1.3萬
隨著科技的不斷進步和信息技術應用創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，各種開源應用逐漸興起，各大廠商也競相推出了各種開源硬件產(chǎn)品，如Arduino、樹莓派、Micro bit等。為了能夠加快國產(chǎn)軟、硬件生態(tài)建設的進程，推動國產(chǎn)化發(fā)展，同時也為了解決目前國內學校教育仍然采用國外平臺的痛點，飛騰攜手螢火工場推出了全新的國產(chǎn)開源硬件產(chǎn)品 —— 飛騰派，共同推動國產(chǎn)信創(chuàng)生態(tài)發(fā)展和人才培養(yǎng)。
一、開箱 & 裝系統(tǒng)
1.?? 開箱
飛騰派的包裝采用中國紅為主要色調，凸顯了國產(chǎn)化的風格。在包裝盒的正面是飛騰派的LOGO，而在側面則印有螢火蟲工廠、飛騰官網(wǎng)、飛騰公眾號的二維碼。整個包裝簡潔大氣，風格鮮明。
圖1 飛騰派的包裝
打開包裝盒，呈現(xiàn)在我們面前的就是我們今天的主角，飛騰派評估板（如圖2），由于為開源硬件平臺，整個包裝盒內部并沒有過多的介紹，所有的相關資料都可以從互聯(lián)網(wǎng)上下載?？紤]到飛騰派呈現(xiàn)優(yōu)秀的性能需要穩(wěn)定的電源輸入，飛騰公司還為其搭配了一個12V3A的電源作為其供電輸入。
圖2.飛騰派評估板
2.?? 飛騰派的硬件資源
整個飛騰派評估板的大小為119mm*93mm，采用經(jīng)典的黑色PCB制作。雖然尺寸不大，但是整個評估板上集成了眾多主流接口和器件。在PCB的正面最吸引我們注意的當屬這個50mm*50mm的散熱風扇了，而在散熱風扇的下面則是我們今天的主角飛騰CPU,其采用鋁作為封裝外殼，在正面印有飛騰的Logo及標識，通過查閱資料可以知道其是一顆采用ARMV8架構的處理器，并具備四個核心(包含2個FTC664@1.8GHz及2個FTC310@1.5GHz)。
在CPU的右邊則是4顆DDR4存儲器芯片，芯片型號CXDQ3BFAM,這是一顆純國產(chǎn)的DDR4芯片，由合肥長鑫存儲制造，容量為1GB，位寬為16，4顆共組成64位4GB。這里值得注意的是，目前飛騰派根據(jù)DDR容量的不同分別推出了2G和4G兩個版本,用戶購買的時候需要注意。
圖3 飛騰派CPU、風扇及4GB DDR4
作為一塊可玩性極高的信創(chuàng)板卡，網(wǎng)絡接口當然必不可少，在飛騰派的上同時包含了無線與有線兩種網(wǎng)絡接口。對于無線網(wǎng)絡，由板卡上搭載的湖南歐智通科技推出的FN-LINK的6221-SRC藍牙WIFI一體化模組完成，該模塊同時支持藍牙4.2和2.4G/5G雙頻WIFI。
圖4 藍牙、WIFI一體化模塊
而對于有線網(wǎng)絡部分，飛騰派則提供了2個千兆的以太網(wǎng)接口，所使用的接口芯片為Motorcomm(裕太微)公司推出的國產(chǎn)YT8521芯片。這是一款高度集成的國產(chǎn)單口千兆以太網(wǎng)物理層收發(fā)器。它符合10BASE Te、100BASE-TX和1000BASE-T IEEE 802.3標準，通過采用最先進的DSP技術和模擬前端（AFE）,實現(xiàn)通過UTP電纜進行高速數(shù)據(jù)傳輸和接收。
圖5 有限網(wǎng)絡接口
由于目前絕大多數(shù)外設都采用USB接口，為了增加擴展性與可玩性，飛騰派還提供了1個USB 3.0 Host接口（左上），3個USB 2.0 Host接口，通過這些接口，用于可以將飛騰派連接上各種外設。而在顯示/音頻支持方面，飛騰派提供了一個標準的HDMI接口（最大分辨率支持1920*1080，采用龍迅半導體LT8711芯片）和一個標準的3.5mm孔徑的音頻接口（順芯ES8336芯片）。
圖6 4個USB Host接口及HDMI接口
眾所周知，電源是一個系統(tǒng)是否能夠正常工作的關鍵，為了保證上述各種外設能夠正常工作，飛騰派提供了一個支持12V3A輸入的電源接口。在系統(tǒng)主電源輸入后，首先利用杰華特JWH5085芯片將其降壓至5V，然后再利用MPQ8645,JWH5046，SGM2048等一系列芯片將其轉換為0.8v、1.8v、3.3v等，具體如下圖所示：
圖7 電源系統(tǒng)
除此之外，整個板卡的正面還包含有復位按鍵，EMMC焊位（）,FLASH燒錄接口以及啟動方式選擇跳線。整個板卡的正面如下圖所示：
圖8 飛騰派評估板正面接口資源
在PCB的背面，則包含有SIM卡槽、MiniPCIe接口、microSD卡槽、2個多功能接口（2.54mm間距排針形式）以及Flash存儲器。其中, Flash存儲器為選配件，在我們手中這塊板卡上面沒有焊接，若用戶需要可以自行焊接或者購買帶有Flash存儲器的飛騰派版本。而SIM卡槽則作為信號連接到miniPCIe的連接器，使用時需要搭配支持USIM功能的4G/5G等MiniPCIe接口的模塊使用。MiniPCIe接口主要用來連接4G/5G或AI加速模組（如云天勵飛的IPU-X100）使用。多功能接口則主要是把飛騰CPU的引腳引出，它們的具體功能如下所示：
整個飛騰派背面如下圖所示：
圖9 飛騰派評估板背面接口資源
通過上面的介紹，可以看出飛騰派是一款國產(chǎn)化程度很高的、資源豐富的且具有高性價比的套件，下面是飛騰派與樹莓派4的對比：
3.?? 飛騰派的軟件資源
硬件性能的充分發(fā)揮當然離不開軟件的支撐。為了能夠充分展示飛騰派的性能，官方提供了極其詳盡的資料，從原理圖到芯片手冊，再到系統(tǒng)鏡像和程序源碼，各種資料一應俱全。由于針對的目標為信創(chuàng)用戶，官方將所有資料都放在百度網(wǎng)盤中，地址鏈接為： https://pan.baidu.com/s/1pStiyqohrB3SxHAFFk8R6Q?pwd=dzdv
全部資料大小約為79.2個G，工程師們可以根據(jù)自己的需要下載（官方會不定期更新網(wǎng)盤內的資料）。整個資料包共分為9個文件夾（如圖所示），每個文件夾都以其中的內容命名，這使得資料查找起來非常方便。
圖10 官方提供的軟件資源
在這里值得一提的是，為了提升飛騰派的可玩性和實用性，官方還提供了多種鏡像供用戶選擇（如圖11），這其中就包括我們所熟知的Ubuntu、Harmony、RT_Thread等系統(tǒng)以及PhytiumPIOS（這是一款運行在飛騰派開發(fā)板上的基于Debian11深度定制的Linux系統(tǒng)，它針對開發(fā)板的硬件定制了內核配置及對應的軟件包等）。
圖11 官方提供的系統(tǒng)鏡像
4.上電
既然飛騰派的功能如此豐富，那么上電試用當然必不可少。由于板卡上沒有焊接MMC和FLASH存儲器，因此我們選擇從Micro SD卡啟動并燒錄基于Debian11的PhytiumPIOS作為系統(tǒng)鏡像。燒錄前要準備好MicroSD卡、讀卡器。具體的燒錄步驟可以參考前述百度云上下載的飛騰派資料包中用戶開發(fā)手冊文件夾里飛騰派軟件開發(fā)手冊（12頁）。
圖13 飛騰派軟件開發(fā)手冊
燒錄完成后就可以上電運行了，將飛騰派連接HDMI顯示器，同時插入鼠標、鍵盤，插上電源系統(tǒng)開始啟動。這里特別注意要確保評估板上的跳線選擇的是從SD卡啟動（這也是默認的啟動方式），如下圖所示：
圖14 飛騰派啟動跳線設置
系統(tǒng)啟動后輸入用戶名用戶名：user 密碼：user 就可以進入PhytiumPIOS的界面了。由于是基于Debian11系統(tǒng)進行定制的，所以整個界面和Debian相差不大，使用起來也非常的方便。同時，通過有線或無線將飛騰派連接至網(wǎng)絡后，就可以通過板卡上SSH或遠程桌面對板卡進行連接和訪問了。
（1）?? SSH訪問：
首先用如下命令安裝SHH服務器：
$ sudo apt-get install openssh-server安裝完成后確認SSH是否已經(jīng)正常啟動，鍵入如下命令：
ps -e | grep ssh若沒有正常啟動，則可以用如下命令進行啟動
sudo /etc/init.d/ssh start當然我們也可以用下面兩個命令停止SSH服務和重啟SSH服務
sudo /etc/init.d/ssh stop #server 停止 ssh 服務
sudo /etc/init.d/ssh restart #server 重啟 ssh 服務SSH服務啟動成功后，就可以用我們的主機遠程訪問飛騰派了。首先下載一個SHH訪問軟件（比如PUTTY）,在這里我們使用的是Tera Term這個軟件，運行后如下圖所示。我們首先輸入飛騰派的IP地址（在這里為192.168.1.110，可以在評估板上用ifconfig命令得到），然后選擇SSH服務，點擊確定即可。
圖15 SSH客戶端設置
在彈出的認證對話框中選擇輸入飛騰派的用戶名和密碼user,點擊“確定”
圖16 輸入用戶名密碼
可以看到我們已經(jīng)成功登錄飛騰派評估板了。
圖17 SSH連接成功
（2）遠程桌面訪問
雖然使用SSH能夠遠程連接并操作飛騰派，但畢竟還是字符界面，對于喜歡使用圖形界面的工程師們來說還是不太直觀。為此，我們使用遠程桌面對飛騰派進行訪問。在這里我們采用的是XRDP進行遠程桌面訪問。
首先在板卡上使用如下命令安裝xrdp
$ sudo apt-get install xrdp -y如果以前安裝過xrdp則會直接打印出XRDP的版本號，如果沒有安裝過則會會直接在線安裝。成功后將會顯示如下界面。
圖18 安裝Xrdp包
然后配置登錄會話，配置文件需要放在登錄的用戶目錄下，在這里我們就放在user用戶下。因此，在終端里輸入如下信息
圖19 修改配置文件
確定xrdp服務狀態(tài)：
sudo systemctl status xrdp當出現(xiàn)以下類似的界面時表示安裝成功。
圖20 確定xrdp服務狀態(tài)
隨后就可以用windows自帶的遠程工具軟件進行遠程桌面訪問了。運行windows遠程桌面工具（使用 win+r 鍵打開運行解碼，輸入 mstsc 后回車），在彈出的對話框中輸入飛騰派評估板的IP地址（可以用Ifconfig查看），彈出登錄界面，在這里我們輸入用戶名、密碼user。（特別注意，在使用遠程桌面登錄時，確保板卡上的user用戶已經(jīng)登出，不然會出現(xiàn)閃退）。
圖21 輸入用戶名密碼
隨后，連接建立，我們已經(jīng)能夠遠程訪問飛騰派的桌面了。
圖22 顯示遠程桌面
二、應用飛騰派獲取MQTT數(shù)據(jù)實例
通過上面的評測我們可以看出飛騰派功能強大，非常適合作為小型的服務器或者邊緣計算網(wǎng)關。在我們的項目中將飛騰派作為現(xiàn)代化溫室的控制器，來對溫室中溫度、濕度、光照、CO2等情況進行監(jiān)測。整個系統(tǒng)的結構如下圖:
為了實現(xiàn)獲取MQTT轉發(fā)過來的溫室環(huán)境數(shù)據(jù)，我們采用Python語言編寫整個邏輯。PhytiumPIOS中已經(jīng)預先安裝有python編譯器，所以我們就不必要另外安裝了。但是由于我們使用的是MQTT協(xié)議，進行Json格式的數(shù)據(jù)傳輸，因此需要在程序中引入MQTT包和Json包（若沒有提前安裝這兩個包的話還需要用Pip命令安裝這兩個包），如下：
import paho.mqtt.client as mqtt
import json
隨后，我們定義整個程序的主函數(shù)：
def main():
client = mqtt.Client()
# 注冊事件
client.on_connect = on_connect #注冊on_connect事件
client.on_message = on_message #注冊on_message事件
# 設置賬號密碼（如果需要的話）
client.username_pw_set(username, password=password)
# 連接到服務器
client.connect(host, port=port, keepalive=60)
# 守護連接狀態(tài)
client.loop_forever()
其中，on_connect的源碼如下：
def on_connect(client, userdata, flags, respons_code):
if respons_code == 0:
# 連接成功
print('Connection Succeed!')
else:
# 連接失敗并顯示錯誤代碼
print('Connect Error status {0}'.format(respons_code))
# 訂閱信息
client.subscribe(topic)
on_message的源碼如下：
def on_message(client, userdata, msg):
# 打印訂閱消息主題
print("topic:", msg.topic)
# print('msg.payload:', msg.payload)
# 打印消息數(shù)據(jù)
try:
jsondata = json.loads(msg.payload)
except Exception as e:
print('數(shù)據(jù)格式錯誤', e)
return
運行程序，同時將溫室上電打開，系統(tǒng)開始接收溫室控制器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)：
三、總結
飛騰派功能強大，各種外設接口一應俱全，軟件資源非常豐富。特別是是其搭配了很多國產(chǎn)芯片，最大限度的實現(xiàn)了開源硬件的國產(chǎn)化。目前，飛騰派已經(jīng)在智能機械臂、教學實驗箱、自動化控制、邊緣計算網(wǎng)關等領域嶄露頭角。相信在不久的將來，飛騰派將會成為國產(chǎn)信創(chuàng)領域的核心力量。
