瑞薩RZ/G2L處理器詳細測評

瑞薩RZ/G2L是通用處理器中接口最全面的MPU之一，將穩(wěn)定供貨至少10年以上。其工作溫度滿足-40℃~+85℃，適用于電力、醫(yī)療、軌道交通。工業(yè)自動化、環(huán)保、重工等多行業(yè)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，ARMMail-G31（500MHz）；支持OpenCL2.0、OpenGLES1.1/2.0/3.0/3.2，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-G31GPU，適用于工業(yè)控制、人機交互、數(shù)據(jù)網(wǎng)關、邊緣計算等多種應用場景。本此將使用HDG2L-IOT評估板/開發(fā)詳細測評G2L的功能、性能。

圖1RZ/G2L處理器架構

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1.1開箱

了解了一些預備知識后，我們進入正題，HDG2L-IoT開發(fā)板開箱！

開發(fā)板采用常見的環(huán)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(fā)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(wǎng)格袋，如圖2所示。

圖2整體包裝

開發(fā)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(fā)板正面

圖4開發(fā)板背面

HDG2L-IoT開發(fā)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

對于初學者入門學習來說，完全夠用，當然用戶也可以選擇搭配電阻屏&電容屏進行可視化操作。更多設備型號可參考我公司淘寶店鋪（芯路遙電子），或掃描下方二維碼直達店鋪。

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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/G2LMPU，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(tǒng)，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(wǎng)口、CAN-FD、UART、USB等接口，并支持網(wǎng)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(shù)

RZ/G2L核心板硬件參數(shù)如表2所示。

表2核心板參數(shù)

下面來看一下核心板的細節(jié)實拍圖，如圖7所示。

圖7核心板細節(jié)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(yè)級核心板設計，雙路千兆網(wǎng)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(yè)現(xiàn)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(yè)級核心板基于RZ/G2L微處理器配備Cortex?-A55(1.2GHz)CPU、16位DDR3L/DDR4接口、帶ArmMali-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、USB2.0和千兆以太網(wǎng)，因此特別適用于入門級工業(yè)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8HDG2L-IoT開發(fā)板

3.2硬件參數(shù)

HDG2L-IoT板載的外設功能：

集成2路10M/100M/1000M自適應以太網(wǎng)接口

集成Wi-Fi

集成2路RS-232接口

集成2路RS-485接口

集成2路CAN-bus接口

集成2路USBHost

集成1路USB擴展4G模塊接口（集成SIM卡接口）

集成1路USB擴展5G模塊接口（集成SIM卡接口）

支持1路TF卡接口

支持液晶顯示接口（RGB信號）

支持4線電阻觸摸屏與電容屏接口

1路MIPIDSI接口

1路攝像頭接口（MIPICSI）

支持音頻（耳機、MiC、SPK）

支持實時時鐘與后備電池

支持蜂鳴器與板載LED

支持GPIO

1路TTL調試串口

直流+12V電源供電（寬壓9~36V）

圖9HDG2L-IoT開發(fā)板接口布局圖

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4.開發(fā)板配套資料

HDG2L-IoT系列核心板配套有數(shù)10G開發(fā)資料，通過網(wǎng)盤可隨時下載，涵蓋文件系統(tǒng)及內核源碼、用戶開發(fā)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(fā)的用戶，萬象奧科可提供專屬微信服務群組，協(xié)助深度定制驅動及內核系統(tǒng)。

圖10配套資料

圖11部分用戶手冊目錄

注：萬象奧科官方網(wǎng)站：http://www.vanxoak.com/?

5.開發(fā)板硬件基礎功能與接口測試

經(jīng)過一系列的資源了解后，我們根據(jù)用戶開發(fā)手冊第十章節(jié)系統(tǒng)恢復與更新教程將內核和文件系統(tǒng)燒錄至開發(fā)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(shù)據(jù)，如需詳細功能與接口測試數(shù)據(jù)，可訪問萬象奧科官方網(wǎng)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(tǒng)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(fā)板進行上電啟動，簡單測試一下開發(fā)板的硬件功能是否正常。

測試環(huán)境：

1.操作系統(tǒng)，windows11家庭中文版。

2.終端工具，MobaXterm。

3.硬件工具，HDG2L-IoT開發(fā)板、Type-C數(shù)據(jù)線、12V/2A電源適配器。

4.硬件設置，開發(fā)板已燒寫內核文件系統(tǒng)，撥碼設置0100EMMC啟動。

將數(shù)據(jù)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(fā)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(fā)板的DC電源口，此時會看見開發(fā)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(fā)板完整的啟動信息，操作如下所示：

1.開發(fā)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(fā)板啟動步驟

4.然后回車，輸入賬號root繼續(xù)回車即可成功進入開發(fā)板，這時我們輸入reboot重新啟動開發(fā)板就可以查看到開發(fā)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(shù)、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(jié)《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(fā)板LED燈亮滅圖如圖17所示：

圖17LED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18DDR讀寫示意圖?

5.6網(wǎng)口測試

HDG2L-IoT開發(fā)板標配兩個以太網(wǎng)口，分布如圖19所示。

圖19以太網(wǎng)接口

默認情況下，ETH0配置為靜態(tài)IP，ETH1配置為動態(tài)IP，本處使用ETH0接口演示。

調試階段內，需使用網(wǎng)線將開發(fā)板與PC連接，并保持PC端與HDG2L-IoT開發(fā)板在同一網(wǎng)段內，操作步驟如下：

設置PC端以太網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)段內。設置好IP在同一網(wǎng)段后，可以使用PC端的CMD命令提示符測試是否PING通開發(fā)板，或使用MobaXterm終端PingPC端，命令如下，實例如圖22所示：

圖22PING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Windows10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(chuàng)7寸液晶開發(fā)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(yè)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(wěn)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(shù)：

液晶顯示屏

真彩TFT

分辨率800*480（可選1024*600）

26萬色

點距0.1926mm*0.1790mm

顯示區(qū)域154.02mm（H）*85.92mm（7.0英寸）

LED背光

觸摸屏支持四線電阻式與電容式

表3規(guī)格參數(shù)

若用戶購買了液晶套件，需要在開發(fā)板斷電的情況下，通過排線連接至開發(fā)板LCD&Touch口（開發(fā)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(fā)板，啟動后可以看到開發(fā)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(tǒng)。

【注意】HDG2L-IoT開發(fā)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cpg2l-iot-lcd.dtbg2l-iot.dtb，然后用拷貝生成的dtb文件引導系統(tǒng)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(jié)

本例使用的電容屏支持0~7級的液晶背光調節(jié)，可支持在不同環(huán)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(zhí)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(fā)板搭載了ArmMali-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(shù)據(jù)。而Gplay則是基于Gstreamer實現(xiàn)的音視頻播放器，能夠自動根據(jù)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(fā)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(tǒng)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(fā)板通訊正常MobaXterm連接開發(fā)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(xiàn)后即可開始使用杜邦線進行短接測試，接線方式如圖28所示，結果如圖29所示。

圖28RS-232短接

圖29RS-232測試數(shù)據(jù)

5.8.2CAN通信測試

HDG2L-IoT開發(fā)板有2個CAN口。硬件分布如圖30所示。

圖30HDG2L-IoT串口分布

查看CAN總線的狀態(tài)如圖31所示：

圖31CAN總線狀態(tài)

例如狀態(tài)信息包括發(fā)送、接收字節(jié)，drop代表丟包數(shù)量，overrun代表一處次數(shù)，error代表總線錯誤次數(shù)。

在對CAN2進行測試時，確保在命令執(zhí)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32CANTest設置參數(shù)

運行CANTest程序可以通過CAN口收發(fā)數(shù)據(jù)。該程序在運行時，需要提供一個命令行參數(shù)，即需要打開的CAN口名，這個CAN名參數(shù)可以為“can1”、“can2”。例如需要通過CAN2口進行數(shù)據(jù)收發(fā)，在命令行下執(zhí)行如下命令：

該測程序運行流程如下：

打開CAN2口，其中CAN2口的通訊速率為125000。

通過CAN2口發(fā)送一個20字節(jié)的數(shù)據(jù)。

從CAN2口接收數(shù)據(jù)。

重復步驟2~3，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的循環(huán)發(fā)送和接收。用戶可通過CAN測試器件通過CAN總線來測試數(shù)據(jù)收發(fā)，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(shù)據(jù)收發(fā)?

6.開發(fā)板硬件性能測試

6.1以太網(wǎng)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(wǎng)接口，評估測試RZ/G2L雙網(wǎng)口實際傳輸速率。

6.1.2測試工具

網(wǎng)口采用iperf工具進行測試，client端顯示發(fā)送速率，server端顯示接收速率。

2.移植iperf到開發(fā)板

RZ/G2L開發(fā)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(tǒng)可執(zhí)行apt命令進行安裝。

6.1.3測試過程

1.查看虛擬機與開發(fā)板IP地址

圖34虛擬機開發(fā)板IP地址

2.登陸開發(fā)板作為客戶端

開發(fā)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35etho下載帶寬

5.eth1測試結果

圖36eth1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(fā)板，兩路千兆網(wǎng)口實測基本達到1000Mbps的最大速率。

注：千兆以太網(wǎng)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(huán)境適應性，測試低溫啟動、高溫工作、高低溫循環(huán)狀態(tài)下的工作情況。

6.2.2測試準備

2套RZ/G2L開發(fā)板HDG2L-IoT、網(wǎng)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(huán)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(huán)境溫度-40℃

上電后RZ/G2L核心板啟動正常。此時環(huán)境溫度-40℃，通過電腦連接開發(fā)板讀取CPU溫度為-24℃，如圖38所示。

圖38CPU溫度

2.+85℃高溫測試負載50%

將環(huán)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(huán)境如圖39圖40所示。

圖39環(huán)境溫度+85℃

圖40主板環(huán)境

此時CPU占用率為47%，測得CPU溫度為92℃。在85℃高溫環(huán)境下8小時后，系統(tǒng)未出現(xiàn)死機等情況，正常運行，此時CPU溫度為97℃攝氏度，部分數(shù)據(jù)如圖41所示。

圖41CPU溫度

6.2.4測試結果

由于篇幅有限，本文僅演示部分數(shù)據(jù)，全部實際測試結果如表4所示。

表4測試結果

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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-G31GPU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(huán)境下的穩(wěn)定性能，都給這款開發(fā)板加分不少。

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8.常用指令