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[原创] 强悍性能机顶盒方案——RK3399主板评测

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发表于 2018-9-20 17:27:05 |显示全部楼层
    2016年上半年,Rockchip发布了新一代的平板处理器——RK3399。这款处理器上面,CPU采用ARM的big.LITTLE大小核架构,集成双核Cortex A72、四核Cortex A53,GPU则采用Mali-T860 MP4,此外还支持LPDDR4内存与USB Type-C,无论在CPU、GPU还是集成的外设上面都达到行业的领先水平,针对的领域包括平板电脑、高清盒子等。

    长期以来,机顶盒的主控芯片都是用Cortex A53 CPU内核,这款RK3399是第一款使用Cortex A72的机顶盒主控芯片。除此之外,Mali-T860、USB Type-C,这些只出现在中高端手机上的配置,RK3399都能够支持,可以称得上是高端了。为了更好地评估RK3399这一先进CPU,盈鹏飞科技公司推出了基于RK-3399处理器的XPC-3399主板,RK3399作为RK3288的升级版,XPC-3399主板引出了RK3399的绝大部分功能,并支持包括Android、Linux、Chromium OS等多款操作系统。

下面就由笔者向大家介绍这一高端的XPC-3399主板。
1.开发板展示

   开发板的正面如图所示。位于开发板中央的就是RK3399处理器,主要的元件都分布在这一面。可以看出,开发板的接口非常丰富,面积也大于一般的开发板。
XPC-3399正面.png
底板接口标示图-cn.png




   从XPC-3399主板可以感受到,从板载资源的丰富程度,到周边的配件,这块开发板都是极为高端的。

2.开发板硬件介绍
   这一部分将介绍一下开发板的硬件组成。XPC-3399的硬件组成较为复杂,但是与常见的主板一样,也是由CPU与存储子系统、通信子系统、供电子系统以及IO子系统等几个部分组成,这几个部分之间的关系如图所示:

开发板的整体硬件资源如下:
XPC-3399功能框图.png

一、 CPU与存储子系统

1、CPU:Rockchip RK3399

具体参数如下:

- CPU:双核ARM Cortex-A72+四核ARM  Cortex-A53,采用big.LITTLE大小核,其中A72大核主频2.0GHz,A53小核主频1.5GHz

- GPU:ARM Mali T860 MP4,支持 OpenGL ES1.1/2.0/3.0/3.1, OpenVG1.1, OpenCL,  DX11

- 支持4K VP9与4K 10位H265/H264视频解码,高达60fps

- 支持4K显示

- 支持两路1300万像素摄像头接口

- 支持两路USB3.0(可配置为USB Type-C), 两路USB2.0

- 支持一路千兆以太网

- 支持PCIe 2.1(4线)
SoC的框图:
RK3399-功能框图-png.png

2、RAM

开发板上面总共有2GB的RAM,内存标准为DDR3-1866,4片每片512MB,。

3、eMMC

开发板上面共有16GB的 eMMC,该eMMC标准为5.1。

这款开发板有几种配置,仅仅是存储空间不一样,其他都是一样的。笔者手上的这款配置为2GByte RAM+16GByte  EMMC的,最高配置可以达到4GByte RAM+32GByte EMMC。

二、通信子系统

开发板上面的通信接口如下:

1、USB接口

板载两路USB 3.0 TYPE-A接口,两路USB TYPE-C接口。USB 3.0与USB Type-C用了两路USB  3.0,其中USB Type-C可作为程序烧录口,视频输出接口或者接入各种USB设备。

2、千兆以太网接口

板载一路千兆以太网接口,收发器为Realtek公司的RTL8211E。

3、WIFI/蓝牙

WIFI/蓝牙模块为AP6354,此模块可以支持2.4GHz/5GHz的WIFI与蓝牙,通过SDIO接口连接到RK3399。

4、音频接口

板载一路音频接口,音频解码器为ALC5640,连接到RK3399的其中一路I2S接口

5、miniPCIe接口

板载的miniPCIe接口由USB Host接口转换而来,仅仅能使用4G模块,开发板有SIM卡卡槽。

6、M.2 Bkey接口
板载的M.2 Bkey才是由CPU的PCIe引出,可以配置为M.2接口也可以加转换板作为SATA或者普通PCIe接口使用。
7、DEBUG UART

板载的一路 DEBUG UART。
其余的HDMI、SPDIF、双路CSI、Edp与RGB等接口都是RK3399原生支持的功能。

三、电源子系统

   主板的电源树较复杂,板子电源要求要12V,电流看外设定,默认为2A.由于各个部分所需电压不同,因此板载了一片PMU  RK808,此芯片集成4个DCDC与多个LDO,可以输出各种不同的电压。
微信图片_20180920144705.png
    整体上来看,这块开发板硬件方面资源比较丰富,因为RK3399本身支持很多功能。而开发板还是保留了一定的可扩展性,比如USB Type  C接口,可作为视频输出或者外接扩展坞,M.2接口可以作为一个4线的PCIe接口,这样一来,开发板就可以适应多种需求了。

3.部署操作系统

    目前,这块主板能够支持Android 7.1系统,Ubuntu 16.04与Flint OS(基于Chromium  OS),开发板出厂预烧录了一个Android与Ubuntu双系统的固件,这个固件能够支持两种系统之间切换,如果不需要这种双系统的,则可以找单独一个系统的固件进行烧录。
Android 7.1:
主板使用的Android 7.1系统,支持自适应分辨率,可以外接多种HDMI显示设备。
QQ图片20180913155300.jpg

   系统预装的软件只有少量几款,因此要先使开发板连网,在Android系统下,可以直接到wifi配置界面去连接wifi,这里要注意开发板上没有板载天线,需要外接一个。

   连接上wlan后可以尝试下载几款CPU测试软件,如比较权威的GeekBench4,  这款跑分软件可以对RK3399的CPU核心及GPU核心进行评估。

   下载好GeekBench4后,首先看一下配置,如图4-3,这里显示CPU的类型为ARMv8,GPU型号为Mali T860,内存为1.94GB,所有硬件都能被正常识别
微信图片_20180920145616.png
   从GeekBench4可以看到,CPU单核的分数高达1333,多核为2947,这个分数已经可以媲美高通Snapdragon  650与三星上一代旗舰Exynos 7420级别的手机处理器了。
而GPU的评分也不低,为1786分,与Exynos 7420差不多。
微信图片_20180920145824.png

    可见,RK3399的性能已经达到上一代高端手机处理器的水平。这种级别的处理器在平板与机顶盒主控中只有少数几款。

5. wifi display演示

   前面介绍过,RK3399上面带的GPU Mali-T860具有强悍的性能,而开发板的最新的Android7.1.1中带了一个wifi  display的功能,可以体验一下这块开发板的解码性能。
   首先介绍一下这个wifi  display技术。这项技术由WiFi无线产业联盟制定,压缩3D视频,从而通过Wi-Fi传输,进行影像无线显示。仅有部分GPU性能强悍的机顶盒才支持这项技术,而在开发板上出现,这还是第一次。盈鹏飞科技在Android7.1.1中预装了这个软件应该是想让用户评估RK3399支持的这一功能!
  首先打开wifi display这个app。
微信图片_20180920150322.png

   随后要在手机端也打开wifi显示的功能,这时会在设备列表找到手机,笔者的手机就是这里显示的这个HW.
微信图片_20180920150327.png
   点击该设备,就连接上了,可以在XPC-3399上面看到手机显示的内容,尤其是手机播放的1080P视频,在XPC-3399都可以流畅显示。

  上面的演示视频中,RK3399接的是HDMI屏幕,为了更加直观表现RK3399  GPU的性能,此处进行一个简单的对比,播放视频时用串口调试助手向开发板发送指令

top -m 5 -s cpu

可以查看CPU的使用率为:应用程序12%,系统占用12%

打开文件夹/sys/devices/platform/ff9a0000.gpu/devfreq/ ff9a0000.gpu,发送命令cat  load可以查看GPU的当前频率为200MHz

    而在开发板没有运行任何APP的情况下查看的可以查看CPU的使用率为:应用程序3%,系统占用10%, GPU的当前频率为200MHz

    此处值得注意的是,RK3399的GPU有最小使用频率,这个频率为200MHz,就是说,只要用到GPU,频率最少为200MHz,可以通过命令cat  available_frequencies查看,同时也可以看出这款GPU的最大频率是800MHz

   说明开发板在进行视频解码时CPU的使用率仍很低,用的是GPU硬解码,且GPU的频率能够一直保持在最低,可以看出Mali-T860这款GPU性能强悍

6、总结

    这次评测介绍了基于瑞芯微新一代机顶盒与平板主控RK3399的XPC-3399主板。在硬件方面,这块开发板具有ARM Cortex A72  CPU、ARM Mali T860 GPU与USB type-C、M.2  Bkey接口等新技术,操作系统方面,这块开发板能够使用Android、Linux、Chromium OS等操作系统,并支持使用wifi  display等技术。而主板的配件也十分齐全,能够开箱即用,不过这块开发板支持的一些周边,比如双目摄像头与M.2接口的固态硬盘的价格很高,这也是唯一有点不足的。总而言之,在XPC-3399上还是能够体验到一些普通开发板上面体验不到的东西。
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