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

前 言

本文主要基于我司TL64x-EVM评估板 + 移远RM500Q 5G模块，验证PCIe 5G网络通信功能。本文档适用开发环境：

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

评估板简介

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

前

案例功能

PCIe 5G通信案例位于产品资料“4-软件资料\Demo\module-demos\pcie_5g_test\”目录下，目录结构如下表：

表 1

案例包含4个测试程序和1个Python脚本，分别实现如下功能：

1. 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。
2. rm500q_phone_call：实现语音通话功能。
3. rm500q_send_sms：实现发送短信功能。
4. rm500q_get_location：实现获取经纬度功能。
5. 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。

案例测试

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。

网络功能测试

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

网络功能测试

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

网络带宽测试

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：

1. 测试下载与上传的速度，无需带参数，执行命令：./speedtest.py
2. 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
3. 仅需显示Ping延迟、下载速度和上传速度，执行命令：./speedtest.py --simple
4. 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
5. 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

短信功能测试

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

语音通话功能测试

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

获取经纬度功能测试

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

5G模块复位测试

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

案例编译

驱动编译

将案例"driver\pcie\src\"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

程序编译

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。

关键代码说明

rm500q_send_sms.c

打开并设置串口。

图 27

设置文本模式。

图 28

发送短信。

图 29

rm500q_phone_call.c

打开并初始化串口。

图 30

发送语音通话命令。

图 31

rm500q_get_location.c

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