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orangePi zero2开箱及硬件介绍
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orangePi zero2开箱及硬件介绍
orangePi
zero2
试用
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发布时间: 2021-01-25
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1、开箱及硬件介绍 今天拿到到orangePi zero2开发板,之前看图片觉得这块板子挺小巧的,但拿到拆箱后的那一刻,我还是有点吃惊,居然设计的这么小,还没有手掌大,不愧是zero,尽量做到小巧,pcb设计做到了极限,下面是拆箱图片,可以感受一下,有旁边的键盘可作为参照物,为了防止撞件,我特意在四个角加了铜柱,将背面与桌面隔开了一段距离,这样使用的时候也方便一点。 ![开箱](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/85e52eaed37a3801bf8b2b3f4c6f5c17.jpg "开箱") 图1 开箱 下面说一下这块单板的具体配置,cpu是全志的H616,看了一下这款芯片官方的datasheet,先看芯片框图,处理器核心是4核64位的cortex A53,armv8架构,频率1.5G,性能足以满足使用,视频处理方面,视频解码h.265最高支持6k 30fps、4k 60fps,视频编码支持h.264 4k 25fps,官方号称高画质旗舰型6K解决方案,看来这款芯片是定位为电视盒子等为用户提供高品质视频服务的硬件产品,视频输出接口方面支持micro HDMI及tv cvbs out,micro HDMI可以很好的节省pcb的空间,但由于micro HDMI在大多数显示器上还不是很普及,所以会带来使用不方便的问题,需要在配一根micro HDMI转HDMI线,才能连接显示器,另外支持 CVBS 标准是很意外的,现在的显示器或者电视支持这种输入接口的不多了,在以前的crt电视上普遍是这种接口,而且这种标准下的视频质量也比较差,支持这种标准可能还与这款芯片的定位有关吧,存储方面内存最高支持到ddr4,我手头这块板子是1G ddr3,由两片512M组成,还支持nand flash及emmc5.0,这块板子可能出于成本考虑,可能没有自带emmc存储,还是像树莓派一样,使用sd卡存储系统镜像,这样虽然烧写系统方便,但受限于sd卡的读写速度,对系统的性能还是有一定的影响的,可能的话,单板自带emmc还是比较好的选择,在安全方面,支持安全boot及aes、sha、md5、rsa等比较常用的加解密算法,对安全性有要求的产品也可以在芯片及得到支持,其他外设比较常见,就不一一在看了,有一点还是比较有点遗憾,就是不支持usb3.0 host,这在U盘或移动硬盘的读取速度方面就无法体现最好的性能,尤其在播放本地视频资源时,就会受限于USB口的读取速度了,在网络支持方面,自带1000M EMAC,外接瑞昱的RTL8211F 1000M PHY即可支持最快千兆带宽上网,这也弥补了usb口读取受限的不足,另外看框图显示,soc自带100M phy,也就是可以直接将带变压器的网口直连到芯片上,不用外置phy,对于对网速要求不高的场景,这样就可以节省成本,同时将pcb设计的更小了。 ![h616芯片框图](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/c4ea89bdcbc52fdc54a4ed51959d42b7.png "h616芯片框图") 图2 H616芯片框图 看完主芯片,再看一下这块单板,除了上面提到的,这块单板还带一个aw859a模块,支持IEEE 802.11 a/b/g/n/ac、BT5.0,没有支持最新的WiFi6 802.11 ax,不过以上的也够用了,另外供电上采用了type c接口,没有micro usb,这也是一种趋势,micro usb接口正在减少,现在基本上新的产品都是type c接口了,最后就是spi nor flash,虽然现在看用户手册上说还没有支持将boot烧写进spi nor flash中,但以后支持后将其作为boot专门的存储区域也是一个好的选择,这样就可以在boot中选择系统启动的存储介质及启动的镜像类型,不用默认就从sd启动了。 ![单板](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/c29372ea7b8bec1222dc4eaa382a837d.jpg "单板") 图3 单板硬件情况 最后一点,看用户手册上写,有一些扩展的接口和功能是通过转接板实现的,包括另外两个usb2.0口、cvbs输出、麦克风及红外接收头,这也是一个不错的设计,不仅节省了pcb空间,还让有需要的可以单独加。 ![转接板](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/81f558a54db0720b0638ade37e6aa403.jpg "转接板") 图4 转接板 2、单板性能测试 对于单板的简单性能测试主要包括未启动桌面、启动桌面环境及启动浏览器打开网页的情况,测试的系统选用了官方的Debian 10、ubuntu 18.04及ubuntu 20.04,下面分别简单介绍一下: (1) Debian 10: 我这边第一次进入系统都是使用的串口,使用串口既方便,又可以显示启动的打印信息,是一种比较好的方式,在给sd卡烧写好Debian 10的官方镜像后,上电便可以进入系统启动过程。 Debian的登录界面如下: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/61aee0822dbe6d927be8959d87b14796.png) Debian 10串口登录界面 从登陆信息可以看到orangepi的logo以及当前启动的版本号,这里显示是orangePi2.1.0 Buster即Debian 10版本,内核版本是linux 4.9.170,另外还可以看到系统启动时间up time:3min,内存使用情况memory usage:29% of 964MB,即1G的内存,启动后大概使用了300M左右,IP显示的是单板的IP地址,第一次启动没有配置WiFi或连接网线时,是显示不出IP地址的,下一个是cpu温度,启动后大概是38度,温度还算可以,最后一个是储存占用率usage of /: ,这里我用了一个16G的sd卡,大概占用了17%,即3.2G。 下面看一下CPU的具体信息,使用cat /proc/cpuinfo 可以看到h616四个核的大概情况,CPU implementer :0x41显示即为arm处理器,CPU architecture:8显示为armv8指令集,CPU part:0xd03显示为cortex A53架构,另外BOGO MIPS:48.00显示内核启动时CPU运行速度大概为48MIPS,Debian 10系统下CPU信息: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/172f13da5311ac586d648f136b2c0937.png) CPU 信息 在看一下内存信息,使用cat /proc/meminfo命令查看内存信息如下,主要看一下总内存大小及剩余内存大小,从打印信息来看,总内存1GB,剩余内存大概有400MB,即启动后占用了大概600MB,Debian 10系统下内存信息: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/464e8b24dbfa505d6f461ada2a3a1387.png) 内存信息 另外还可以看一下Debian 10内核及工具链的版本信息,从打印来看,内核是4.9的版本,gcc是9.2.1的版本,打印信息如下: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/1bfdb9431fcafbff41b8c8a139e571aa.png) 内核及工具链信息 下面我主要测试一下Debian 10系统下各种情况的系统资源占用情况,第一种情况是系统刚启动后,使用top查看后,可以看出CPU、内存及sd卡的占用率均不是很高,这也说明在不启动桌面环境下,内核本身及一般的进程对系统资源的占用还是比较少的,Debian 10进程占用资源信息: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/96459a3827a0f5ab4ef103962ca25c6e.png) 进程占用资源情况 下一步就是启动系统桌面,我看到官方系统自带的桌面环境是xface,这个桌面环境以启动快,系统资源占用少而受很多人喜爱,而带来的缺点就是桌面比较简单,没有比较华丽的桌面特效等,从启动桌面的系统占用来看,对CPU及内存的占用率均有提升,但在不打开其他应用的情况下,桌面操作还是很流畅的,基本不会卡顿,启动xface桌面环境后资源占用情况: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/630ed302b96e1a897dd02d4ae5864e66.png) 启动xface桌面环境后资源占用情况 下面测试一下使用浏览器打开网页后的情况,在使用Chrome浏览器打开优酷网页后,可以明显的看到CPU和内存占用率急剧上升,而且桌面操作有明显的卡顿,甚至需要很长时间才能相应,这说明浏览器及视频网站对CPU性能的占用还是比较大的,资源占用情况: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/05174a93d665d5d72153cd90e7c6792f.png) 使用Chrome浏览器打开网页资源占用情况 (2) Ubuntu 18.04: 测试完Debian10系统后,再来测试一下ubuntu18.04,同样使用串口登录系统,登录后的页面如下,显示的内容与Debian10基本相同,就不在介绍: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/25902dfb6611f0512ff04cd564dc8463.png) 串口登录页面 同样系统内核及版本信息可以通过/proc/version查看,Ubuntu 18.04系统版本信息如下: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/825c10f11f17d6c63b058a9647b56289.png) 内核及工具链信息 像上面一下,我们这次使用htop来看一下串口登录下的资源占用情况,从这个打印来看,基本上和Debian10差不多,在不启动桌面环境的情况下,系统资源占用还是比较少的: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/3b1d69197abd9a8a712ae9deec6b84a4.png) 串口登录情况下的资源占用情况 启动xface桌面环境后,资源占用虽然略有上升,但增加的很少,实际操作中也很流程,基本不影响使用,资源占用情况如下: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/c52583675b7ffb3e342a3694ba08c808.png) Xface桌面环境下的资源占用情况 在测试一下使用Firefox打开普通页面资源占用情况,从打印来看CPU占用率增加到10%~20%之间,内存占用增加到500M左右,看来不打开视频网站,即使是普通网站,系统资源的占用也是比较多的,此时的使用感受是没那么流程,但仍然还可以使用: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/a908f1abdcb869a78b388ea0cd916205.png) Firefox打开普通页面资源占用情况 ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/fc889eda3c2a2c4dab7a959e1bb674fb.png) 打开的页面 (3) Ubuntu 20.04: 下面在测试一下Ubuntu 20.04,由于在不启动桌面环境下基本上不怎么占用系统资源,所以我们直接启动xface桌面,然后查看资源占用情况,可以看到新系统在CPU占用率上比老系统提高的不多,但在内存占用率上增加的比较多,从300M多增加到了500M多,新系统在内存占用上还是比较大的: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/36aef454a667f6d20597e1645bfe8a6d.png) Xface桌面资源占用情况 这次直接使用使用Firefox打印视频网页优酷,且不播放视频的情况下来看一下资源占用情况,可以看到CPU占用率普遍升高到50%~60%,内存占用增加到快800M,而且swap也从之前的0增加到了400M多,看来浏览器及动态页面的加载对系统性能的损耗是比较大的: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/f58e034aac0c6a6c04bf146e7a3bac26.png) Firefox打印视频网站的资源占用情况 ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/d9cf589a09e164cbf8c128652e22459f.png) 打开的视频网站页面 我们接着使用Firefox打开视频播放,来看一下资源占用情况,可以看到,CPU占用率直接到了80%~90%,内存占用还在700M左右,swap在400M左右,增加比较明显的是CPU的使用率: ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/c89aa7abdd791ef9b49fc68096fc919f.png) Firefox打开视频播放的资源占用情况 ![](https://cf01.ickimg.com/bbsimages/202101/8a7353558df740362612e22e597adc99.png) 网页视频播放 总体来看,在不使用浏览器等比较耗费系统资源的应用时,xface左面环境还是能比较流畅的使用的,一旦使用它来浏览网页甚至播放视频时,对系统性能的影响就比较大了,这时在操作桌面就比较吃力了,这个一方面受单板内存比较小,只有1GB,使用的sd卡做系统盘,读取速度受限外,业余linux内核对h616上Mali GPU驱动不支持以及视频编解码不支持有关,这种情况下就只能耗费CPU的性能来完成任务了,从官方的文档上看,官方的Android10系统是支持上述两项的驱动的,后边在使用官方的android 10系统来测试一下网页及视频播放下的系统资源占用情况。
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