一.? ?概述
本篇章將介紹恩智浦原廠所提供一套電源管理套件，能夠透過軟體遠端操作的方式，進行電壓、電流等量測。能夠幫助用戶快速取得晶片中各腳位的電源狀態(tài) !! 非常便利 !! 但此套件需要搭配特定的電源量測晶片 “PAC1934” 才能運行，故僅支援特定型號的晶片，如下所示。
BCU?套件支援的特定晶片與 EVM?型號示意圖
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其中，在這系列所提供的電源管理套件，可以細分成 Board Remote Control Utilities (BCU) 與 Power Measurement tool (PMT) 兩個套件，前者提供主要的遠端操作技術(shù)，後者則是將 BCU 整合 GUI，使得介面變得更強大。然而，後續(xù)章節(jié)將會介紹幾種「使用場景」，讀者僅需要依照各應用場景的步驟操作，並使用 BCU 或 PMT 來測量電壓即可。在每一個場景中，將會提供原廠的標準電壓數(shù)據(jù)，請測量完數(shù)據(jù)後，進行比對。故此章節(jié)將從 實際應用 - 軟體驗證(二) 來分享操作。
?大大通精彩博文?? 【ATU Book-i.MX8系列】博文索引
Power Measurement 系列博文-文章架構(gòu)示意圖
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二.??Power Measurement Tool (PMT)
Power Measurements 顧名思義就是電源量測，此章節(jié)將結(jié)合 BCU 或 PMT 兩個軟體，來測量各樣的應用分析的電源數(shù)據(jù)，比如說使用 NPU / GPU 使用的耗電量測、雙鏡頭的耗電量測等等。
?環(huán)境操作?? i.MX8M PLUS EVK , BSP L5.15.71
?1. 測量方式
?開發(fā)板搭載 PAC1934 的電源量測晶片，結(jié)合既有的電阻元件資訊，即可透過 BCU 與 PMT 工具來量測各個節(jié)點之間的電壓、電流、功率等等。其中能檢測的節(jié)點，如下??PMIC 所量測的各節(jié)點電壓之示意圖 所示。
? ?圖文來源 :??i.MX 8M Plus Power Consumption Measurement
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(1) 各電壓節(jié)點名詞解釋 :
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圖文來源 :??i.MX 8M Plus Power Consumption Measurement
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(2) 各電壓節(jié)點，在不同模式的電源狀態(tài) :
共 Nominal mode / Overdrive mode / Super Overdrive mode 三種模式。
圖文來源 :??i.MX 8M Plus Power Consumption Measurement
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(3) 測量項目 :?
◆ CPU ( ARM ) 電壓、電流。
◆ DRAM、LPDDR4 電壓、電流。
◆ System 電壓、電流。
◆ SoC 電壓、電流。
◆ SD Card 電壓、電流。
◆ LVDS、HDMI 電壓、電流。
◆ USB、PCI、MIPI 電壓、電流。
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?
2. 使用場景
以下實驗請連接螢幕與網(wǎng)路進行操作，設定完成場景後，請使用 BCU 或 PMT 測量電源。
因測量電壓、電流數(shù)據(jù)繁多，將不易於圖形呈現(xiàn)，故以 csv 檔案呈現(xiàn)，還請讀者自行比對數(shù)據(jù)，謝謝。
(1) Heavy Load use cases?
?視頻解碼 (VPU)??
操作方式 :
?$ bash setup_video.sh
#!/bin/bash
export WL_EGL_SWAP_INTERVAL=0
cpufreq-set -g performance
partitions=`lsblk |awk '$1 !~/-/{print $1}' |grep 'blk2boot\|sd'`
for partition in $partitions; do
echo 512 > /sys/block/$partition/queue/read_ahead_kb
done
ifconfig eth0 down
ifconfig eth1 down
echo 1 > /sys/class/graphics/fb0/blank
echo 0 > /sys/class/graphics/fb0/blank
?$ bash vpu_g2dec.sh
EXT_LOOP=10000
FILE=HEVC_1920x1080_29.97fps_AACLC_44.1Khz_2ch.mkv
export LD_LIBRARY_PATH=/unit_tests/VPU/hantro/:$LD_LIBRARY_PATH
while true;do
cnt=1
while [ $cnt -le $EXT_LOOP ]
do
/unit_tests/VPU/hantro/g2dec -P -Ers -ibs -N200 -X -b $FILE
cnt=$(($cnt+1));
done
done
?
測量數(shù)據(jù) :
圖文來源 :??i.MX 8M Plus Power Consumption Measurement
?
測試結(jié)果 : 請查閱
?
?Coremark + GLmark 測試程式?
操作方式 :
$ bash setup_video.sh
#!/bin/bash
export WL_EGL_SWAP_INTERVAL=0
cpufreq-set -g performance
partitions=`lsblk |awk '$1 !~/-/{print $1}' |grep 'blk2boot\|sd'`
for partition in $partitions; do
echo 512 > /sys/block/$partition/queue/read_ahead_kb
done
ifconfig eth0 down
ifconfig eth1 down
echo 1 > /sys/class/graphics/fb0/blank
echo 0 > /sys/class/graphics/fb0/blank$ bash Coremark_loop.sh
while true; do
./Coremark.exe > /dev/null 2>&1
done$ bash gpu_glmark.sh
while true;do
glmark2-es2-wayland --fullscreen
done
?
測量數(shù)據(jù) :
圖文來源 :??i.MX 8M Plus Power Consumption Measurement
?
測試結(jié)果 : 請查閱
?
?
(2) Memory
?記憶體設置( Memset )
操作方式 :
$ bash setup.sh
#!/bin/bash
systemctl stop weston.service
cpufreq-set -g performance
echo 1 > /sys/class/graphics/fb0/blank
partitions=`lsblk |awk '$1 !~/-/{print $1}' |grep 'blk\|sd'`
for partition in $partitions; do
echo 512 > /sys/block/$partition/queue/read_ahead_kb
done
ifconfig eth0 down
ifconfig eth1 down$ bash memset_loop.sh
while true; do
perf bench -f simple mem memset -l10000 -s 1024MB
done?
測量數(shù)據(jù) :
圖文來源 :??i.MX 8M Plus Power Consumption Measurement
?
測試結(jié)果 : 請查閱
?
??記憶體複製( Memcpy )??
操作方式 :
? ? ? ? ? ? ?$ bash setup.sh
#!/bin/bash
systemctl stop weston.service
cpufreq-set -g performance
echo 1 > /sys/class/graphics/fb0/blank
partitions=`lsblk |awk '$1 !~/-/{print $1}' |grep 'blk\|sd'`
for partition in $partitions; do
echo 512 > /sys/block/$partition/queue/read_ahead_kb
done
ifconfig eth0 down
ifconfig eth1 down$ bash memcpy_loop.sh
while true; do
perf bench -f simple mem memcpy -l10000 -s 1024MB
done?
測量數(shù)據(jù) :
圖文來源 :??i.MX 8M Plus Power Consumption Measurement
?
測試結(jié)果 : 請查閱
?
(3) SD Card
?讀取測試( DD_RD_SDCARD )?
操作方式 :
? ? ? ? $ bash setup.sh
#!/bin/bashsystemctl stop weston.service
cpufreq-set -g performance
echo 1 > /sys/class/graphics/fb0/blank
partitions=`lsblk |awk '$1 !~/-/{print $1}' |grep 'blk\|sd'`
for partition in $partitions; do
echo 512 > /sys/block/$partition/queue/read_ahead_kb
done
ifconfig eth0 down
ifconfig eth1 down
$ bash dd_read_SD10.sh
#!/bin/bash
# Since we're dealing with dd, abort if any errors occur
set -e
TEST_FILE=${1:-dd_ibs_testfile}
if [ $EUID -ne 0 ]; then
echo "NOTE: Kernel cache will not be cleared between tests without sudo. This will likely cause
inaccurate results." 1>&2
fi
# Create a test file
# Header
PRINTF_FORMAT="%8s : %s\n"
printf "$PRINTF_FORMAT" 'block size' 'transfer rate'
# Block sizes of 512b 1K 2K 4K 8K 16K 32K 64K 128K 256K 512K 1M 2M 4M 8M 16M 32M 64M
for BLOCK_SIZE in 512 1024 2048 4096 8192 16384 32768 65536 131072 262144 524288 1048576 2097152
4194304 8388608 16777216 33554432 67108864
do
# Clear kernel cache to ensure more accurate test
[ $EUID -eq 0 ] && [ -e /proc/sys/vm/drop_caches ] && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
# Read test file out to /dev/null with specified block size
DD_RESULT=$(dd if=$TEST_FILE of=/dev/null bs=$BLOCK_SIZE 2>&1 1>/dev/null)
# Extract transfer rate
TRANSFER_RATE=$(echo $DD_RESULT | \grep --only-matching -E '[0-9.]+ ([MGk]?B|bytes)/s(ec)?')
printf "$PRINTF_FORMAT" "$BLOCK_SIZE" "$TRANSFER_RATE"
done?
測量數(shù)據(jù) :
圖文來源 :??i.MX 8M Plus Power Consumption Measurement
?
測試結(jié)果 : 請查閱
?
?寫入測試( DD_WRT_SDCARD )?
操作方式 :
$ bash setup.sh
#!/bin/bash
systemctl stop weston.service
cpufreq-set -g performance
echo 1 > /sys/class/graphics/fb0/blank
partitions=`lsblk |awk '$1 !~/-/{print $1}' |grep 'blk\|sd'`
for partition in $partitions; do
echo 512 > /sys/block/$partition/queue/read_ahead_kb
done
ifconfig eth0 down
ifconfig eth1 down$ ?bash dd_write_SD10.sh
#!/bin/bash
# Since we're dealing with dd, abort if any errors occur
set -e
TEST_FILE=${1:-dd_obs_testfile}
TEST_FILE_EXISTS=0
if [ -e "$TEST_FILE" ]; then TEST_FILE_EXISTS=1; fi
TEST_FILE_SIZE=3221225472
if [ $EUID -ne 0 ]; then
echo "NOTE: Kernel cache will not be cleared between tests without sudo. This will likely cause
inaccurate results." 1>&2
fi
# Header
PRINTF_FORMAT="%8s : %s\n"
printf "$PRINTF_FORMAT" 'block size' 'transfer rate'
# Block sizes of 512b 1K 2K 4K 8K 16K 32K 64K 128K 256K 512K 1M 2M 4M 8M 16M 32M 64M
for BLOCK_SIZE in 512 1024 2048 4096 8192 16384 32768 65536 131072 262144 524288 1048576 2097152
4194304 8388608 16777216 33554432 67108864
do
# Calculate number of segments required to copy
COUNT=$(($TEST_FILE_SIZE / $BLOCK_SIZE))
if [ $COUNT -le 0 ]; then
echo "Block size of $BLOCK_SIZE estimated to require $COUNT blocks, aborting further tests."
break
fi
# Clear kernel cache to ensure more accurate test
[ $EUID -eq 0 ] && [ -e /proc/sys/vm/drop_caches ] && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
# Create a test file with the specified block size
DD_RESULT=$(dd if=/dev/zero of=$TEST_FILE bs=$BLOCK_SIZE count=$COUNT conv=fsync 2>&1 1>/dev/null)
# Extract the transfer rate from dd's STDERR output
TRANSFER_RATE=$(echo $DD_RESULT | \grep --only-matching -E '[0-9.]+ ([MGk]?B|bytes)/s(ec)?')
## Clean up the test file if we created one
# Output the result
printf "$PRINTF_FORMAT" "$BLOCK_SIZE" "$TRANSFER_RATE"
done?
測量數(shù)據(jù) :
圖文來源 :??i.MX 8M Plus Power Consumption Measurement
?
測試結(jié)果 : 請查閱
?
(4) Product use case
?Machine vision (1xISP)?
操作方式 :
$ bash coremark_cpu_limit.sh 50
#!/bin/bash
while true; do
./coremark.exe &
pid=$!
taskset -cp 3 $pid
./cpulimit -l $1 -p $pid
done$ bash ML.sh
#!/bin/bash
rep=$1
cd /usr/bin/tensorflow-lite-2.3.1/examples
for i in $( eval echo {1..$rep} )
do
/usr/bin/tensorflow-lite-2.3.1/examples/benchmark_model --
graph=mobilenet_v1_1.0_224_quant.tflite --num_runs=22000 --use_nnapi=true &
done運行 GStreamer 範例程式 ( 1080p w/ ISP , HEVC encode ) ?:
$ gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video3 ! imxvideoconvert_g2d ! "video/x-raw,width=640,height=480,framerate=30/1"! vpuenc_hevc qos=false ! mpegtsmux ! filesink location=./test_h265.ts?
測量數(shù)據(jù) :
圖文來源 :??i.MX 8M Plus Power Consumption Measurement
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測試結(jié)果 : 請查閱
?
?eIQ Benchmarking tests?
操作方式 :
$ /usr/bin/tensorflow-lite-2.3.1/examples/ML.sh
#!/bin/bash
cd /usr/bin/tensorflow-lite-2.9.1/examples
/usr/bin/tensorflow-lite-2.9.1/examples/benchmark_model --graph=mobilenet_v1_1.0_224_quant.tflite --num_runs=22000 --use_nnapi=true &?
測量數(shù)據(jù) :
圖文來源 :??i.MX 8M Plus Power Consumption Measurement
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測試結(jié)果 : 請查閱
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三.? 結(jié)語
如同上一章節(jié)所述，這裡復刻了原廠所提供的應用場景，讀者僅須要輸入相應的指令操作即可復現(xiàn)。並可以搭配 BCU 或 PMT 工具的結(jié)果來比對當前電壓電流數(shù)據(jù)與原廠提供的標準數(shù)據(jù)是否相符。同時，作者也分享數(shù)個實際測試的數(shù)據(jù)，有興趣的讀者可以點選連結(jié)來查閱比對數(shù)據(jù)。下一篇，將由專業(yè)的硬體工程師來介紹 “實際應用 - 硬體驗證”。敬請期待 !!
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四.??參考文件
[1] 官方文件 - Board Remote Control Utilities (BCU) Release Notes
[2] 官方文件 - BCU 原始代碼
[3] 官方文件 - i.MX 8M Plus Power Consumption Measurement
[4] 官方文件 - i.MX 8M Plus Power Measurement Board User's Guide
[5] 官方文件 - i.MX 8M Plus Power Consumption Measurement
[6] 官方文件 – PMT 原始代碼
如有任何相關(guān)?Power Measurement?進階技術(shù)問題，歡迎至博文底下留言提問?!!
接下來還會分享更多技術(shù)文章 !!敬請期待 【ATU Book-i.MX8系列 – Power Measurement】 !!
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參考來源