TI Sitara系列 AM64x开发板——PCIe 5G通信测试手册

TI Sitara系列 AM64x开发板——PCIe 5G通信测试手册

前 言

1 案例功能

2 案例测试

2.1 网络功能测试

2.1.1 网络功能测试

2.1.2 网络带宽测试

2.2 短信功能测试

2.3 语音通话功能测试

2.4 获取经纬度功能测试

2.5 5G模块复位测试

3 案例编译

4 关键代码说明

Windows开发环境:Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

虚拟机:VMware15.5.5

Linux开发环境:Ubuntu18.04.4 64bit

U-Boot:U-Boot-2021.01

Kernel:Linux-5.10.65

Linux Processor SDK:ti-processor-sdk-linux-rt-am64xx-evm-08.01.00.39

硬件设备:5G模块(移远RM500Q)、中国电信5G SIM卡

创龙科技TL62x-EVM是一款基于TI Sitara系列AM62x单/双/四核ARM Cortex-A53 + 单核ARM Cortex-M4F异构多核处理器设计的高性能低功耗工业评估板,由核心板和评估底板组成。处理器ARM Cortex-A53(64-bit)主处理单元主频高达1.4GHz,ARM Cortex-M4F实时处理单元主频高达400MHz,采用16nm最新工艺,具有可与FPGA高速通信的GPMC并口,同时支持双屏异显、3D图形加速器。核心板经过专业的PCB Layout和高低温测试验证,稳定可靠,可满足各种工业应用环境。

评估板接口资源丰富,引出3x Ethernet(两路支持TSN)、3x CAN-FD、9x UART、多路DI/DO、GPMC、USB、MIPI、LVDS LCD、TFT LCD、HDMI等接口,板载WIFI模块,支持4G模块,可选配外壳直接应用于工业现场,方便用户快速进行产品方案评估与技术预研。

评估板正面图

PCIe 5G通信案例位于产品资料“4-软件资料Demomodule-demospcie_5g_test”目录下,目录结构如下表:

表 1

目录

描述

bin

存放程序可执行文件

driver

存放驱动源码和镜像文件

src

存放程序源码

tool

存放Python脚本工具

案例包含4个测试程序和1个Python脚本,分别实现如下功能:

quectel-CM:实现网络功能。5G模块官方提供的自动拨号上网程序,通过对GobiNet驱动生成的"/dev/qcqmiX"设备节点进行操作,能自动设置网络连接参数、获取IP和DNS等,如需持续使用上网功能,需保持该程序在后台运行。rm500q_phone_call:实现语音通话功能。rm500q_send_sms:实现发送短信功能。rm500q_get_location:实现获取经纬度功能。speedtest.py:基于Python开发的脚本程序,利用了speedtest.net的服务来测量出上下行的宽带,并根据机房离测速服务器的物理距离来列出测速服务器。亦可针对某一服务器进行测速,同时生成一个URL用于分享测速结果。

请将5G模块(移远RM500Q)上的天线接口ANT0、ANT1和ANT3连接5G天线,ANT2_GNSSL连接GPS天线,将5G模块安装至评估板M.2 PCIe(CON17)插槽,将中国电信5G SIM卡插入5G Micro SIM卡槽(缺口方向朝外)。

图 1


图 2 5G(移远RM500Q)模块


请确保5G天线和GPS天线(GPS字样面朝上)已正确安装,然后将GPS天线放置在开阔场合(室内测试GPS功能可能会导致经纬度获取失败)。

将本案例bin目录下的程序可执行文件、"driver/pcie/image/"目录下的驱动镜像文件、tool目录下的脚本文件拷贝至评估板文件系统。评估板上电后,LED13将被点亮。

执行如下命令,加载驱动文件。并运行5G模块官方提供的上网拨号程序。

Target# insmod pcie_mhi.ko mhi_mbim_enabled=1

Target# ./quectel-CM &

图 3


上网拨号程序运行成功后,执行如下命令测试网络通信功能。

Target# ping www.baidu.com

图 4


保证上网拨号程序在后台运行情况下,通过speedtest.py脚本测试网络带宽。脚本使用方法说明:

测试下载与上传的速度,无需带参数,执行命令:./speedtest.py测试下载与上传的速度(结果以字节来表示),执行命令:./speedtest.py --bytes仅需显示Ping延迟、下载速度和上传速度,执行命令:./speedtest.py --simple列出speedtest.net所有的服务器距离主机的物理距离,单位是千米(km),执行命令:./speedtest.py --list对指定的服务器进行测速(使用"./speedtest.py --list"命令获取服务器ID),执行命令:./speedtest.py --server [server ID]

5G模式测试速率

在脚本所在目录下,执行如下命令,进行测试。

Target# ./speedtest.py

图 5


由上图可知,下行速率为46.04Mbit/s,上行速率为33.01Mbit/s,实时性Ping为109.495ms。

备注:5G信号实测带宽与测试点信号覆盖强度有关,如上测试数据仅供参考。

执行如下命令,使用AT指令查询信号强度。由下图可见,当前模式为“NR5G-SA”,信号强度值分别为“-84,-85,-85”,信号强度越接近-44,表示信号越强。

Target# microcom /dev/mhi_DUN

AT+QENG="servingcell"

图 6


图 7


4G模式测试速率

将5G模块仅保留任意1根5G天线连接,即为4G模式,本次操作仅保留ANT0天线。在脚本所在目录下,执行如下命令进行测试。

Target# insmod pcie_mhi.ko mhi_mbim_enabled=1

Target# ./quectel-CM &

Target# ./speedtest.py

图 8


图 9


由上图可知,下行速率为20.13Mbit/s,上行速率为14.19Mbit/s,实时性Ping为139.855ms。

备注:4G信号实测带宽与测试点信号覆盖强度有关,如上测试数据仅供参考。

执行如下命令,使用AT指令查询信号强度。由下图可见,当前模式为LTE,信号强度值分别为“-71,-75,-74”,信号强度越接近-44,表示信号越强。

Target# microcom /dev/mhi_DUN

AT+QENG="servingcell"

图 10


图 11


测试命令:./rm500q_send_sms <device <phonenumber <text

命令说明:<device为设备节点,以"ls /dev/ttyUSB*"命令查看结果为准,重启评估板后可能会变化。<phonenumber为发送短信目标手机号。<text为短信发送内容,短信内容字符之间不可有空格,否则会提示错误。

程序说明:设置短信发送模式,并发送短信内容。

进入评估板文件系统,在rm500q_send_sms文件所在路径下执行如下命令测试短信功能是否正常。

Target# ./rm500q_send_sms /dev/ttyUSB2 191******** www.tronlong.com

图 12


图 13


测试命令:./rm500q_phone_call <device <phonenumber

命令说明:<device为设备节点,以"ls /dev/ttyUSB*"命令查看结果为准,重启评估板后可能会变化。<phonenumber为拨打目标手机号。

程序说明:测试语音通话功能。

进入评估板文件系统,在rm500q_phone_call文件所在路径下执行如下命令测试语音通话功能是否正常。

Target# ./rm500q_phone_call /dev/ttyUSB2 191********

图 14


图 15


测试命令:./rm500q_get_location <device <timeout

命令说明:<device为设备节点,以"ls /dev/ttyUSB*"命令查看结果为准,重启评估板后可能会变化。<timeout为等待返回经纬度信息的时间(单位为秒)。

程序说明:通过GPS天线获取经纬度信息,并打印结果。

进入评估板文件系统,在rm500q_get_location文件所在路径下执行如下命令测试GPS定位功能是否正常。

Target# ./rm500q_get_location /dev/ttyUSB2 1

图 16


如下图,若出现经纬度信息获取失败、超时,请检查天线是否接好,并确保处于室外开阔场地进行测试。

图 17


评估板支持对5G模块进行单独复位功能。请执行如下命令,初始化对应GPIO。

Target# echo 380 /sys/class/gpio/export

Target# echo out /sys/class/gpio/gpio380/direction

Target# echo 381 /sys/class/gpio/export

Target# echo out /sys/class/gpio/gpio381/direction

图 18


执行如下命令,控制5G模块掉电。

Target# echo 0 /sys/class/gpio/gpio381/value

图 19


执行如下命令,配置5G模块复位引脚处于低电平。

备注:在硬件设计上,当配置gpio380输出“1”时,对应复位引脚为低电平。

Target# echo 1 /sys/class/gpio/gpio380/value

图 20


执行如下命令,根据5G模块上电时序要求,拉高复位引脚,再控制5G模块上电。

Target# echo 0 /sys/class/gpio/gpio380/value

Target# usleep 50000

Target# echo 1 /sys/class/gpio/gpio381/value

图 21


图 22


将案例"driverpciesrc"目录下的驱动源码Quectel_Linux_PCIE_MHI_Driver_V1.3.1.zip拷贝至Ubuntu工作目录下,执行如下命令进行解压。

Host# unzip Quectel_Linux_PCIE_MHI_Driver_V1.3.1.zip

图 23


执行如下命令,进入pcie_mhi目录,编译驱动源码。

Host# cd pcie_mhi

Host# export PATH=$HOME/gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-aarch64-none-linux-gnu/bin:$PATH

Host# make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-none-linux-gnu- KDIR=/home/tronlong/AM64x/Kernel/Linux-5.10.65

备注:"/home/tronlong/AM64x/Kernel/Linux-5.10.65"为Linux内核源码路径,编译驱动前,需先完成内核编译。

图 24


编译完成,在当前目录生成驱动程序pcie_mhi.ko。

图 25


将案例src目录下的程序源码拷贝至Ubuntu工作目录下,执行如下命令加载SDK环境并进行编译。

Host# source /home/tronlong/ti-processor-sdk-linux-rt-am64xx-evm-08.01.00.39/linux-devkit/environment-setup

Host# make CROSS_COMPILE=aarch64-none-linux-gnu-

图 26


编译完成后,在当前目录生成测试程序可执行文件。

打开并设置串口。

图 27


设置文本模式。

图 28


发送短信。

图 29


打开并初始化串口。

图 30


发送语音通话命令。

图 31


打开并设置串口。

图 32


查询GPS功能是否开启。

图 33


开启GPS功能。

图 34


若GPS功能默认已开启,先关闭GPS以清除定位数据,再重启GPS。

图 35


获取经纬度信息并打印。

图 36