RZ/Five评估套件测评：为IoT边缘应用开发提供新的选择_视频

前言

随着信息技术的不断发展，传感器的种类、数量不断增多，所获取的数据呈爆发性增长，而作为传感器与云服务器进行通讯的中间桥梁，IoT边缘设备的重要性与日俱增，在全球快速得到应用。同时，IoT设备的性能也不断增强，越来越多的IoT边缘设备选择64位微处理器、搭载Linux等高性能操作系统来应对大量的数据处理任务。为了满足这些需求，瑞萨公司推出了基于RISC-V架构的64位微处理器RZ/Five，其采用开源的架构在具有优秀性能的同时给用户带来了更广泛的CPU选择范围，并且能够通过工业级CIP Linux系统提供超过10年的支持。

下面就由我来为大家介绍一下这款优秀的RZ/Five评估套件。

开箱

RZ/Five评估套件采用瑞萨公司经典的蓝白色调纸质包装盒，其官方名称为RTK9743F01S01000BE——Evaluation Board Kit for RZ/Five MPU。包装盒正面是瑞萨公司的LOGO ，而在包装背面则详细地列出了该包装盒内评估板的型号、所拥有的资源、相关网站及注意事项。打开包装盒，评估板采用防静电袋包装，同时还随评估板赠送了一个30W的快充电源、一根Type C USB线、一根micro USB线。

图1 评估套件的外观

图2 评估套件内部

对于我们今天的主角RZ/Five评估套件瑞萨公司采用的是底板+核心板的架构，只要简单的松开四个角上的固定螺丝（图中箭头所指处）即可将核心板轻松更换，这样做的好处在于用户可以根据不同的应用场景选择该系列中合适的核心板，这大大节约了用户对不同MPU评估的成本。

图3 整个评估套件的外观

核心板功能

整个评估板的资源非常丰富，在RZ/Five的核心板上主要有处理器、电源管理芯片、1GB的DDR 存储器，64GB的eMMC存储器，16MB的QSPI NOR FLASH，1个micro SD插槽以及2通道的AD转换接口和JTAG接口。

图4 核心板的正面

核心板的中部为一颗编号为R9A07G043F01GBG的处理器，该处理器属于瑞萨公司最新推出的RZ/Five系列，其封装尺寸为13mm*13mm，与瑞萨的RZ/G2UL (Type 1)系列处理器引脚兼容。除了上述编号外，瑞萨公司还提供11mm*11mm的封装（编号为R9A07G043F00GBG）供用户在不同的场合选用。下图给出了两种不同封装的RZ/Five芯片所包含的内部资源，可以看到其提供的接口还是非常多的。

图5 RZ/Five处理器的内部资源模块图

在RZ/Five处理器的右边是一颗镁光半导体公司提供的DDR4芯片，具体型号为MT40A512M16LY-062E，它的容量为1GB，采用1.2V电压工作。而在RZ/Five处理器的左上方则是一颗型号为AT25QL128A_MHE的QSPI NOR Flash芯片，其容量为16MB，供电电压为1.7~2.0V。整个核心板的电源管理通过右下方的DA9062芯片完成（如下图），这是一颗功能强大的PMIC芯片，其能够为移动设备、医疗设备以及基于FPGA的应用提供稳定的电源输入。该器件包含四个具有可编程输出的LDO（可提供高达300mA的电流）及四个BUCK（总计可提供8.5A电流）：

图6 核心板电源分布

在核心板的背面，主要包含有一块eMMC存储芯片以及以太网收发器芯片。eMMC存储芯片型号为MTFC64GASAQHD-IT，其容量为64GB；以太网收发器芯片型号为KSZ9131RNXC，它与正面的另一块同样的芯片一起为我们的评估套件提供了双路千兆以太网支持。

图7 核心板背面

通常，功能强大的处理器一般都有好几种工作/启动模式，那么我们的RZ/Five当然也不例外，在我们的核心板的左边提供了3路开关共用户选择，每一路具体的含义如下表所示：

图8 核心板跳线及功能

底板

RZ/Five评估套件的底板上主要是一些用于与外界连接的扩展接口，例如双以太网接口，用于系统启动的TF卡接口，音频输入输出接口，摄像头接口，Micro HDMI接口，标准的USB接口、2路Micro USB 接口（一路为标准接口并支持OTG，另一路为USB转串口）以及Type C接口（用于供电）。另外，底板上还包含有各种跳线、复位按钮、按键以及两个Pmod接口将诸如GPIO、I2C、SPI等信号引出供用户使用。

图9 底板的正面

这里特别值得注意的是sw11跳线，该跳线共有4路（如下图），其中1-3是用于选择BOOT模式的，而4是用于选择供电电压的（默认情况下选择5V供电输入）。

图10 启动模式选择跳线

搭建软件开发环境

为了发挥RZ/Five评估套件强大的性能，官方为其提供了板级支持包等资料供我们下载使用，但在开始使用之前，我们必须准备好所需的软硬件环境。按照官方提供的资料，如果只是操作评估套件的话，那么只需要Windows系统并且安装相关软件即可（包括控制台软件Tera Term和串口驱动程序），但如果我们需要重新编译内核的话则需要借助于Linux系统，具体要求如下所示：

图11 软件环境要求

根据瑞萨提供的Release Note for RZ/Five Board Support Package文档的提示下载好对应的软件、建立好环境后就可以进行BSP的编译了，编译主要分为两个部分，第一部分是编译运行在评估板上的镜像，第二部分是SDK编译。两个部分的最终结果分别在build/tmp-glibc/deploy/image 和build/tmp-glibc/deploy/sdk文件夹中。

上电运行

将Type-C电缆插入到CN6接口，此时 VBUS Power ON和Module PWR ON 指示灯亮起，说明整个系统供电正常，当按下SW9按键（即红色按键）1秒即打开子板的电源，LED4亮起；若按住SW9按键2秒则关闭子板电源，LED4熄灭。

图12 上电运行

在上位机中打开Tera Term软件，并按照下图设置通信接口，选择USB串口COM9（注意，需要按下SW9打开子板电源才能识别Micro USB接口，不同的机器可能COM端口号不一样），设置波特率、数据位、校验位、停止位等等参数。

图13 上位机Tera Term软件设置

按照板卡上的复位按钮（SW10）后，在Tera Term软件将会出现启动画面，可以看到板卡中内置系统开始运行，首先启动了U-BOOT，然后开始引导LINUX。

图14 RZ/Five启动信息

当然，如果我们编译了自己的BSP需要部署到话，则需要将启动模式更改为SCIF下载模式

图15 SCIF跳线及启动信息

按照上述同样的方法启动后，此时系统将会进行等待发送文件状态(如上图)，然后我们点击Tera Term软件“文件”菜单下的“发送文件命令”即可进行文件传输，在这里我们主要是将之前编译好的Flash_Write文件（Flash_Writer_SCIF_RZFIVE_SMARC.mot）进行发送，

在发送完Flash_Write后，再输入指令XLS2进行配置，如下图所示：
在这里主要是写入两个bootloader文件spl-smarc-rzfive.srec和fit-smarc-rzfive.srec，它们对应的写入地址如下表

图16 两个bootloader文件部署地址

首先写入，spl-smarc-rzfive.srec

随后再写入fit-smarc-rzfive.srec文件

图15 XLS2命令使用

当然我们也可以将系统设置为从SD卡启动。根据手册，我们首先是将装有SD卡的读卡器插入到Linux系统中，并使用官方给出的脚本初始化SD卡后，将对应的BSP文件复制到卡上，最后使用sync命令确保文件正确写入后，弹出SD卡即可。然后我们更改启动跳线，选择从SD卡启动即可。具体的步骤可以参考RZ/Five Board Support Package V1.0压缩包里的文档。（https://www.renesas.cn/cn/en/document/sws/rzfive-board-support-package-v10-rtk0ef0126z0000azj-v10zip?r=1620471）

图17 TF卡启动跳线

总结

RZ/Five系列微处理器具有强大的功能，其内部资源丰富，所提供接口众多，非常适合用于开发物联网网关及终端设备，并且其基于RISC-V CPU指令集架构（ISA），扩充了瑞萨现有的基于Arm内核的处理器阵容，给客户提供了更加多样化的选择。瑞萨公司为RZ/Five评估套件提供了详细资料，从硬件设计规范到软件开发环境的搭建应有尽有，这大大降低了工程师们使用该套件的门槛，也使得我们对于RZ/Five系列微处理器有了更深入的了解，相信会有越来越多的物联网应用选择RZ/Five系列微处理器。