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Imagination推出的Creator Ci20單板計算機(jī)，除了使用了自家的PowerVR SGX540之外，CPU SoC使用的是君正的JZ4780(基于MIPS架構(gòu))，開發(fā)板上集成了WiFi/BT/ETH等通信接口及其它常用的外設(shè)，希望能為廣大MIPS愛好者提供一款合適的評估學(xué)習(xí)平臺。該開發(fā)板與RPI 2推出的時間大致相仿，可以拿來與Creator Ci20進(jìn)行比較一番，本文接下來的評測也將主要對著兩個板子進(jìn)行參數(shù)對比。筆者以前也使用過龍芯俱樂部開發(fā)的龍芯評估板，總體感覺尚可，所以對于Ci20開發(fā)板感覺倒也蠻親切，迫不及待想體驗一番。
Creator Ci20開箱
Creator Ci20開發(fā)板上的CPU SoC是JZ4780，基于MIPS架構(gòu)，開發(fā)板硬件配置不算高，但是接口比較齊全。
Ci20包裝盒上列出了開發(fā)板的一些主要特性，硬件特性主要包括：MIPS架構(gòu)、PowerVR GPU及FlowCloud支持;軟件平臺則支持主流的Linux及Android系統(tǒng)。開發(fā)套件以盒裝形式銷售，MOUSER上的報價為RMB 550元左右(含稅)。
Ci20包裝盒內(nèi)包含Creator Ci20開發(fā)板1塊，USB接口電源線一根，紙質(zhì)簡明文檔一份，另還提供了六角塑料支撐螺絲柱一套。內(nèi)部使用了防震泡沫對開發(fā)板進(jìn)行保護(hù)。
Ci20開發(fā)板大小約為90X95mm，最初的Ci20開發(fā)板油墨為綠色，現(xiàn)在的版本為V2版本，使用紫色油墨。紙質(zhì)文檔給出了快速指南網(wǎng)址，指引用戶快速上手。不過只有英文頁面，沒有中文的說明文檔。
硬件介紹
Creator Ci20的定位主要針對樹莓派2B，CPU的主頻不高，使用的是MIPS32架構(gòu)，雙核心，工作主頻為1.2Ghz。其實Imagination早在2013年推出了名為Warrior的64位架構(gòu)CPU，主要針對手機(jī)及平板市場。不過在Creator Ci20上并未使用該CPU。相對來說，Creator Ci20的特色更多的表現(xiàn)在提供的外設(shè)接口上，除了在開發(fā)板上集成了常規(guī)的音、視頻等接口外，開發(fā)板上還包括WiFi/BT/ETH等通信接口另外加上一個紅外接收器!
Creator Ci20開發(fā)板上的外設(shè)主要集中在正面。1GB的總物理內(nèi)存由4片256MB的芯片顆粒組成(還有兩顆內(nèi)存芯片在背面)，8GB的EMMC芯片及無線/藍(lán)牙芯片則放在開發(fā)板的背面。
JZ4780 模塊
Creator Ci20上使用的JZ4780 SoC是北京君正推出的一款微處理器，基于XBurst CPU內(nèi)核的JZ47xx 系列微處理器芯片自2007年初以來，憑借其優(yōu)異的性價比、強(qiáng)勁的多媒體處理能力和超低功耗優(yōu)勢，迅速在生物識別、教育電子、多媒體播放器、電子書、平板電腦等領(lǐng)域得到大量應(yīng)用。JZ47xx系列芯片產(chǎn)品已成為我國出貨量最大、應(yīng)用領(lǐng)域最廣的自主創(chuàng)新微處理器產(chǎn)品。在很多的指紋考勤機(jī)上可以見到該CPU的身影。
該微處理器擁有兩顆1.2Ghz的內(nèi)核，每顆內(nèi)核自帶64KB的一級片內(nèi)緩存，總共512KB的二級緩存，CPU使用9段流水線進(jìn)行作業(yè)處理。封裝形式為BGA，芯片大小為17X17mm。SoC上還集成了PowerVR SGX540 GPU，集成3D及2D加速功能。
存儲系統(tǒng)
Creator Ci20開發(fā)板上集成了1GB的DDR3內(nèi)存及8GB的EMMC存儲器。1GB的DDR3內(nèi)存對于一般的嵌入式應(yīng)用來說基本足夠了，內(nèi)存顆粒使用的是三星的K4B2G0846，單片容量為2Gbit，單顆容量達(dá)256MB，一共有4片，總計達(dá)1GB的內(nèi)存。該內(nèi)存在900Mhz工作頻率下最高可達(dá)900Mb/秒數(shù)據(jù)傳輸，具體性能測試見后文。
8GB的EMMC存儲器可以直接用來存儲系統(tǒng)固件，省去了另外購置SD卡的費(fèi)用。這是鎂光的一款廣泛使用的EMMC存儲器，性能一般，勝在價格便宜，很多U盤使用的就是這種型號的存儲芯片。該存儲器使用MLC存儲單元，位寬為8bit，同步訪問模式下性能可達(dá)200MT/s;在異步訪問模式下，讀寫速率可達(dá)50MT/s。后面會有詳細(xì)的讀寫速率測試。
除了內(nèi)置的這些存儲設(shè)備，Creator Ci20開發(fā)板也提供了SD卡及USB存儲接口，可以很方便的為開發(fā)板添加外部存儲器。RPI系列都沒有提供內(nèi)置的EMMC存儲支持，程序運(yùn)行必須使用額外的Micro SD來提供外部存儲能力。
通信能力
相對于RPI 2來說，Ci20的特色主要表現(xiàn)在提供了豐富的外部網(wǎng)絡(luò)通信能力。Ci20開發(fā)板上除了提供標(biāo)準(zhǔn)的ETH網(wǎng)絡(luò)接口，還提供了WiFi/BT連接能力。
板載的無線通信模塊為RK903，RK903模塊包括了WiFi功能，支持IEE 802.1 b/g/n協(xié)議，無線網(wǎng)絡(luò)使用為2.4GHz頻段通信;FM功能支持76MHz-108MHz頻段;而藍(lán)牙功能則從最初的2.1版本升級為4.0版本。下圖中，無線模塊的下方是天線，沒有提供獨(dú)立的SMA天線接口。
以太網(wǎng)控制器型號為DM9000C，是DAVICOM推出的10/100M快速以太網(wǎng)控制器，內(nèi)置4KB雙字靜態(tài)存儲器。DM900C支持10Base-T及100Base-TX，兼容802.3u以太網(wǎng)協(xié)議。
ETH接口的速率為100M，中規(guī)中矩。相比樹莓派2來說，多了WiFi及BT功能，而RPI直到RPI 3才推出無線連接功能。
其它接口
Ci20還提供了其它一些常用的接口，如紅外接收器、JTAG、Camera、HDMI接口等。電源接口為標(biāo)準(zhǔn)DC-Jack，默認(rèn)輸入電壓為5V，接口規(guī)格為4mmX1.7mm，電壓極性為內(nèi)正外負(fù)，附件提供的只是一根供電電纜，需要自行配備5V/1A以上電源適配器。
Ci20開發(fā)板上還引出了RPI兼容的GPIO接口，26針，間距為2.54mm標(biāo)準(zhǔn)。
上電、性能測試
Ci20使用5V DC供電，使用附送的供電電纜連接到外部5V DC電源適配器，連接上網(wǎng)線、HDMI顯示器及鍵盤、鼠標(biāo)等外設(shè)，就可以開始體驗Creator Ci20了。
Ci20提供了靈活的啟動選項配置，除了可以引導(dǎo)NAND上的系統(tǒng)之外，還可以從SD卡或USB存儲設(shè)備上啟動，通過開發(fā)板上的JP3及SW1的組合配置，可以很靈活的選擇存儲在不同設(shè)備上的系統(tǒng)。下圖是可用的啟動選項配置，JP3默認(rèn)設(shè)置為從NAND啟動系統(tǒng)。NAND出廠時固化的DEBIAN 7系統(tǒng)，不過DEBIAN 8也已支持Ci20。
HDMI接口與顯示器相連通過一個HDMI轉(zhuǎn)換器與VGA顯示器連接，不知道是HDMI轉(zhuǎn)換器的兼容問題還是Ci20開發(fā)板硬件驅(qū)動問題。上電后VGA顯示器上沒有任何輸出，所以下述測試畫面是通過遠(yuǎn)程訪問得到的效果。
配置好遠(yuǎn)程桌面連接后，稍等片刻。桌面出來了，啥，這是XFCE桌面，居然不是慣常的LXDE。
原來，LINUX發(fā)行版是DEBIAN，也不是慣常的UBUNTU，嗯，不走尋常路!理論上來說，DEBIAN比UBUNTU的測試更嚴(yán)謹(jǐn)，所以穩(wěn)定性應(yīng)該也會更好那么一點點吧。
XFCE算是老牌的輕便桌面系統(tǒng)了，相對于LXDE來說，似乎只有DEBIAN上使用得更多一點，當(dāng)然這些都是個人喜好，可以定制的。
系統(tǒng)默認(rèn)沒有安裝OFFICE等辦公軟件，只提供了Iceweasel瀏覽器，另外為了方便實現(xiàn)遠(yuǎn)程桌面，默認(rèn)安裝了VNC Server。
可以使用XFCE提供的網(wǎng)絡(luò)管理組件來配置網(wǎng)絡(luò)，點擊任務(wù)欄上的網(wǎng)絡(luò)圖標(biāo)，可以查看及連接相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。
簡單測試一下Ci20的性能，使用sysbench平臺來進(jìn)行測試。
先看看CPU信息，
可以看到，確實是雙核CPU，CPU型號為君正 Xburst V4.15 FPU V0.0。
下面的指令測試CPU的性能，
測試時火力全開，因為Ci20上的CPU只有兩個核心，這里指定兩個線程來測試性能。實際上也可以打開4個線程，但那樣測試的話意義不大。RPI 2B集成了4個核心，而且由于核心頻率與JZ4780也不相同，所以比較起來的話也不能完全反映具體的性能。
下面是RPI2對應(yīng)的CPU測試結(jié)果，4線程測試模式，除了線程數(shù)不同外，其它的參數(shù)一致。
可以看到，CPU的測試性能基本相當(dāng)，RPI2的性能稍高一點，不過基本可以忽略不計了。
接下來比較一下二者的內(nèi)存性能，先看Ci20的測試數(shù)據(jù)。
RPI2的內(nèi)存性能測試，測試參數(shù)相同，除了線程數(shù)開啟為4，可以看到內(nèi)存性能還是大幅度提升了。
最后是FLASH存儲器性能測試，從下圖看到，內(nèi)置的EMMC存儲器性能的確是一般，對于大量存儲數(shù)據(jù)處理來說，有點捉襟見肘啊!
RPI2上使用SANDISK 16GB的存儲卡來進(jìn)行比較，規(guī)格為CLASS 10。下面是相同參數(shù)的測試結(jié)果對比?？梢钥吹?，差距非常明顯。
從硬件測試結(jié)果來看，CPU性能基本相當(dāng)，內(nèi)存和存儲能力來講，由于測試使用的線程數(shù)不完全一致，內(nèi)存和閃存的對比僅供參考。
軟件工具鏈
在MIPS架構(gòu)的CPU上開發(fā)軟件，當(dāng)然需要使用MIPS專用的工具鏈來編譯代碼。不過一般的LINUX發(fā)行版內(nèi)都有相應(yīng)的配套工具鏈供用戶使用。Ci20出廠時的LINUX發(fā)行版為DEBIAN 7.5，相應(yīng)的GCC版本號為GCC 4.6.3。
可以直接在Ci20上編譯代碼，省去了交叉編譯的依賴性問題。下面編寫一個簡單的Hello World程序來查看工具鏈的一些細(xì)節(jié)。
編譯的細(xì)節(jié)。這里除了編譯工具鏈的不同外，其編譯過程與ARM架構(gòu)并沒有明顯的區(qū)別。同時，從DEBIAN官方軟件源獲取到的程序，都可以直接在MIPS平臺上直接使用，因為LINUX發(fā)行版幫助我們解決了這個問題。
為了進(jìn)一步了解生成的代碼的內(nèi)部細(xì)節(jié)，使用readelf文件來記取生成的代碼頭，得到的信息如下
這里注意兩三個細(xì)節(jié)。一個是CPU的架構(gòu)，可以看到MIPS R3000字樣;另外程序的字節(jié)順序使用的是little endian，也就是小端字節(jié)。最后看到程序的Class是ELF32，表明這是32位的代碼，因為CPU也是32位的。這些要素都是在進(jìn)行軟件開發(fā)時必須考慮到的問題。
君正官方也提供了相應(yīng)的SDK開發(fā)文檔，里面包含了交叉編譯工具鏈及特定的SDK底層軟件包供用戶使用。
結(jié)論
總體來講，Creator Ci20的優(yōu)勢在于比較完善的硬件配置，雖然各硬件的性能及參數(shù)并非最好，但勝在實用。還有一點，它使用的是MIPS架構(gòu)的CPU，用來學(xué)習(xí)并了解MIPS架構(gòu)的相關(guān)知識，學(xué)習(xí)并比較大端與小端的區(qū)別，倒也不失為一個不錯的選擇。ETH/WIFI/BT的完美組合，可以借以了解完整的通信框架，還算不錯的CPU性能，也算是不錯的選擇。另外，市面上基于MIPS架構(gòu)的開發(fā)板，除了龍芯的智龍，別的還真沒得選!
不過Creator Ci20最大的軟肋是其價格，550RMB可以買倆最新的RPI 3了;再有與RPI相比較，在軟件生態(tài)及用戶基數(shù)方面完全是一邊倒的趨勢。
所以，如果你是MIPS的鐵桿FANS的話，還是掏錢買了吧!
參考資料：
Creator Ci20
JZ4780CPU
RPI官網(wǎng)
工商網(wǎng)監(jiān)
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