risc-v开发板那种比较好 高性能RISC-V开发板BeagleV-Ahead评测

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描述

前言

非常荣幸参与这次的开发板评测,感谢杭州平头哥半导体有限公司和Beagle社区的支持,我拿到了全球首款高性能 TH1520 RISC-V SBC开发板 BeagleV-Ahead。BeagleV AHead 开发板采用平头哥的曳影TH1520 作为主控,是Beagle家族开源的RISC-V 单板计算机(SBC),非常适合开源社区的RISC-V 开发人员。BeagleV AHead 传承了Beagle 开发板的统一设计语言,采用BeagleBone Black 的外形尺寸,完全一样的P8 和P9 扩展接口,所以支持现有的BeagleBone扩展板。BeagleV Ahead 搭载强大的四核RISC-V 处理器、丰富的配置,却具备超高性价比,是一款物美价廉、偏于携带的RISC-V“口袋开发板”。适用于任何希望参与RISC-V 开发的人,连上电源即可使用。

 

硬件参数

主控芯片是平头哥的TH1520 Soc,它是一款低功耗、高性能、高安全,具备多模态感知和多媒体AP 能力的AI 处理器芯片,可用于视频会议一体机、人脸识别考勤门禁、医学成像等AI 边缘计算应用场景。基于多核异构架构,集成RISC-V 指令架构的四核C910 和单核C906 处理器,并内嵌了多个强大硬件加速引擎,搭载4TOPS@int8 AI 算力的NPU。支持双通道外部存储器接口,支持LPDDR4/LPDDR4X,提供最大存储带宽达34GB/s。具备丰富的外设接口,可以满足不同的应用场景。

视频方面:支持H.265/H.264/VP9 标准视频编码,最高分辨率达4K@40fps,支持H.265/H.264/VP9/AVS2 等多格式视频解码,最高分辨率达4K@75fps,支持JPEG 编解码,最高分辨率达32Kx32K。

图形处理方面:内嵌3D GPU ,完全兼容OpenGL ES1.1/2.0/3.0/3.1, OpenCL 1.1/1.2/2.0和Vulkan1.1/1.2,支持2D 加速引擎,以及通用DSP 加速器。

平头哥

TH1520主芯片参数

硬件 说明
CPU处理器 RISC-V 64GCV C910*4@2GHz
支持小端模式
9~12 级深流水架构
3 发射8 执行的超标量架构,对软件完全透明
按序取指,乱序发射,乱序完成和按序退休
两级高缓结构,哈佛结构一级高缓和共享的二级高缓
一级缓存支持MESI 的一致性协议,二级缓存支持MOESI 的一致性协议
每核支持64KB I cache 和64KB D Cache
四核共享1MB L2 Cache
支持私有中断控制器CLINT 和公有中断控制器PLIC
两级TLB 内存管理单元,实现虚实地址转换与内存管理
指令高缓路预测的低功耗访问技术
短循环缓存的低功耗执行技术
支持segment load、store 指令
支持计时器功能
支持TEE 和REE,TEE/REE 支持核数启动时可配置
支持自定义且接口兼容RISC-V 的多核调试框架
独立电源域,支持DVFS
AI 计算引擎-NPU 支持4TOPS@INT8 通用NNA 算力,主频1GHz
支持TensorFlow,ONNX,Caffe
支持CNN,RNN,DNN 等
支持卷积、激活、单元操作(加法、乘法、最大值、最小值)、池化(最小值、最大值、平均值)、归一化、反卷积
无损权重数据压缩
灵活比特深度支持:灵活的输入输出和中间数据位深度,4~16位
带宽缩减
AI 计算引擎-FCE 支持点积算法的特征加速器
支持从128 到256 多特征尺寸,步进32
支持有符号和无符号INT4/INT8 特征值
支持库比较暂停功能
支持库数据、目标向量和扰乱向量的大端和小端模式转换
支持基础数据库的异或扰乱预处理
百万人脸底库比对50ms
DSP 支持两路独立DSP 核,主频1GHz
支持256 个8x8 MAC
支持16 个单精度VFPU
支持图像直方图统计
32KB 指令Cache
2 个128KB 数据RAM
视频VI接口 1 路4-lanes 和2 路2-lanes MIPI CSI-2 输入,每lane 支持2.5Gbit/s
2 路2-lanes MIPI CSI-2 可以拼接成1 路4-lanes MIPI CSI-2
3 路MIPI 输入可以映射到2 个ISP 上或DMA 上支持RAW6,RAW7,RAW8,RAW10,RAW12 输入格式
4-lanes MIPI CSI 支持最大13M sensor 输入2-lanes MIPI CSI 支持最大5M sensor 输入
支持对单曝光sensor 的低成本HDR 算法处理
视频VO接口 16-/24-bit RGB 数字接口输出,最高支持1080p@30fps
2 路4-lanes MIPI DSI 输出,每lane 支持2.5Gbit/s
HDMI 接口
* 支持HDMI 2.0,向后兼容HDMI 1.4
* 最高支持1080p@120fps,4Kx2K@60fps
* 输入参考时钟13.5MHz 到600MHz
* 最高总带宽18Gbps
* 支持8 声道音频输出
* 支持CEC(Consumer Electronics Control)
* 支持HPD(Hot Plug Detection)
* 支持HDCP 1.4
图像信号处理器 支持两路独立ISP 处理
支持RAW 8~16 位输入,支持IR 10 位/YUV420 8 位/RGB888 输出
支持RGB Bayer/RGB IR pattern 4x4 输入处理
支持最高13M 像素输入(12M 像素处理)
支持LSC 和DPC
支持3A(AE,AWB,AF)算法
支持2D/3D 图像降噪和图像锐化
支持颜色增强,高亮抑制,背光补偿,伽马校正等
支持抗闪烁
支持鱼眼校正
支持HDR 和WDR
视频解码器 支持H.264 BP/MP/HP@level 5.1 解码,最大4K 分辨率
支持H.265/HEVC Main Profile@level 5.1 解码,最大4K 分辨率
支持VP9 Profile-2 解码,最大4K 分辨率
支持AVS2.0 解码,最大4K 分辨率
VP6/7/8/AVS/AVS+/VC1/MPEG4 解码,最大1920x1080 分辨率解码性能最大4K@75fps
支持多路编码和多路解码,并支持编解码同时进行
JPEG 编解码
视频编码器 支持H.264 BP/MP/HP@level4.2 编码,最大4K 分辨率
支持H.265/HEVC Main Profile 编码,最大4K 分辨率
仅支持I 帧和P 帧,不支持B 帧
编码性能最大4K@40fps
支持多路编码和多路解码,并支持编解码同时进行
JPEG 编解码
2D 图形加速器 2D 操作
多源混叠
支持YUV 格式
矩形操作/清除/位块传送:4 pixel/cycle
图像处理单元 支持APIs Vulkan 1.1/1.2, OpenCL 1.1/1.2/2.0, OpenGL ES 3.0/3.1/3.2
基于分片的3D 图形渲染,支持多个分片同时处理
可编程的高质量抗混叠
支持和NNA 的AI 协同
先进的DMA 操作,降低主CPU 负载
压缩纹理编码
无损数据压缩
固件执行专用处理器
显示处理单元 支持双路视频显示,一路接HDMI 接口,分辨率4K@30fps,一路接MIPI DSI 接口,分辨率1080p@60fps
两路显示共支持6 层叠加,两路显示层数可灵活配置
支持旋转和缩放
视频时序产生
滤波和缩放
垂直和水平缩放
可编程滤波
硬件光标
音频接口 支持1 个8 通道I2S 接外部CODEC 音频输入,最高384kbps
支持3 个2 通道I2S/PCM 接外部CODEC 或蓝牙语音
支持低功耗VAD
支持8 路PDM 数据对接外部DMIC
支持8 路TDM/PCM 输入
支持2 个SPDIF-IN/OUT,支持采样率32/44.1/48/88.2/96/192kHz
音频处理器 C906 单核处理器
* 主频500~800MHz
* RV64IMA[FD]C[V]指令架构
* 5 级单发按序执行流水线
* 一级哈佛结构的指令和数据缓存,大小为32KB,缓存行为64B
* Sv39 内存管理单元,实现虚实地址转换与内存管理
* 支持AXI4.0 128 位Master 接口
* 支持核内中断CLINT 和中断控制器PLIC
* 可配置的浮点单元和矢量单元
* SIMD128 处理单元
安全引擎 TEE+REE 两层安全体系架构
支持AES/DES/3DES/SM4 加解密算法,最高速度200MB/s
支持HASH/SM3,最高速度200MB/s
支持RSA/SM2
硬件随机数发生器
基于硬件的隔离机制
支持安全启动
内置Sensor 为安全威廉希尔官方网站 提供物理防护
 
存储接口 片内存储: BootROM:128KB,共享SRAM:1.5MB
片外存储:
* 支持32/64 位LPDDR4/LPDDR4X,最高速率4266Mbps
* SPI NOR/NAND Flash 接口
* eMMC5.1 接口,最高速率支持HS400
* SD 3.0 接口
外设接口 GMAC
* 支持2 路千兆以太网
* 支持10/100/1000Mbps 数据传输率RGMII 接口
USB 支持一路USB 3.0 DRD,可作为主机或设备,兼容USB 2.0
UART 支持8 路UART
* 1 路带流控UART,最高速率4Mbps
* 3 路支持红外UART
I2C
ISO7816
GPIO
SAR-ADC
PWM
PVT Sensor
EFUSE

初步体验

屏幕显示效果:

板子有一个MicroHDMI接口,可以通过"MicroHDMI" 转HDMI接入HDMI屏幕。BeagleV-Ahead图像性能很强,可以支持输出4K/60Fps图像,可以兼容 4K/60FPS的显示器设备

HDMI屏幕显示效果如下:

 

串口调试:

BeagleV-Ahead把UART接口引到了2.54mm排针上,接上一个 USB转TTL串口模块,就可以以命令行方式来操作板子了。它位于P8母座一侧,是一个6Pin排针,我们只需使用使用2.54杜邦线连接RX、TX、GND 三个引脚即可使用串口。

平头哥

开机启动日志:

平头哥

串口终端登录:

平头哥

网线测试:

BeagleV-Ahead不仅提供无线网络能力,针对更快、更稳定的网络要求,也提供了 RJ45有线网络接口。BeagleV-Ahead 的正面板载了一颗 RTL8211F RGMII 千兆以太网PHY芯片。

平头哥

网络测试:

平头哥

总结

BeagleV-Ahead板子的感觉很小巧,口袋板子。

TH1520提供了丰富的接口,BeagleV-Ahead板子基本把所有接口引出来了

板子也存在几点不好的:① USB接口不常见,如果需要连接鼠标等,需要购买microb转USB-A转接口,②目前的固件,显示很卡,可能GPU没有完全适配好导致的。

  审核编辑:汤梓红

 

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