瑞萨电子主流芯片系列

萨尔茨/G2L是通用处理器中接口最全面的微处理器之一，将稳定供货至少10年。其工作温度为-40℃~+85℃，适用于电力、医疗、轨道交通。自动化、环保、重工等行业。处理器配备双核Cortex-A55 @ 1.2 GHz+COTEX-M33 @ 200 MHz，集成3D图形加速引擎，ARM Mail-G31；；支持OpenCL2.0、OpenGL ES1.1/2.0/3.0/3.2、1080P高清显示和H.264视频硬件编解码。

万象G2L核心板采用瑞萨RZ/G2L作为核心处理器，搭载双核Cortex-A55+Cotex-M33处理器，集成高性能Mail-G31 GPU。适用于工业控制、人机交互、数据网关、边缘计算等应用场景。这将使用HDG2L-IOT评估板/开发来详细评估G2L的功能和性能。

图1 RZ/G2L处理器架构

1.1开箱

了解了一些初步知识后，我们进入正题，HDG2L-IoT开发板开箱！

开发板采用普通环保纸箱包装，包装盒采用防撞缓冲保护设计，可以很好的保护产品。这款开发板还采用了珍珠膜气泡袋进行包装，防水防震PE材料对产品进行全方位保护，内部还采用了可回收的防静电网袋，如图2所示。

图2整体包装

开发板设计为戳孔核心板+工控板。工控板整体机械尺寸为180mm*120mm，芯板整体机械尺寸为70mm * 45mm。工控板四角预留四个安装孔，前后如图3、图4所示。

图3开发板正面

图4开发板背面

HDG2L-IoT开发板主要包括以下附件，如表1附件所示。

1手表配件

如全家福照片图5所示。

图5全家福

对于初学者学习来说，完全够用。当然，用户也可以选择使用电阻屏电容屏进行可视化操作。更多装备型号请参考我们的淘宝店。

2.核心板的硬件资源

2.1 hdg2l-IOT核心板介绍

HDG2L-IoT核心板主控制器选用RZ/G2LMU，板载1GB或2GB高速DDR4内存，8GB以上eMMC。核心板支持运行streamlined Linux、Ubuntu和Android操作系统，并提供完善健壮的外设驱动支持，旨在帮助用户快速应用RZ/G2L平台。物理图如图6所示。

图6核心板

RZ/G2L核心板集成千兆网口、CAN-FD、UART、USB等接口，支持网口、CAN、串口功能扩展。它集成了8通道12位ADC、8通道32位PWM、多个SPI和IIC，并支持看门狗和OTP单元。

2.2硬件参数

RZ/G2L核心板的硬件参数如表2所示。

表2核心板参数

我们来看看核心板细节的实拍，如图7。

图7核心板详图

3.背板硬件资源

3.1 HDG2L-IoT工控板介绍

HDG2L-IOT基于HD-G2L芯工业核心板设计，具有双千兆网口、双CAN总线、双RS-232、双RS-485、DSI、LCD、4G/5G、WiFi、CSI摄像头接口等。，接口丰富，适合工业现场应用，方便用户评估核心板和CPU的性能。

HD-G2L-CORE系列工业核心板基于RZ/G2L微处理器，配备Cortex-A55 CPU、16位DDR3L/DDR4接口、采用Arm Mali-G31的3D图形加速引擎和视频编解码器。此外，这款微处理器还配备了大量接口，如摄像头输入、显示器输出、USB 2.0和千兆以太网，因此特别适合入门级工业人机接口和具有视频功能的嵌入式设备等应用。实物如图8所示。

图8 HDG2L-物联网开发板

3.2硬件参数

HDG2L-IoT车载外设功能:

两个集成的10m/100m/100m自适应以太网接口

集成Wi-Fi

两个集成RS-232接口

两个集成RS-485接口

双向集成CAN总线接口

双向集成USB主机

1通道USB扩展4G模块接口

集成单向USB扩展5G模块接口

支持1路TF卡接口。

支持LCD接口

支持4线电阻触摸屏和电容屏接口

单向MIPI DSI接口

1路摄像机接口

音频支持

支持实时时钟和备用电池

支持蜂鸣器和板载LED

GPIO支持

1个TTL调试串口

DC +12V电源

图9 HDG2L-IoT开发板接口布局

4.开发板支持材料

HDG2L-IoT系列的核心板配备了多份10G开发资料，可以随时通过网盘下载，涵盖文件系统和内核源代码、用户开发说明、硬件设计参考电路、外设接口应用实例等技术文档。对于深度开发的用户，万象奥科可以提供专属的微信服务群，协助进行驱动和内核系统的深度定制。

图10支持材料

图11用户手册目录

注:万象奥科官网

5.开发板硬件基本功能和接口测试

经过一系列的资源了解，我们可以按照用户开发手册第十章的系统恢复和更新教程，把内核和文件系统烧到开发板上，然后就可以正常使用了，这里就不赘述了。

篇幅有限，本文仅演示部分功能和接口测试数据。详细的功能和界面测试数据，请访问万象奥科官网。

5.1串行端口硬件连接

如图12所示，调试串口位于核心板上方。

图12调试串行端口

用串口电缆连接HDG2L-IoT和PC时，先确认连接的电脑的串口号，从“设备管理器”查看串口号。以计算机识别的端口号为准。如果插拔后仍然没有端口号，请尝试重新启动电脑并再次连接。

图13串行端口号

5.2系统启动测试

了解了HDG2L-IoT的基本硬件资源后，我们就可以给开发板上电，简单测试开发板的硬件功能是否正常。

测试环境:

1.操作系统，windows 11家庭中文版。

2.终端工具MobaXterm。

3.硬件工具、HDG2L-IoT开发板、Type-C数据线和12V/2A电源适配器。

4.硬件设置，开发板已经烧了内核文件系统，拨代码设置0100 EMMC启动。

将数据线连接到电脑，将Type-C口连接到USB串口模块，然后将杜邦线连接到开发板的调试串口和USB串口模块。最后，使用配套的12V/2A电源适配器，连接电源线后将直角插座连接到开发板的DC电源端口。这时你会看到开发板的电源，运行的LED亮起，滴滴一声完成启动。

接线图如图14所示。

图14接线图

在这里，我们使用支持资源的MobaXterm软件演示来查看开发板的完整启动信息。操作如下所示:

1.开发板正确启动。

2.打开计算机设备管理器，检查端口号是否为COM4。

3.打开MobaXterm软件，使用串口登录到这里。操作如下面的图15所示。

图15开发板的启动步骤

4.然后回车，输入账号root继续回车成功进入开发板。此时我们进入reboot重启开发板，可以查看开发板启动信息，如图16所示。

图16启动信息

5.3检查CPU信息

如果您需要检查CPU信息，例如读取核心数、主频和CPU工作温度，您可以使用以下指令:

注:更多说明请参考第九章“通用说明”。

5.4打开和关闭机载LED灯。

控制LED灯打开和关闭的说明如下:

开发板上的LED灯点亮和熄灭如图17所示:

图17 led开关示意图

除了基本的开关操作，有编程基础的小伙伴还可以编写脚本程序控制LED灯定时闪烁。

5.5DDR读写测试

DDR读写指令如下:

界面如图18所示。

图18 DDR读写原理图

5.6网络端口测试

HDG2L-IoT开发板标配两个以太网端口，分布如图19所示。

图19以太网接口

默认情况下，ETH0配置为静态IP，ETH1配置为动态IP，这里用ETH0接口演示。

在调试阶段，需要使用网线将开发板与PC连接，并保持PC终端与HDG2L-IoT开发板在同一网段。操作步骤如下:

设置PC的以太网IP地址。

图20设置PC的IP地址

图21设置PC的IP地址

在本例中，固定PC的以太网端口的IP地址是192.168.10.125，固定PC的eth0是192.168.10.20。这两台设备在同一个网段中。在同一个网段上设置好IP后，可以在PC端使用CMD命令提示符测试是否PING开发板，或者使用MobaXterm终端PING PC端。命令如下，示例如图22所示:

图22 PING测试

有些用户会遇到设置正确仍然无法ping通对方的情况。他们可以尝试关闭计算机上的防火墙。以Windows 10为例。关断操作如图23所示。关机后，他们可以再次尝试ping。

图23关闭防火墙

5.7 LCD背光测试

HD070-LCD800480 LCD套件基于群创光电的7英寸LCD。接口包括LCD电源输出、四线电阻式触摸屏接口和电容式触摸屏接口，适用于万象奥科的各类评估主板。

本文的工业电容式触摸屏支持10点触控、带水触控、带手套触控、厚盖触控，稳定性高，抗干扰，能通过国军标电子电磁兼容测试，表面坚硬6H以上，耐摔耐刮，寿命长。

LCD套件由PCB背光、LCD屏幕、触摸屏和铁框架组成。实物的正面和背面如图24所示。

图24 LCD套件

硬件参数:

液晶显示

真彩色TFT

分辨率800*480

20000种颜色

离点0.1926毫米* 0.1790毫米

显示面积为154.02毫米* 85.92毫米

LED背光

触摸屏支持四线电阻式和电容式。

表3规格参数

如果用户购买LCD套件，需要在开发板断电时通过扁平电缆将其连接到开发板的LCDTouch端口。接线模式如图25所示。拿起接口，如图所示将排线正确插入排线座，然后按下排线固定板。电容屏正确连接到厚启动开发板。启动后可以看到开发板和显示屏同步滚动启动信息。启动后，显示屏将进入系统。

【注意】HDG2L-IoT开发板在启动时引导的器件树文件为g2l-iot.dtb，请根据采用的显示方案，从表中的三个器件树之一复制生成G2L-IOT.dtb。比如采用LCD显示方案时，要用cp g2l-iot-lcd.dtb g2l-iot.dtb，然后用复制的dtb文件引导系统。详情请咨询用户。

图25液晶套件接线图

LCD背光调节

本例使用的电容屏支持0~7级LCD背光调节，可以支持不同环境下的亮度要求。要修改LCD背光，可以通过修改“/sys/class/back light/back light/brightness”文件的值来调整LCD背光。该值范围从0到7，总共有8个背光级别。设定为7时，背光最亮。例如，要将背光值设置为5，可以在命令行执行以下命令:

LCD屏幕如图26所示。

图26背光亮度调整

视频播放

HDG2L-IOT的开发板搭载Arm Mali-G31的3D图形加速引擎和视频编解码器，其音视频部分的应用软件为Gstreamer，可用于处理MP3、Ogg、MPEG1、MPEG2、AVI、Quicktime等多种格式的多媒体数据。Gplay是基于Gstreamer的音视频播放器，可以根据硬件自动选择合适的插件进行音视频播放，操作也非常简单。

1.使用gst-play播放视频

HDG2L-IOT开发板内置视频样本文件，其路径为:

要播放视频，请使用以下命令:

输入上述命令后，系统会自动进入播放模式，视频可以在显示屏上播放，如图27所示。

在视频播放阶段，还可以输入K键查看键盘快捷键列表，以及暂停视频、增减音量等。

图27视频回放

5.8RS-232/CAN总线通信测试

RS-232通信测试

确保主机和开发板之间的通信正常。MobaXterm连接开发板，以root用户身份登录。

测试COM12时，首先在shell界面输入serialTest /dev/ttySC12，然后回车。出现之后，就可以开始用杜邦线进行短路测试了。接线模式如图28所示，结果如图29所示。

图28 RS-232短路

图29 RS-232测试数据

CAN通信测试

HDG2L-IoT开发板有两个CAN端口。硬件分布如图30所示。

图30 HDG2L-IoT串口分布

检查CAN总线的状态，如图31所示:

图31 CAN总线状态

例如，状态信息包括发送和接收的字节，drop表示数据包丢失的次数，overrun表示次数，error表示总线错误的次数。

测试CAN2时，确保命令执行终端的接口进入dev文件夹，然后在CANTest程序中设置，如图32红框所示。

图32 CANTest设置参数

运行CANTest程序可以通过CAN端口发送和接收数据。程序运行时，需要提供一个命令行参数，即要打开的CAN端口的名称，可以是“can1”和“can2”。例如，如果您需要通过CAN2端口发送和接收数据，请在命令行执行以下命令:

测试程序的运行过程如下:

开CAN2口，CAN2口通信速率125000。

通过CAN2端口发送20字节数据。

从CAN2端口接收数据。

重复步骤2~3，实现数据的循环发送和接收。用户可以通过CAN测试设备测试CAN总线的数据收发，需要将CAN端口速率设置为125K，以匹配两端的速率。图33是基于电子硬件和软件的测试显示结果。

图33数据收发

6.开发板硬件性能测试

6.1以太网接口性能测试

测试目的

武汉万象奥科RZ/G2L核心板支持2个千兆以太网接口，评估测试RZ/G2L双接口的实际传输速率。

测试工具

使用iperf工具对网络端口进行测试，客户端显示发送速率，服务器端显示接收速率。

2.将iperf移植到开发板

默认情况下，iperf工具集成在RZ/G2L开发板上，因此无需移植和安装。

3.在用户主机ubuntu下安装iperf

Ubuntu系统可以执行apt命令来安装。

测试过程

1.检查虚拟机和开发板的IP地址。

图34虚拟机开发板的IP地址

2.以客户端身份登录开发板。

打开开发板作为客户端，打开iperf服务器模式:

3.用户主机ubuntu作为服务器。

4.eth0测试结果

图35下载带宽方法

5.5.eth1的测试结果

图36 eth1下载带宽

测试结果

基于RZ/G2L核心板设计的HDG2L-IoT开发板，通过两个千兆端口基本实现了1000Mbps的最大速率。

注:千兆以太网接口分别用微芯片和宇泰PHY芯片测试，速度差不多。

6.2芯板高低温测试

测试目的

评估RZ/G2L芯板的环境适应性，测试低温启动、高温运行和高低温循环工况。

测试准备

RZ/G2L开发板HDG2L-IoT 2套，网线，串口调试工具，电脑主机。

高低温试验箱。

注:+85℃高温测试CPU需要安装散热片，45mm*45mm参考。

测试过程

1.在-40℃的低温下启动

将环境温度设置为-40℃，将测试样机低温存放2小时，2小时后通电，如图37所示。

图37环境温度-40℃

RZ/G2L核心板通电后正常启动。此时环境温度为-40℃，将计算机连接到开发板，CPU温度为-24℃，如图38所示。

图38 CPU温度

2.85℃时+50%测试负荷

将环境温度设置为+85℃，在CPU上安装散热器，并进行高温测试。试验箱和主板的环境如图39和图40所示。

图39环境温度+85℃

图40主板环境

此时CPU占用率为47%，实测CPU温度为92℃。在85℃的高温环境下8小时后，系统没有死机等现象。，并且运行正常。此时，CPU温度为97℃，一些数据如图41所示。

图41 CPU温度

测试结果

由于篇幅有限，本文仅展示部分数据，所有实际测试结果如表4所示。

表4测试结果

瑞典高端MPU平台RZ/G2L有很多可取之处，比如搭载双核A55+Cotex-M33处理器的核心板，集成高性能Mail-G31 GPU。万象奥科评估套件还提供了完整健壮的外设驱动支持，以及其在不同温度环境下的稳定表现，这些都为这款开发板增色不少。

8.常见说明