【资料分享】NXP i.MX 8M Mini评估版测试手册（1）

Tronlong创龙科技

2023-6-15 14:32:20 8318 NXP 开发板评估板

本帖最后由 Tronlong创龙科技于 2023-6-15 14:33 编辑

1 评估板快速测试

1.1 系统启动测试

1.2 文件传送测试

1.2.1 通过Linux系统启动卡

1.2.2 通过OpenSSH

1.3 LED测试

1.4 按键测试

1.4.1 用户输入按键测试

1.4.2 CPU ON/OFF按键测试

1.5 时钟设置测试

1.6 DDR读写测试

1.7 MicroSD接口读写测试

1.8 eMMC读写测试

1.9 SPIFLASH读写测试

1.10 PCIe接口测试

1.10.1 SATA接口固态硬盘测试

1.10.2 M.2接口固态硬盘测试

前言

本案例适用开发环境：

Windows开发环境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

虚拟机：VMware15.1.0

Linux开发环境：Ubuntu18.04.4 64bit

U-Boot：U-Boot-2020.04

Kernel：Linux-5.4.70

Linux SDK：5.4.70_2.3.0

进行操作前，请先按照调试工具安装、Linux开发环境搭建相关文档，安装SecureCRT串口调试终端、VMware虚拟机、Linux SDK等相关软件。

本文主要提供评估板的硬件资源测试方法。无特殊说明情况下，默认使用USB TO UART2作为调试串口，使用Linux系统启动卡启动系统，通过路由器与PC机进行网络连接。

本案例采用的评估版为创龙科技TLIMX8-EVM，它是一款基于NXP i.MX 8M Mini的四核ARM Cortex-A53 + 单核ARM Cortex-M4异构多核处理器设计的高性能评估板，由核心板和评估底板组成。ARM Cortex-A53(64-bit)主处理单元主频高达1.6GHz，ARM Cortex-M4实时处理单元主频高达400MHz。处理器采用14nm最新工艺，支持1080P60 H.264视频硬件编解码、1080P60 H.265视频硬件解码、GPU图形加速器。核心板经过专业的PCB Layout和高低温测试验证，稳定可靠，可满足各种工业应用环境。

评估板接口资源丰富，引出MIPI CAMERA、MIPI/LVDS LCD、HDMI OUT、LINE IN/OUT、PCIe、FlexSPI、USB、RS485、RS232、千兆网口、百兆网口等接口，板载WIFI模块，支持Mini-PCIe4G模块，可选配外壳直接应用于工业现场，方便用户快速进行产品方案评估与技术预研。

评估板正视图

1.1 系统启动测试

接入电源，并使用Micro USB线连接PC机和评估板的USB TO UART2调试串口。打开设备管理器，确认评估板USBTO UART2调试串口对应的COM端口号。

图 1

图 2

打开串口调试终端SecureCRT，选择对应的COM端口号，设置波特率为115200，8N1，无校验位。建立串口连接，如下图所示。

图 3

将Linux系统启动卡插入评估板Micro SD卡槽，根据评估底板丝印将启动方式选择拨码开关拨为11100(1~5)，此档位为SD卡启动模式。将评估板上电启动，串口终端会打印如下类似启动信息。

图 4

图 5

图 6

核心板LED在系统启动过程中的变化说明如下：

评估板上电后，电源指示灯LED0点亮；随后U-Boot第一阶段启动，LED1点亮；紧接着U-Boot第二阶段启动，LED2点亮；直到内核启动运行时，LED2熄灭，LED1进行心跳闪烁；eMMC进行读写时，LED2闪烁。

系统启动后会自动登录root用户，说明使用Linux系统启动卡启动评估板成功。

图 7

如需从eMMC启动评估板，请执行如下脚本命令一键固化Linux系统至eMMC。

Target# /opt/tools/mkemmcboot.sh

图8

用时约5min，eMMC成功固化Linux系统，同时串口调试终端打印提示信息。将评估板断电，将Linux系统启动卡从评估板MicroSD卡槽中取出，根据评估底板丝印将启动方式选择拨码开关拨为00010(1~5)，此档位为eMMC启动模式。

将评估板上电，评估板将从eMMC启动U-Boot，然后加载Linux内核、设备树和文件系统。

1.2 文件传送测试

PC机和评估板之间传送文件的常见方式如下：

（1）通过Linux系统启动卡、U盘等存储介质方式拷贝。

（2）通过NFS、TFTP、OpenSSH等网络方式拷贝。

1.2.1 通过Linux系统启动卡

将配套的系统启动卡插至PC机，然后把需要拷贝至评估板的文件拷贝至系统启动卡的BOOT分区，如下图所示。

图 9

将系统启动卡插至评估板，启动系统并执行如下命令查看分区信息。系统启动卡的BOOT分区挂载在评估板文件系统“/run/media/mmcblk1p1/”目录下。

Target# df -h

Target# ls /run/media/mmcblk1p1

图 10

1.2.2 通过OpenSSH

OpenSSH是SSH(Secure Shell)协议的免费开源实现。SSH协议族可用来进行远程控制，或在计算机之间传送文件，评估板文件系统默认已支持SSH库。

在Ubuntu中执行如下命令，查询是否已安装OpenSSH。

Host# ssh -v

图 11

可看到系统已自带OpenSSH。如未安装，请先自行正确安装OpenSSH。

将评估板RGMII ETH网口通过网线连接至路由器。在评估板上执行如下命令可自动获取到IP，如下图所示。“-i”用于指定网卡，eth0为网卡名字，请根据实际情况修改。

Target# udhcpc -ieth0

图 12

执行如下命令可查询IP地址。本次查询到的IP地址是192.168.0.120。

Target# ifconfig

图 13

（1）使用OpenSSH从PC机传送文件至评估板

执行如下命令在Ubuntu中新建文件test1，并使用OpenSSH命令将test1文件拷贝至评估板文件系统根目录。

Host# touch test1 //新建文件

Host# scp test1 root@192.168.0.120:/

图 14

如出现提示“Are you sure you want to continue connecting(yes/no)?”，请输入：yes。

在评估板上执行如下命令可看到从PC机拷贝过来的文件，如下图所示。

Target# ls /

图 15

（2）使用OpenSSH从评估板传送文件至PC机

执行如下命令在评估板文件系统根目录新建一个测试文件test2。

Target# cd /

Target# touch test2

图 16

在Ubuntu上执行如下OpenSSH命令将评估板测试文件test2拷贝至PC机“/home/tronlong/test/”目录下。如传输的是文件夹，请在scp后面添加参数“-r”。

Host# sudo scp root@192.168.0.120:/test2/home/tronlong/test/

Host# ls /home/tronlong/test/

图 17

（3）使用OpenSSH登录到评估板文件系统

在Ubuntu执行如下命令可通过OpenSSH登录评估板文件系统。

Host# sudo ssh root@192.168.0.120

图 18

如需退出登录，请执行exit或者logout命令。

1.3 LED测试

评估底板LED与GPIO对应关系如下表所示。

表 1

USER1	USER2
GPIO2_20	GPIO1_5

（1）逐盏点亮LED

进入评估板文件系统，执行如下命令逐盏点亮、熄灭LED。

Target# echo 0 >/sys/class/leds/user-led0/brightness //控制USER1 LED灭

Target# echo 1 >/sys/class/leds/user-led0/brightness //控制USER1 LED亮

Target# echo 0 >/sys/class/leds/user-led1/brightness //控制USER2 LED灭

Target# echo 1 >/sys/class/leds/user-led1/brightness //控制USER2 LED亮

图 19

1.4 按键测试
1.4.1 用户输入按键测试

评估板用户输入按键KEY3对应GPIO1_6。进入评估板系统，执行如下命令查看按键事件号。

Target# cat /proc/bus/input/devices

图 20

从上图中可看到按键事件号为event1，执行如下命令，按下KEY3进行按键测试，可看到如下打印信息。按“Ctrl + C”可终止测试命令。

Target# od -x /dev/input/event1

图 21

1.4.2 CPU ON/OFF按键测试

评估板上电启动后，长按CPU ON/OFF按键5s，核心板两个用户指示灯与电源指示灯全灭，系统断电。再长按CPU ON/OFF按键1s，系统重新启动，串口调试终端将会打印如下类似启动信息。

图 22

1.5 时钟设置测试

图 23

Linux系统中分系统时钟（软件时钟）和RTC时钟（硬件时钟），系统时钟掉电即会消失，RTC时钟在安装电池的情况下会长期运行。

如需使用RTC时钟，请先安装纽扣电池。CON3为RTC纽扣电池座，适配纽扣电池ML2032（3V可充）、CR2032（3V不可充）。使用可充电电池时，请将跳线帽插入J1实现充电。使用不可充电电池时，请确保无跳线帽插入J1。

如下为时钟相关的常用命令。

（1）查看系统时钟

Target# date

图 24

（2）查看RTC时钟

Target# hwclock -u

图 25

（3）设置系统时间

Target# date -s "2021-03-1016:15:00" //设置时间：2021年3月10日16点15分00秒

Target# date

图 26

（4）同步系统时钟到RTC时钟

Target# hwclock --systohc -u

Target# hwclock -u

图 27

（5）同步RTC时钟到系统时钟

Target# hwclock --hctosys -u

图 28

1.6 DDR读写测试

Linux系统启动时，在U-Boot的SPL阶段完成DDR的初始化，并打印DDR实际容量，如下图所示。

图 29

DDR读写速度受实际情况影响，测试速率以具体情况为准，如下测试数据仅供参考。

（1） DDR读速度测试

进入评估板系统，执行如下命令对DDR进行读速度测试。

Target#bw_mem 100M rd

图 30

测试从DDR中读取100MByte数据，可看到本次测试的读速度为2308.88MB/s。

（2） DDR写速度测试

进入评估板系统，执行如下命令对DDR进行写速度测试。

Target#bw_mem 100M wr

图 31

测试写入100MByte数据至DDR中，可看到本次测试的写速度为1357.81MB/s。

（3） DDR拷贝速度测试

进入评估板系统，执行如下命令对DDR进行拷贝速度测试。

Target#bw_mem 100M cp

图 32

测试拷贝100MByte数据至DDR中，可看到本次测试的拷贝速度为767.07MB/s。

1.7 Micro SD接口读写测试

本小节使用SanDisk品牌、128GByte容量的Micro SD卡来测试评估板Micro SD接口性能。请参考《Linux系统启动卡制作及系统固化》文档将其制作成Linux系统启动卡再进行测试。不同的Micro SD卡以及不同的测试方法，对Micro SD接口测试结果将造成一定差异。

将Micro SD卡插入评估板Micro SD卡槽，启动方式选择拨码开关拨为00010(1~5)，此档位为eMMC启动模式。进入评估板文件系统执行如下命令查看Micro SD卡挂载信息。

Target#df -h

图 33

（1） Micro SD接口写速度测试

进入评估板文件系统，执行如下命令测试Micro SD接口写速度。

Target# echo 3> /proc/sys/vm/drop_caches

Target# time dd if=/dev/zeroof=/run/media/mmcblk1p2/test bs=1024K count=200 conv=fsync

time命令有计时作用，dd用于复制，从if(input file)文件读出，写到of(output file)指定的文件，bs是每次写块的大小，count是读写块的数量。

“if=/dev/zero”不产生IO，即不断输出数据，可用来测试纯写速度。

图 34

此处一共写200MByte测试数据至Micro SD卡的test文件，可看到本次测试的Micro SD接口写速度约为58.7MB/s。

（2） Micro SD接口读速度测试

进入评估板文件系统，执行如下命令测试Micro SD接口读速度。

Target# echo 3> /proc/sys/vm/drop_caches

Target# time dd if=/run/media/mmcblk1p2/testof=/dev/null bs=1024K

“of=/dev/null”不产生IO，即不断接收数据，可用来测试纯读速度。

图 35

此处从test文件中一共读出200MByte的数据，可看到本次测试的Micro SD接口读速度为86.3MB/s。

1.8 eMMC读写测试

需对eMMC设备进行分区后方可对其进行读写测试。评估板出厂时，默认已完成eMMC设备分区工作，执行如下命令可查看eMMC容量以及分区信息。

Target# dmesg |grep mmcblk0

图 36

其中boot分区在评估板文件系统挂载路径为“/run/media/mmcblk0p1/”，rootfs分区在评估板文件系统挂载路径为“/run/media/mmcblk0p2/”，执行如下命令可查看挂载情况。

Target# df -h

图 37

（1） eMMC写速度测试

进入评估板系统，执行如下命令对eMMC设备进行写速度测试。

Target# echo 3> /proc/sys/vm/drop_caches

Target# time dd if=/dev/zeroof=/run/media/mmcblk0p2/test bs=1024K count=200 conv=fsync

图 38

此处一共写200MByte测试数据至eMMC设备rootfs分区下的test文件，可看到本次测试的eMMC设备写速度为9.0MB/s。

（2） eMMC读速度测试

进入评估板系统，执行如下命令对eMMC设备进行读速度测试。

Target# echo 3> /proc/sys/vm/drop_caches

Target# time ddif=/run/media/mmcblk0p2/test of=/dev/null bs=1024K

图 39

此处从test文件中一共读出200MByte数据，可看到本次测试的eMMC设备读速度为171MB/s。

1.9 SPI FLASH读写测试

本小节对评估板底板SPI FLASH的MTD0分区进行读写速度测试。MTD0分区大小为8MByte，读写测试会将该分区内容擦除，请做好数据备份。

执行如下命令加载驱动，查询SPI FLASH分区，确认MTD0分区大小（读写请勿超出分区大小），将该分区内容擦除。

Target# modprobe spi-nor

Target# cat /proc/mtd

Target# flash_erase/dev/mtd0 0 0

图 40

（1） SPI FLASH写速度测试

进入评估板系统，执行如下命令对SPI FLASH进行写速度测试。

Target# time dd if=/dev/zeroof=/dev/mtd0 bs=1024k count=8

图 41

测试写入8MByte数据至SPI FLASH的MTD0分区下，可看到本次测试的SPI FLASH写速度为369KB/s。

（2） SPI FLASH读速度测试

重启评估板，进入评估板系统，执行如下命令对SPI FLASH进行读速度测试。

Target# modprobe spi-nor

Target# cat /proc/mtd

Target# time dd if=/dev/mtd0 of=/dev/null bs=1024k

图 42

测试从SPI FLASH的MTD0分区读取8MByte数据，可看到本次测试的SPI FLASH读速度为1.4MB/s。

1.10 PCIe接口测试

本章节分别通过PCIe接口读写SATA接口和M.2接口的固态硬盘，测试PCIe接口外接固态硬盘的读写带宽。

1.10.1 SATA接口固态硬盘测试

本小节使用三星品牌、120GByte容量、FAT32格式的SATA接口SSD固态硬盘（以下简称“SATA硬盘”）测试。

评估板断电，将PCIe转SATA模块（品牌：乐扩，型号：IO-PCE9215-4I）插至评估板PCIe SLOT接口，并将SATA硬盘连接至PCIe转SATA模块。测试工具采用fio，fio工具将会清除SATA硬盘的数据，请注意备份数据，建议使用空硬盘进行测试。

图 43

评估板上电，执行如下命令查看是否检测到PCIe和SATA硬盘。

备注：若未能识别到SATA硬盘，请用SATA转USB线，将SATA硬盘连接到PC机查看是否已为FAT32格式。

Target# lspci

Target# fdisk -l

图 44

（1） SATA硬盘写速度测试

Target# fio -filename=/dev/sda -ioengine=libaio -iodepth=1 -iodepth_batch=1-iodepth_low=1 -iodepth_batch_complete=1 -direct=1 -rw=write -bs=1024K-size=1000M -numjobs=1 -thread -group_reporting -name=write_job -userspace_reap-ramp_time=1 -allow_mounted_write=1

备注："/dev/sda"为本次的设备号，具体设备号可使用fdisk -l命令查看。

图 45

测试写入1000MByte数据至SATA硬盘中，可看到本次测试SATA硬盘写速度为283MB/s。

（2） SATA硬盘读速度测试

Target# fio-filename=/dev/sda-ioengine=libaio -iodepth=1 -iodepth_batch=1 -iodepth_low=1-iodepth_batch_complete=1 -direct=1 -rw=read -bs=1024K -size=1000M -numjobs=1-thread -group_reporting -name=read_job -userspace_reap -ramp_time=1

备注："/dev/sda"为本次的设备号，具体设备号可使用fdisk -l命令查看。

图 46

测试从SATA硬盘中读出1000MByte数据，可看到本次测试SATA硬盘读速度为233MB/s。

1.10.2 M.2接口固态硬盘测试

本小节使用西数数据SN550、FAT32格式、500GByte容量的M.2接口（NVMe协议）SSD固态硬盘（以下简称“M.2硬盘”）进行测试。

评估板断电，请将M.2硬盘插在PCIe转M.2模块（型号：绿联M.2 NVMe转PCI-E3.0X4扩展卡），然后将PCIe转M.2模块插至评估板PCIe SLOT接口。测试工具采用fio，fio工具将会清除M.2硬盘的数据，请注意备份数据，建议使用空硬盘进行测试。

图 47

图 48 PCIe转M.2模块信号示意图

备注：PCIe转M.2模块信号示意图仅供参考，并非模块的原理图。

评估板上电，执行如下命令查看是否检测到PCIe和M.2硬盘，并可看到插入的M.2硬盘设备节点为“/dev/nvme0n1”。

备注：若未能识别到M.2硬盘，请将M.2硬盘通过PCIe转M.2模块连接至PC机查看是否已为FAT32格式。

Target# lspci

Target# fdisk -l

图 49

（1） M.2硬盘写速度测试

Target# fio-filename=/dev/nvme0n1 -ioengine=libaio -iodepth=1 -iodepth_batch=1 -iodepth_low=1-iodepth_batch_complete=1 -direct=1 -rw=write -bs=1024K -size=1000M -numjobs=1-thread -group_reporting -name=write_job -userspace_reap -ramp_time=1-allow_mounted_write=1

备注："/dev/nvme0n1"为本次的设备号，具体设备号可使用fdisk -l命令查看。

图 50

测试写入1000MByte数据至M.2硬盘中，可看到本次测试M.2硬盘写速度为332MB/s。

（2） M.2硬盘读速度测试

Target# fio -filename=/dev/nvme0n1 -ioengine=libaio -iodepth=1-iodepth_batch=1 -iodepth_low=1 -iodepth_batch_complete=1 -direct=1 -rw=read-bs=1024K -size=1000M -numjobs=1 -thread -group_reporting -name=read_job-userspace_reap -ramp_time=1

备注："/dev/nvme0n1"为本次的设备号，具体设备号可使用fdisk -l命令查看。

图 51

测试从M.2硬盘中读出1000MByte数据，可看到本次测试M.2硬盘读速度为209MB/s。