香橙派 OrangePi AIpro 入手体验

本文主要包括：开箱、NVME-SSD系统安装教程、SSH连接教程、固件更新步骤、硬件PWM&I2C简单测试、预留电池口安装测试、官方AI样例体验几个部分。

一、香橙派AIpro硬件介绍

  首先感谢CSDN与香橙派邀请参加香橙派AIpro的体验测评活动。活动提供了8G版本的香橙派AIpro（带散热器）、32GB内存卡（预装系统）、65W-PD充电头、双Type-C电源线。

1.1 开箱

  总体来看，PCB的细节还是不错的，不过外置天线显得无处安放。

图1 香橙派AIpro开发套件

1.2 硬件参数

  香橙派AIpro采用昇腾AI处理器（昇腾310B）。AI算力为8TOPS(INT8)/4TFLOPS(FP16)。CPU为4核心64位ARM处理器，主频1.6GHz。内存采用LPDDR4X，8G/16G可选。小小吐槽一下，内存不应该是MHz吗，怎么用Mbps。（狗头保命.JPG）

  存储方面，板载有TF卡接口、eMMC模块接口、M.2固态硬盘接口（SATA SSD和NVME SSD都支持！），并且支持直接从这三种设备启动系统！这一点是比较赞的地方。
  网络方面，板载1个千兆有线网络接口、WiFi5、蓝牙4.2。比较中规中矩。
  供电方面，采用Type-C接口和USB-PD快充协议（65W MAX），预留了3串电池的电池接口。
  常用接口包括2个USB3.0接口、1个Type-C接口（只支持USB3.0，不支持USB2.0）、2个HDMI口、2个CSI摄像头接口、1个DSI显示接口、1个3.5mm耳机/麦克风接口。
  除此之外，还提供了40Pin的GPIO、UART、I2C、SPI、PWM扩展，用于一些扩展的硬件。调试串口通过CH343转接为USB，使其可以直接连接PC。
  40Pin排针的定义如下图所示：

图3 香橙派AIpro排针定义

二、系统准备

2.1 系统镜像与烧录工具下载

  由于香橙派AIpro具有M.2插槽，支持PCIe3.0x4的NVMe固态硬盘，且支持直接从固态启动系统。正好手上有闲置的NVMe固态，因此选择抛弃TF卡。
  首先从香橙派AIpro官网下载系统镜像和烧录工具。烧录工具位于：“官方工具”里的“Linux镜像烧录工具-balenEther”目录中。
  ps：镜像有desktop版本和minimal版本，desktop版本有完整的桌面环境。minimal没有桌面环境，只能用命令行操作。根据需求进行选择，对linux不熟练推荐使用带桌面环境的系统哦。

图4 系统镜像与烧录工具下载

  当然，也可以直接从它的Github仓库中下载烧录工具的最新版本，带Portable的版本下载后直接运行，不需要安装。在国内下载Github网站的内容可能会非常慢。

图5 烧录工具（Github）下载

2.2 系统烧录

  将闲置的固态通过USB硬盘盒连接至PC，启动balenaEtcher，选择从文件烧录，进入存放镜像的文件夹，然后选择下载后解压得到的img文件，点击打开。

图6 选择文件

图7 选择磁盘、烧录镜像

  烧录完成后，弹出硬盘，将固态安装在板卡上。将BOOT1开关置于右边，BOOT2开关置于左边。上电。

图8 设置启动模式

图9 成功点亮

  小提示：第一次进入系统后可以执行以下命令升级所有软件包

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
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2.3 SSH连接

  香橙派默认开启了SSH服务器，不需要额外配置。
  1、打开CMD，输入以下命令，连接SSH。需要保证香橙派与PC在同一局域网（连接同一个路由器）。不需要知道香橙派的IP地址。

ssh HwHiAiUser@orangepiaipro
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  ps：这里需要WIN10/WIN11系统并且开启了OpenSSH。在 设置\应用\应用和功能\可选功能\添加功能\OpenSSH客户端 找到并安装。

  2、输入yes，回车。
  3、password这输入密码(输入的不会回显，看不见输入了啥但是确实输入了！)：Mind@123

图10 SSH连接香橙派

  OK，至此已经成功通过SSH连接香橙派了。

2.4 固件更新

  在图4所示官方工具中，下载“Ascend310B-firmware固件包”。下载完成后通过scp（和SSH一样，需要WIN10/WIN11开启OpenSSH功能）上传至香橙派。注意将“D:\香橙派镜像\”改为自己下载存放文件的目录。

scp -r D:\香橙派镜像\Ascend310B-firmware-7.3.t3.0.b309-rc-signed-8t-1.6ghz-20240428.run HwHiAiUser@orangepiaipro:/home/HwHiAiUser/Ascend310B-firmware-7.3.t3.0.b309-rc-signed-8t-1.6ghz-20240428.run
1

  通过SSH连接，执行下列命令进行安装。

chmod +x ./Ascend310B-firmware-7.3.t3.0.b309-rc-signed-8t-1.6ghz-20240428.run
sudo ./Ascend310B-firmware-7.3.t3.0.b309-rc-signed-8t-1.6ghz-20240428.run --full
# 等待出现 “do you want to continue?” 时输入y
# 等待完成 “Firmware package installed successfully!” 时执行下一行重启
sudo reboot
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三、40PIN 扩展接口测试

3.1 PWM性能测试

  对于香橙派 AIpro的PWM功能，官方文档中表示目前只能通过操作寄存器来输出波形。官方给出的示例位于：

#/opt/opi_test/pwm/test.sh
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  测试了频率1MHz，高电平持续200nS，低电平持续800nS（占空比20%）：

# 设置管脚复用关系
sudo devmem 0x00C40000D0 w 0

# 设置PWM风扇测量时间窗大小为250ms。
# 标准时间窗测量大小1S对应8000周期，250ms对应2000周期。
# 以上两行为官方注解，没搞懂什么意思。
sudo devmem 0x00C4080108 w 2000

# 设置PWM脉冲周期，总结了一个非官方公式：值≈频率(Hz)/6756
sudo devmem 0x00C408002C w 148

# 设置低电平开始时刻（≈200nS）
sudo devmem 0x00C4080030 w 30

# 设置高电平开始时刻（=0nS）
sudo devmem 0x00C4080034 w 0
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  用示波器连接PWM输出引脚测试，电平3.3V，频率约1MHz，上升时间（10%~90%）18nS左右。可见其开关性能能够满足大多数应用。

图11 PWM脉冲信号

3.2 I2C接口实验

  连接一片DS3231模块进行简单测试，模块连接至I2C_7。

图12 连接DS3231

  通过以下命令进行I2C操作

# 扫描I2C总线设备
sudo i2cdetect -y -r 7

# 读取DS3231模块数据
sudo i2cdump -y -f 7 0x68 b
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图13 DS3231读取实验

四、预留电池安装测试 （作死）

  重要：请非专业人士不要盲目跟风操作，静等官方出售配套电池！
  重要：请非专业人士不要盲目跟风操作，静等官方出售配套电池！
  重要：请非专业人士不要盲目跟风操作，静等官方出售配套电池！
  香橙派AIpro具有预留的一个电池接口，可以接入3串的锂离子电池。正好手上有一个笔记本拆机的3串鼓包电池，因此将其接上香橙派进行一个简单的测试。
  首先测量一下未接电池时预留口的电压和电池电压，差距约为0.5V，问题不大。

图14 电压测量

  由于目前没有这块板子的所有权，所以不能随意焊接，只能折中一下，用胶粘的方法粘一下线缆。同时本小节就简单做个可行性测试，不深入的进行驱动、SMBUS通信、电池电量信息等技术的讨论。让它通过电池供电成功运行就达到本节的目标。

图15 电池供电

图16 电池供电(正常工作)

五、官方AI样例上手体验

  香橙派AIpro主要目标还是AI相关应用，因此本文最后通过体验官方示例来做个结尾。
  通过SSH执行以下命令，启动Jupyter Lab并让它监听局域网所有IP的HTTP请求。

cd samples/notebooks/
./start_notebook.sh 0.0.0.0
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  执行后，查看SSH终端的输出信息，找到访问链接并copy。

图17 启动成功，找到链接

  在PC中打开浏览器，粘贴链接访问。

图18 Jupyter Lab界面

  接下来就是快乐的AI体验时刻~~！

图19 yolov5体验

六、总结

经过几天对香橙派AIpro的体验，总结板卡具有的优点：

• 上手简单：官方用户手册几乎涵盖常见应用。
• 配置完善：系统烧录后SSH已经配置完成、AI相关框架也已装好。可以免去大多数无用的重复性工作。
• 集成度高：如固态接口、串口转USB、电池管理、快充供电等。这些功能免去了大多数的转接板。
• 硬件AI：相较于最新树莓派5，通过专用的NPU提供8TOPS的AI算力。能够在AI应用上拥有更好的性能和更高的能效比。

想吐槽的一些话：

• 对于通用计算，相较树莓派5的2.4G主频，即使是通过固件升级后的1.6GHz也明显低了不少，希望未来的版本能够逐步缩小差距。
• 系统底层还需要优化、补充，如PWM相关驱动（操作寄存器很容易出错）、cpu相关驱动（想获取主频还要调用昇腾API，不能直接通过文件系统获取）。
• Type-C只支持USB3.0，不能向下兼容USB2.0，希望未来能够处理好硬件兼容性。
• 电池管理功能可以考虑通过接口引出，如类似风扇供电的扁接口引出。（当然，不可否认地是，电池管理功能用作UPS的话是比较优秀的）。
• 最后就是天线实在有点难以摆放。

就个人看法结合个人专业而言，利用香橙派AIpro的AI算力可以设计如电网巡线无人机（视觉检测输电线缆故障）、电力设备检修机器人等许多实用的产品。对于成本、安全性等各项因素来说，国产的香橙派AIpro都是现阶段的一个较优选择。相信在国产AI、中国芯的加持下，香橙派系列以及昇腾系列能够在未来继续保持前沿，在更多的产业中得到有效运用。