吊打小米松果澎湃S1处理器——10核开源单板计算机MediaTek X20体验  

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2017年3月2日 下午2:08  

转自:爱板网   作者:白小白_3003415

提及开源的单板计算机,印象最深的莫过于树莓派了、这个为普及教育事业而诞生于国外的小型PC机如今已经风靡全球,说它是普及范围最广的开源单板计算机也不为过。而在国内,除了树莓派,像香蕉派、Beaglebone Black、Pcduino等一个个耳熟能详的单板计算机也都有不错的市场和应用场景。但是,如果仔细深究,你会发现这些开源单板计算机平台基本都是“各自为政”,又有各的特点,不同的接口外设、开发环境,让这些板卡“相恨相杀”,找不到一个完整的生态圈来共同和谐发展,那该怎么办?

所以,这时候,作为全球移动处理器平台生态系统最为完善的大佬ARM责无旁贷的站出来了,联合Linaro组织成员制定了开源硬件板的标准,即96Boards规范。所谓96Boards,就是第一个定义 Cortex-A 开发板的开放规范,而取名96Boards,意在说明囊括了“32位+64位”的板卡。

96Boards定义:

96Boards 包含了消费者版本以及企业版本,本文主要讨论消费者版本。96Boards的消费者版本规范了ARM Cortex-A处理器和开源操作系统(包括Linux和Android等)的产品开发,并规定一个精巧的电路板外观尺寸,标准化扩展了Peripheral I/O 总线、显示和相机( WiFi, BLE, USB, MicroSD, HDMI),同时还定义了板载连接器的位置标准。该规范还定义了高低速外设接口的技术标准,准许通过增加子板来扩展主板功能,允许硬件生态系统开发一系列兼容组件的产品,在其生命周期可以在任意兼容 96Boards 的平台上使用。

事实上,爱板网已经评测过两款符合96Boards规范的开源硬件板:基于华为麒麟SoC的Hikey以及基于高通骁龙SoC的DragonBoard 410C,如今,手上拿到了一款性能更强的符合96Boards规范的开源硬件板MediaTek X20。MediaTek?看到这,很多人可能都会不由的一笑,在另一个领域,也就是目前红得发紫的智能手机领域,MediaTek跟华为、高通也可算是相互较劲、相互制衡的老对手了,如今都转战到开发板上来了,这故事一看就相当有意思,妙趣横生,值得深究。故事呢,可以以后再说,现在还是主要来看下这款MediaTek X20开发板的表现到底如何?

MediaTek X20开发板由国内第三方厂商的诚迈科技设计,从包装盒也能看出板子应该十分小巧。

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包装盒内的配件简单明了,除了MediaTek的开发板就只有一页简洁的说明。

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MediaTek X20开发板长宽为85mm*54mm,不及一张名片大小,开发板符合96Boards的规范,板载资源如下图所示。

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开发板的主应用处理SoC采用了联发科的Helio X20,从板子上是看不到的,和2GB LPDDR3堆叠封装在一起,如下图所示,可以大概看到整个运存的SoC很厚。这种半导体工艺基本是在智能手机向着高配置、高集成度进军的时候“进化”而来的。不但节省了PCB的空间,也降低了布线的难度;类似这种工艺的还有很多,就比如说运存旁边的eMMC存储,也是由NAND Flash+控制器封装在一起“进化”而来,由此也能看到半导体SoC的集成度会越来越高,相应外围电路的设计越来越简单,这应该是目前半导体产业的一个趋势。

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Helio X20是首款采用三丛集十核架构的智能手机处理器(2个Cortex-A72 @2.3GHz + 4个Cortex-A53@1.85GHz + 4个Cortex-A53@1.4GHz),最高频率可达2.3GHz,宣称比传统的双丛集架构处理器在功耗方面降低35%,而运算能力可提升15%,但是实际来看,这种三丛集十核架构的调试优化不容易掌控,没有优化好可能会导致大小核频繁启动,反过来增加功耗,而对于这方面,相信估计只有万年联发科的全家桶的魅族才有信心调试好。另外,Helio X20还集成了4个ARM高性能的Mali 系列图形引擎-T880, 支持高达WQXGA 2560X1600 60FPS显示、最新的图形APIs:如OpenGL ES 3.1和OpenCL 1.2、支持4K UltraHD视频录制和H.265、VP9和H.264硬件视频编码/解码、支持双ISP,它支持高达32M像素的相机模块。对于一款开源的硬件开发板,这种配置足以笑傲群雄了。

即便是放在目前主流的智能手机中,这颗SoC也属于中高端产品,只不过这款SoC的20nm工艺有点被人诟病,十核疯跑的功耗有点高,热量有点大,经常性被限频使用,用在开发板上倒可以考虑加个散热器让它发挥本该有的性能。

说实话,对于96Boards规范的高速信号扩展接口(也就是下图中乳白色的B2B接口,包含了MIPI-DSI、MIPI-CSI、USB、I2C接口)我不是十分感冒,毕竟这种接口不方便折腾,只能搭配相应的配件使用。

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MediaTek X20开发板上的两个USB TYPE-A接口只能当做HOST使用,而MicroUSB接口只能做为Device使用,并且HOST与Device接口的使能是通过板子背面的拨码开关来实现的,所以不能同时使用。见下图,拨码开关的1~3是具备功能,4是预留脚,1~3的功能分别是

  • 1、AUTO BOOT : 插入电源适配器后可以直接开机,不用按Power键
  • 2、HDMI SEL:可以控制输出主Display为HDMI还是LCM(HDMI为必选项,即无论是否使能DHMI 都会输出)
  • 3、USB HOST SET:使能2个USB Host的功能,同时禁止1个Mic USB的Device功能

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在MediaTek X20开发板的另一侧是低速的IO扩展接口以及模拟IO接口,低速的IO接口包括了UART, SPI, I2S, I2C x2, GPIO x12, DC power,而模拟IO接口包括了立体声耳机接口、Line-in/out接口、扬声器接口。

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另外值得说下,虽然MediaTek X20开发板搭载非常丰富的板载资源,但是由于X20超高的集成度,整个板子的系统硬件结构其实非常的简单,如下图所示。

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上电使用

了解了MediaTek X20的基本特点,来实际感受下这颗具备10处理器的SoC到底有何不凡之处。

从诚迈科技提供的资料来看,MediaTek只支持Andriod系统,确切的说,官方只适配了Andriod系统,单论这点确实让人有些遗憾,毕竟Andriod系统的体验很多都依赖触摸屏的操作,而笔者手上恰恰没这类配件,无奈只能连接HDMI输出,用过USB鼠标键盘来简单体验下了。

在体验过程中实际的输出设备是一个投影仪,所以画面都有暗,见谅。

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因为在上电之处已经设置了autoboot,所以上电自行启动系统。

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出厂内置的是安卓6.0的系统。

mtkheliox20-33联发科10核心处理器,最高主频2.25GHz,20nm。

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连接到WiFi后可以正常浏览网页,下载APP。

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要了解板子的基本运行情况,可以通过目前市面上一些主流的跑分、测试软件。这里,安装

了AndroBench、GeekBench 4,前者一个是存储性能测试,后者则是CPU性能测试。另外也安装了一个CPU监控的软件。

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从实际体验来看,系统在默认状态下就只运行一个最低主频的ARM Cortex-A53,这样有助于降低功耗,而在打开APP的瞬间,会有一个大核Cortex-A72参与,这样就加快的APP的打开 时间,联发科的X20的三丛集架构效用也主要在这些不同场景下体验,合理分配每个核心的利用,不仅提高用户体验,而且有助于降低功耗,但是具体如何优化这些核心是个难题,没优化好频繁的切换核心运行可能会导致功耗的增加,但如果对每个应用单独优化的话人力成本又太高,这倒让笔者想起了魅族手机的全家桶联发科处理器,估摸着魅族在联发科的打磨上可以傲视全行业。

从实际的测试结果来看,不出所料,板载的安卓系统就单纯的作为展示的系统,没所谓的优化不优化,在实际的测试中也发现了X20处理器并没有满负载运行,不知道是本身的限制还是在温度上做了限制。

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从存储的随机读写测试也能看到数据有失板载的eMMC5.1规格存储的标准,看来如果要玩X20开发板,那就要做好自己写底层驱动的准备。

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出厂内置的程序无法完全发挥MediaTek X20开发板的作用,笔者手上拿到的还是工程软件,据称已经有更新软件版本的迭代发布,释放了更多CPU的性能,相信Medaitek X20 Board会越来越好。另外,笔者也从原厂那里拿过了作为优化过的安兔兔的跑分情况,这个数值就和目前主流采用X20 SoC的智能手机相差无几。

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从上面的体验中我们可以看到,我们可以通过X20开发板像智能手机一样开发安卓APP,但是,我们更加可以基于X20开发板作为原型或者二次开发,比如机器人,VR等目前流行又对硬件性能有要求的设备的研发,明白了这几点,你就可以将MediaTek X20开发板应用到你的项目中去,要么学习APP的开发,使用第三方的Elipse IDE工具,要么学习开发安卓技术的底层驱动,搭建Linux系统开发环境。诚迈科技也为用户提供一套可用的完整的软件开发资料,包括开发环境搭建和demo例程源码,这些可以在诚迈科技的论坛了解。笔者也将下篇文章进一步搭建开发环境进行实际的测试、体验,看看MediaTek X20开发板是否真有那么神奇。

小结

介绍了诚迈科技推出的MediaTek X20开发板,板卡搭载的10核X20 Soc功能确实丰富,性能也强大,WiFi/BT/GPS等无线功能一应俱全,用户如果有合适的项目应用,可以拿来直接使用,大大缩短了研发周期。当然,除了开发安卓APP,X20开发板是一款非常理想的用作学习开发安卓底层驱动、ROM定制等功能的高性能板卡,如果再举一反三,通过学习开发自定义基于X20 SoC的手持设备,工业平板设备,机器人、VR等热门应用产品,总得来说,MediaTek X20不失为一款安卓APP开发、底层驱动开发的神器。


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