动节能 (PPS)、性能-功率平衡 (PPB)、过冲减少技术 (ORT) 和极低功耗 DCO。内部 OTP 存储器允许用户在上电后无需编程即可将配置存储在器件中,然后通过 I2C 接口再次对 5P35023 进行编程。
该器件具有可编程 VCO 和 PLL 源选择,允许用户根据应用要求进行电源性能优化。它还支持三个单端输出和两对差分输出,支持 LVCMOS、LVPECL、LVDS 和 LPHCSL。支持低功耗 32.768kHz 时钟,系统 RTC 参考时钟的电流消耗仅小于 5μA。

特性

  • 可配置的 OE 引脚用作 OE、PD#、PPS 或 DFC 控制功能
  • 可配置的 PLL 带宽/最小化抖动峰值
  • PPS:主动省电功能可在终端设备断电模式下节省电力
  • PPB:性能 - 功率平衡功能允许基于所需性能的最低功耗
  • DFC:动态频率控制功能允许动态切换多达 4 个不同频率
  • 扩频时钟支持以降低系统 EMI
  • I2C接口
  • 还支持晶振输入
  • 由IDT Timing Commander™ 软件工具支持
  • 提供符合 AEC-Q100 标准的 2 级(-40°C 至 +105°C)版本

电路板左下方是一颗千兆以太网控制器,向上是1个双路切换开关和一个microSD卡槽,外界ADC连接端口和一个JTAG连接口。
板载的模式选择开关用来选择调试模式和MicroSD/eMMC连接。

翻过处理器模块电路板,右下侧是另一颗千兆以太网控制器。
反面的电路板上最大的一颗芯片是一颗64GB的eMMC存储器,旁边还有一颗512Mb的QSPI FLASH存储器,以及用来切换SD和MMC的模拟开关芯片。
载板上主要是一些接口、接口芯片以及电源芯片。
与微处理器模块连接的是一个SMARC接口连接器。
供电方面,使用的是一个type-C的USB接口,一颗USB Type-C端口控制芯片以及一颗Buck-Boost PWM控制芯片。
两个按键,红色的按键用来控制电源、蓝色的用来复位。
CAN接口通过CAN收发芯片连接到2个板载的CAN连接口上。
MicroUSB通过1颗USB转串口芯片连接到处理器的调试串口。
评估板的视频输出通过1颗MIPI转HDMI转换器芯片连接到一个MicroHDMI接口。
板载还提供了1个USB Type-A和MicroUSB Type-AB的USB HOST接口。
MicroSD卡槽用于从SD启动程序。
载板SMARC连接器下模式设置开关,用于切换供电和BOOT模式选择。

2个千兆网口接口也被放在了载板上。
载板上还提供了2个PMOD接口用于串口数据传输。
通过1颗立体声音频解码器芯片,采集音频输入ADC信号并进行处理将音频数据传输给处理器,同时还提供了音频数据的驱动器给外接耳机、扬声器。摄像头模块可以通过MIPI CSI-2接口连接主板,进行视频采集。官方还提供了摄像头模块支架的3D文件,可以下载后使用3D打印机打印使用。

BSP编译环境及编译:
通过官网上RZ/VL2器件的下载项中我们可以找到BSP编译需要的Linux BSP package、Mali Graphic Library package、Video Codec Library package、DRP-AI Support package以及RZ/V2L ISP Support package。

同时还需要准备一个装有64位Ubuntu 20.04 LTS系统的主机、一台windows主机,通过以太网连接,互相访问。评估板可通过调试用的串口转USB的MicroUSB口与windows主机连接,同时可以通过网线连接到以太网。

根据Release Note for RZ/V2L Linux Package和DRP-AI Support Release Note提示,在Linux主机上安装好必要软件。
将之前下载好的BSP解压到建好的BSP文件夹中。
将Graphics Library、Codec Library、DRP-AI Support package以及RZ/V2L ISP Support package复制到BSP文件夹中解压
设置好编译环境,拷贝默认配置文件,之后应用DRP-AI支持包补丁。
做好上述准备后我们就可以进行编译了,根据需求编译自己需要的Image,这里我们使用带图像的core-image-weston。
编译成功后会有相关提示。
编译好的文件会在BSP文件的build/tmp/deploy/images/smarc-rzv2l中。
至此,我们得到了所需的Linux kernel、Device tree file、root filesystem、Boot loader以及Flash Writer。
如需编译SDK,执行下述指令。
bitbake core-image-weston -c populate_sdk
编译好的SDK文件会在BSP文件的build/tmp/deploy/sdk/中。
如果想运行,可以使用指令安装。

烧录BSP到SD卡:
板载附带了一张SD卡,我们如果想从SD卡启动则需将BSP烧录到SD卡中。使用SD卡读卡器插入SD卡,并将读卡器插入Linux主机中。使用官方提供的脚本初始化SD卡,并通过提示完成操作。
进入BSP目录,打开BSP编译目录,拷贝对应BSP文件到不同分区中。注意最后使用sync指令确保文件写入已经完成,之后再安全弹出SD读卡器。

部署BSP:
拷贝之前编译生成好的Flash Writer文件Flash_Writer_SCIF_RZV2L_SMARC_PMIC_DDR4_2GB_1PCS.mot以及bootloader文件bl2_bp-smarc-rzv2l_pmic.srec到Windows主机。

将载板上的模式切换开关换到SCIF下载模式,插入串口调试MicroUSB口,再插入Type-C USB电源进行供电,按1s载板上的红色按键进行开机。

使用官方推荐的Teraterm软件,新建连接,找到对应串口,使用115200bps波特率。按下蓝色复位按键,软件中出现提示信息。

点击软件发送,选中Flash Writer 文件进行下载。
完成后,提示Flash writer信息。
在输入指令XLS2配置烧录Bootloader文件,按照提示输入程序起始地址11E00,Qspi保存地址00000,之后发送“bl2_bp-smarc-rzv2l_pmic.srec”。

从SD卡启动
在载板上插入烧录好的SD卡,切换开关到SPI启动模式,切换处理器模块开关到SD卡模式。 

按下复位键,u-boot启动后,在3s内按空格键,在指令输入中配置启动配置,并保存。
提示保存成功后,按下复位按键,即可进入MicroSD卡中的Linux系统,可使用root进行登录。

e2studio FSP编译M33内核及运行程序:
微处理器中还附带Cortex-M33内核MPU,和其他瑞萨的微处理器一样,可以通过e2studio IDE进行编译调试。
在官网下载IDE e² studio 2021-07 Installer for Windows或之后的e2studio以及RZ/V2L FSP_Packs_v1.0.0 。
安装e2 studio IDE,其中器件需要选择RA和RZ系列,编译链工具需要选择GNU ARM Embedded 9.2.1 2019q4和LibGen for GNU ARM Embedded

中途会按提示安装编译链工具并升级Libgen。
安装完成后将RZ/V2L FSP_Packs_v1.0.0解压并复制到e2studio安装目录下的\internal\projectgen。 
在处理器模块板上接入JLINK调试器,打开评估板电源。可使用e2studio对MPU进行程序的编译及在线调试。
进入e2studio,设置安装的GNU ARM编译链工具。

新建C/C++ FSP工程,选择对应FSP版本、评估板和芯片、工具链、以及调试工具。
选择Blinky模板,完成工程新建。
可通过页面中FSP对芯片资源进行配置,点击编译按钮可对工程进行编译,编译完成后,点击调试按钮,程序通过JLINK调试器下载到芯片中,点击运行按钮可在线调试程序。

官网资源:
所有的软件和文档都可以在瑞萨的官方网站中找到,在RZ/V2L器件页面中“RZ/V2L Contents Guide”汇总了使用评估板的文档和软件,可根据需要使用对应链接页面对资源进行下载。

结尾:
RZ/V2L系列处理器内部资源丰富、接口多样,适用于各种入门级的需要人机界面交互和视觉人工智能的嵌入式应用中。自带了硬件ISP,减少了拍摄对象受到的环境影响,DRP-AI更是极大的加速了图像识别的速度和准确性。
RZ/V2L评估板使用模块和载板设计使用起来更加灵活,官方的开发资源丰富,根据文档提示可以快速上手,非常适合新手学习使用。以上就是本次测评的全部内容。

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