开发板测试手册——SPI FLASH 读写、USB WIFI 模块（2）

陈工-创龙科技

前言
本文适用开发环境：
Windows 开发环境： Windows 7 64bit 、Windows 10 64bit
Linux 开发环境： Ubuntu 14.04.3 64bit
虚拟机： VMware15.1.0
U-Boot ：U-Boot-2017.01
Kernel ：Linux-4.9.0 、Linux-RT-4.9.0
进行本文档操作前，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、PetaLinux 等相关软件。
测试板卡是基于创龙科技Xilinx Zynq-7000系列XC7Z010/XC7Z020高性能低功耗处理器设计的异构多核SoC工业级核心板。

本文档主要提供评估板硬件资源测试方法。无特殊说明情况下， 默认使用 UART1(USB TO UART)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。
1.8 SPI FLASH 读写测试
本小节对 SPI FLASH 的 MTD3 分区进行读写速度测试。 MTD3 是 SPI FLASH 的用户数据
分区， 分区大小为 31MByte ，读写测试会将该分区内容擦除，请做好数据备份。
执行如下命令查询 SPI FLASH 分区， 确认 MTD3 分区大小 (读写请勿超出分区大小) ， 将该分区内容擦除。
Target# cat /proc/mtd
Target# flash_erase /dev/mtd3 0 0

图 35

(1) SPI FLASH 写速度测试
执行如下命令对 SPI FLASH 进行写速度测试。
Target# time dd if=/dev/zero of=/dev/mtd3 bs=1024k count=20

图 36

测试写入 20MByte 数据到 SPI FLASH 的 MTD3 分区下， 可看到本次测试的 SPI FLASH
写速度约为： 20/55.601=0.36MB/s。
(2) SPI FLASH 读速度测试
重启评估板，进入文件系统， 执行如下命令对 SPI FLASH 进行读速度测试。
Target# time dd if=/dev/mtd3 of=/dev/null bs=1024k count=20

图 37

测试从 SPI FLASH 的 MTD3 分区读取 20MByte 数据， 可看到本次测试的 SPI FLASH 读 速度约为： 20/1.032=19.38MB/s。
1.9 USB 接口读写测试
本小节测试使用 SanDisk 品牌、FAT32 格式、 16G 容量的 U 盘，支持 USB 3.0/2.0。不 同品牌、格式或容量的 U 盘，测试结果会有所差别。
请将 U 盘插到评估板 USB HOST 接口。插入 U 盘后，评估板会打印如下信息。可看
到 U 盘容量和挂载名，如下图所示。

图 38

从上图可看到 U 盘容量为 15.9GByte，挂载名为 sda1。执行如下命令可查询挂载路
径。挂载名和挂载路径请以实际查询为准， 如下图所示。挂载多个存储设备时， 挂载名可 能会变更。
Target# df -h

图 39

(1) USB 2.0 写速度测试
执行如下命令，测试 U 盘写速度。
Target# time dd if=/dev/zero of=/run/media/sda1/test bs=1024K count=200

图 40

此处一共写 200MByte 测试数据到 U 盘的 test 文件， 可看到本次测试的 U 盘写速度 为： 200/16.132=12.40MB/s。
(2) USB 2.0 读速度测试
重启评估板，进入文件系统，执行如下命令测试 U 盘读速度。
Target# time dd if=/run/media/sda1/test of=/dev/null bs=1024K

图 41

此处从 test 文件中一共读出 200MByte 的数据，可看到本次测试的 U 盘读速度为：
200/13.531=14.78MB/s。
1.10 网络接口测试
评估板配备一个千兆网口 MIO RGMII0 ETH ，用网线将评估板网口连接到路由器，绿 灯常亮、黄灯闪烁表示连接正常。
1.10.1 网络连通测试
进入评估板文件系统，执行如下命令获取 IP 以及查看网口配置信息。
Target# ifconfig

图 42

如网卡没有自动获取到 IP ，请执行如下命令。
Target# udhcpc -i eth0 //"-i"用于指定网卡， eth0 为网卡名字。

图 43

如网口没有正常连接， 可尝试先关闭网口 (命令为"ifconfig eth0 down") 再打开网口 (命令为"ifconfig eth0 up") 。
可使用 ethtool 命令查看网口属性， 并测试网口连接外网是否正常。以访 问
www.baidu.com 为例，执行如下命令， "-I"代表指定网口， 不加"-I"则使用默认网卡。可按
"Ctrl + C"终止测试。网卡名字请根据实际情况修改。
Target# ethtool eth0
Target# ping www.baidu.com -I eth0

图 44

执行如下命令查看网关，并通过 ping 网关来测试内网连接功能是否正常。
Target#
Target#
route
ping 192.168.1.1

图 45

1.10.2 网络速度测试
如下使用 Iperf 工具测试评估板与 PC 机的网络通信速度。若未安装， 可在 Ubuntu 中 执行"sudo apt-get install iperf"安装。
在 Ubuntu 执行如下命令查看 PC 机 IP 地址并等待评估板连接。
Host# ifconfig
Host# iperf -s -i 1

图 46

在评估板文件系统执行如下命令测试网络通信速度， 命令中 192.168.1.32 为 PC 机 IP 地址。测试完成后， Ubuntu 和评估板均会打印测试结果。不同测试环境， 测试结果将会 有所差异。
Target# iperf -c 192.168.1.32 -i 1
网口速度测试结果大致如下：

图 47

如使用 RT-Linux 内核进行测试， 将对网口的传输性能产生一定影响， 网口速度测试结 果大致如下。

图 48

2 网络静态 IP 设置
进入评估板文件系统，执行如下命令修改 interfaces 文件。
Target#
Target#
cd /etc/network
vi interfaces

图 49

在文件中注释默认配置并添加如下内容， 将网口 IP 设置为 192.168.1.153 ，子网掩码 为 255.255.254.0。子网掩码请按实际情况修改，一般使用 255.255.254.0 或 255.255.255.0。
auto eth0
iface eth0 inet static
address 192.168.1.153
netmask 255.255.254.0
gateway 192.168.1.1

图 50

请保存退出，并执行如下命令重启网络服务。
Target# /etc/init.d/networking restart

图 51

重启网络服务后，执行如下命令即可看到评估板的 IP 地址，与前面设置的 IP 一致。
Target#
Target#
ifconfig eth0 up
ifconfig

图 52

用网线将评估板的网口连接到路由器， 并启动评估板。进入文件系统后， 检查网口状 态，绿灯常亮、黄灯闪烁表示连接正常。
在 Ubuntu 执行如下命令，使 Ubuntu 的 IP 地址与评估板处于同一网段。
Host# sudo ifconfig eth0 192.168.1.110
Host# ifconfig

图 53

在评估板执行如下命令测试与 Ubuntu 网络连接是否正常。
Target# ping 192.168.1.110 -I eth0

图 54

查看 PC 机 Windows 端 IP 地址，如下图所示。

图 55

在评估板执行如下命令测试与 PC 机 Windows 端网络连接是否正常。
Target# ping 192.168.1.30 -I eth0

图 56

注意： 当评估板与 PC 机不通过路由器而使用网线直连时，必须将 PC 机防火墙关闭，并
设置 PC 机 Windows 端 IP 与评估板为同一网段，如下图所示。

图 57

3 USB WIFI 模块测试
本案例使用的 USB WIFI 模块为 Tronlong 的 TL8188，支持 STA 模式和 AP 模式。
测试文件目录 tl_usb_wifi_test 位于产品资料“4-软件资料\Demo\tl-linux-application\ module-demos\”路径下。驱动源码位于 tl_usb_wifi_test 的 src 目录下。
(1) STA 模式： 在 STA 工作模式下， USB WIFI 模块可接收来自无线路由器发出的信号， 实现通过路由器连接互联网。
(2) AP 模式：在 AP 工作模式下， USB WIFI 模块会创建一个无线局域网热点，手机、 电脑等设备可通过此热点组建局域网。
为方便测试， 产品资料中提供了经过验证的脚本程序和驱动程序，脚本程序位于 tl_
usb_wifi_test 的 bin 目录下，驱动程序位于 tl_usb_wifi_test 的 driver 目录下。 请将 bin 和
driver 目录下所有文件拷贝到评估板文件系统任意同一个路径下，并按照下图连接 USB
WIFI 模块。

图 58

3.1 WIFI STA 功能测试
进入评估板文件系统， 在 USB WIFI 驱动 8188eu.ko 文件所在路径下执行如下命令加 载 EEE 802.11 协议内核模块和 USB WIFI 驱动。
Target# modprobe cfg80211
Target# insmod 8188eu.ko

图 59

由于系统 udev 设备管理器的原因，加载 8188eu.ko 驱动后，会自动启动wpa_supplicant 程序，需执行如下命令关闭该程序。
Target# killall -9 wpa_supplicant

图 60

执行如下命令关闭其他网络， 仅保留 USB WIFI 网络。
Target#
Target#
ifconfig eth0 down
ifconfig

图 61

在 wifi_setup.sh 文件所在路径下执行如下命令将评估板通过 USB WIFI 模块连接到路 由器。"-i"指定 WIFI 名称， "-p"指定 WIFI 密码，请根据实际情况修改。
Target# ./wifi_setup.sh -i Tronlong -p omapl138

图 62

执行如下命令查看获取的 IP 地址，并测试评估板是否成功连接互联网。
Target#
ifconfig
pingwww.baidu.com
Target#

图 63

在 Ubuntu 执行如下命令查看 PC 机 IP 地址并等待评估板连接。
Host# ifconfig
Host# iperf -s

图 64

在评估板文件系统执行如下命令测试网络通信速度， 192.168.1.32 为 PC 机实际 IP 地 址。 测试完成后， Ubuntu 和评估板均会打印测试结果。
Target# iperf -c 192.168.1.32

图 65

3.2 WIFI AP 功能测试
请重启评估板并进入文件系统， 在 USB WIFI 驱动 8188eu.ko 文件所在路径下执行如
下命令重新加载 EEE 802.11 协议内核模块和 USB WIFI 驱动。
Target#
Target#
modprobe cfg80211
insmod 8188eu.ko

图 66

由于系统 udev 设备管理器的原因，加载 8188eu.ko 驱动后，会自动启动wpa_supplicant
程序，需执行如下命令关闭该程序。
Target# killall -9 wpa_supplicant

图 67

在 ap_setup.sh 文件所在路径下执行如下命令将评估板设置为无线局域网热点。 Target# ./ap_setup.sh

图 68

默认设置的 WIFI 名称为： rtl8188eu，密码为： 88888888，可在 rtl_hostapd_2G.conf 配
置文件内进行修改。
将具有 WIFI 功能的 PC 机(比如笔记本电脑或装有 USB WIFI 的台式电脑) 连接到此 无线局域网热点， 并断开已有的有线网络连接。连接成功后，评估板将会打印如下信息，
显示 Ubuntu 已分配的 IP 地址。 如使用虚拟机 + Ubuntu 的开发方式， 将会获取到两个 IP 地址，其中一个为 Windows 端 IP 地址，一个为 Ubuntu 端 IP 地址。

图 69

再执行如下命令测试无线局域网设备之间网络连接是否正常。 若出现连接超时或失
败，可尝试关闭 PC 机防火墙后再次连接。
Target# ping 192.168.0.21

图 70

在 Ubuntu 执行如下命令等待评估板连接。
Host# iperf -s

图 71

在评估板文件系统执行如下命令测试网络通信速度， 192.168.0.21 为 PC 机 Ubuntu 端 获取的 IP 地址。 测试完成后， Ubuntu 和评估板均会打印测试结果。
Target# iperf -c 192.168.0.21

图 72

当有多个设备连接到评估板无线局域网热点时， 可能会出现如下错误。这是由于评估
板使用 hostapd 程序来开启无线局域网热点，在多个设备同时连接该热点时，出现 random
熵的熵池资源不够，无法生成随机数，导致设备无法连接热点。

图 73

可执行如下命令使用 urandom 代替 random 产生随机数， 并再次尝试连接。
Target#
Target#
mv /dev/random /dev/random_ori
ln -s /dev/urandom /dev/random

图 74

3.3 USB WIFI 驱动编译
如使用重新编译的内核镜像启动评估板，则首次需按照如下步骤重新编译 USB WIFI 驱动。在编译 USB WIFI 驱动前，需确保内核镜像和内核模块已成功编译。 内核镜像、内 核模块编译方法请参考 Linux 系统使用手册的内核编译章节。
将案例src 目录下的 USB WIFI 驱动源码拷贝到 Ubuntu 任意路径并解压。
Host# tar -xvf rtl8188EUS_linux_v5.2.2.3_24783.20171030.tar.gz

图 75

进入驱动源码目录，打开 Makefile 文件。

图 76

Makefile 文件内容请按如下说明进行修改。
CONFIG_PLATFORM_XILINX_ZYNQ = y //指定为目标平台

图 77

CROSS_COMPILE := arm-linux-gnueabihf- //指定交叉编译链
//指定内核版本号
KVER := 4.9.0
KSRC :=/home/tronlong/ZYNQ/Kernel/Linux-4.9.0 //指定内核源码路径

图 78

在驱动源码所在路径执行如下命令加载 PetaLinux 环境变量并编译 USB WIFI 驱动，编 译完成后即可在当前目录生成 USB WIFI 驱动 8188eu.ko 文件。
Host# source /home/tronlong/PetaLinux/settings.sh
Host# make

图 79

图 80