平头哥 BeagleV-Ahead TH1520 RISC-V 高性能开发板开箱硬件评测

BeagleV-Ahead开箱硬件讲解

BeagleV-Ahead开箱介绍

非常感谢 中国杭州平头哥半导体优先公司 和 Beagle社区给予我们 全球首款高性能 TH1520 RISC-V SBC开发板 BeagleV-Ahead评测工作，我们将围绕 开发板 外观 ，板载功能接口，系统启动系统初体验，系统功能使用演示，更新不同系统镜像，编译SDK打造属于自己的系统，从硬件 到 SDK软件 进行逐步的评测演示。

BeagleV AHead 开发板是一款采用平头哥半导体的曳影TH1520 作为主控的Beagle家族开源的RISC-V 单板计算机（SBC），非常适合开源社区的RISC-V 开发人员。 BeagleV AHead 传承了Beagle 开发版的统一设计语言，采用BeagleBone Black 的外形尺寸，它具有与BeagleBone Black 相同的P8 和P9 扩展接口，所以支持叠加现有的BeagleBone扩展板以扩展其功能。 虽然BeagleV Ahead 采用强大的四核RISC-V 处理器，但确是一款价格实惠、便于携带的RISC-V“口袋开发板”，适用于任何希望参与RISC-V 开发的人。作为经常出差的开发人员特别友好，随时随地拿出连上USB 即可使用(5V 电源接口可通过USB 转接头，串口可通过USB转UART 连接)。

BeagleV-Ahead

• 开发板收到后的包装-正面照

• 开发板收到后的侧面照

• BeagleV-Ahead开发板背面照

总结： 外包装比较简单，但是整体包装盒设计包含了开发板的所有内容，算是一个完整的产品包装介绍。 正面是开发板的 照片 板名，以及一句 Enabling the future of open source (翻译过来是 开启开源的未来 ) 正前侧边使用经典的 狗板 的 黑橙配色 logo 用于再次强调官方信息， 正后 侧边 介绍了开发板的生产国家 以及各种硬件认证标识 ，在这里我们看出，BeagleV-Ahead 是Seeed 在中国代工生产。 背面 比较简单，只有一个 产品的商品条形码，以及 一段 提示警告 This product can expose you to chemicals including Formaldehyde, which is known to the State of Califomnia to cause cancer, and Toluene, which is known to the State of California to cause birth defects or other reproductiveharm. For more information go to www.P65Warnings.ca.gov （翻译过来大概意思是： 该产品可能会让您接触到化学物质，包括甲醛（加利福尼亚州已知会导致癌症）和甲苯（加利福尼亚州已知会导致出生缺陷或其他生殖危害）。 欲了解更多信息，请访问 www.P65Warnings.ca.gov ）

BeagleV开盒

• 包装盒内 有一张快速使用的卡片，里面 介绍了如果需要快速开始使用，访问 beaglev-ahead.org/quick 但是我访问了以后 发现此页面还为空，应该是还没准备好发布吧， 等发布后 我再截图介绍。
• 同时赠送了一根 MicroB的USB 3.0 OTG转接头（主要用来链接支持市面上常见的USB设备，如U盘 USB鼠标 USB键盘等）。 不过需要注意的是，这里的 MicroB 接口不同于 我们市面上常见的安卓手机 Micro USB接口。
• 以及一根 2.4Ghz/5Ghz的 IPEX 天线（不过需要手动安装上去）。

BeagleV-Ahead硬件介绍

BeagleV-Ahead反面介绍

SOC-TH1520

平头哥的TH1520 Soc 是一款低功耗、高性能、高安全、多模态感知和多媒体AP 能力的AI 处理器芯片，可用于视频会议一体机、人脸识别考勤门禁、医学成像等AI 边缘计算应用场景。基于多核异构架构，集成RISC-V 指令架构的四核C910 和单核C906 处理器，并内嵌了多个强大硬件加速引擎，搭载4TOPS@int8 AI 算力的NPU，提供性能优化的高端应用。支持双通道外部存储器接口，支持LPDDR4/LPDDR4X，提供最大存储带宽达34GB/s，同时提供满足多变应用的外设接口。

• 视频方面，支持H.265/H.264/VP9 标准视频编码，最高分辨率达4K@40fps，支持H.265/H.264/VP9/AVS2 等多格式视频解码，最高分辨率达4K@75fps，支持JPEG 编解码，最高分辨率达32Kx32K。
• 图形处理方面，内嵌3D GPU 完全兼容OpenGL ES1.1/2.0/3.0/3.1, OpenCL 1.1/1.2/2.0和Vulkan 1.1/1.2，支持2D 加速引擎，以及通用DSP 加速器。

下图是芯片的内部整体架构框图可以比较直观看出来TH1520的芯片内部组成。

接下来，主要介绍一下TH1520主芯片参数

总结：TH1520是我目前为止见到过配置最强的RISC-V 应用处理器，不仅是 CPU部分，在 音视频编解码 显示，AI，外围接口，存储 安全将整个芯片发挥到了极致。

Moemory-LPDDR4

BeagleV-Ahead默认板载 4GB LPDDR4 RAM，根据开发板丝印，以及官方发布的DDR相关原理图结合来看，实际使用的型号 为 三星厂家 K4U6E3S4AA-MGCL LPDDR4X 单颗DDR RAM大小为2GB，通过搜索，访问官网 看出这款芯片最高 频率为 4266Mbps ，工作温度为 -25°-85°，属于消费级温宽。

BeagleV-Ahead LPDDR4原理图参考：https://beaglev-ahead.beagleboard.io/docs/latest/_images/DDR4-2-3.png

LPDDR4芯片参考： https://semiconductor.samsung.com/dram/lpddr/lpddr4x/k4u6e3s4aa-mgcl/

总结：好马配好鞍，一款高性能的主控芯片需要一款主频足够高的内存才能将整个性能完整发挥出来，不过不知道后续有没有8GB LPDDR4版本。

PMIC-DA9063

一盏灯，需要接通正负极市井电才能点亮，一款开发板同样也需要电源输入才能运行起来，对于简单的产品电路，我们只需要按照要求输入基本转换过的电压即可，但是对于复杂的产品，则可能需要至少 十几种电源信号输入才能工作，这时 为了保证 产品的稳定性，以及 产品体积形态，就不能单独通过 电源转换来进行设计，最好的办法就是 使用PMIC（简称：电源管理IC）来快速实现复杂的电源电路，让硬件工作起来。

BeagleV-Ahead 开发板使用了一款 Dialog(戴乐格) 半导体公司的一款 DA9063 PMIC IC来解决整个板载的电源电路，使其可以稳定工作起来。

如下是我从 renesas瑞萨电子官网（2021年被瑞萨收购） 找到的相关资料。

官网DA9063芯片介绍： https://www.renesas.com/us/en/products/power-power-management/multi-channel-power-management-ics-pmics/handheld-computingtablet-power-management-ics-pmics/da9063-programmable-pmic-quad-core-application-processors

总结：好马配好鞍，但是还需要有好的草料 。 DA9063就是好的草料 输入稳定的 电源 让 TH1520 LPDDR4 BeagleV-Ahead整个板子稳定高效运行。

WiFi&Bluetooth-AP6203BM

AP6203BM是一款支持2.4Ghz&5Ghz的WIFI Bluetooth 5.0 无线模组，该模块专为智能手机和便携式设备开发。他给BeagleV-Ahead提供了 无线的能力，可以让其在不受网线的约束下通过无线方式来访问网络，同时支持了 5Ghz的无线速率，可以以更快的速率访问互联网，提供更好的体验，同时蓝牙部分支持 Bluetooth 5.0协议，可以使用PCM通道进行语音通信。

如下图所示，为 AP6230BM这款模组的 内部原理框图 ，WIFI部分通过SDIO协议和TH1520进行通信，蓝牙部分通过 UART进行通信，如果需要使用音频功能，则需要链接PCM接口部分。发射端 使用 天线发射，在BeagleV-Ahead开发板上，使用IPEX天线来进行无线信号的传输。

对于模组特征更详细的参数可以查看 下图，当然也可以访问 AP6203BM官方来查找。

注意：拿到BeagleV-Ahead开发板 默认情况下，天线是没有安装的，猜测主要原因是 防止避免运输过程中导致 天线损坏，官方为了让大家可以快速使用，提供如下的安装步骤教程，和拆卸图片教程。

• WiFi天线安装方式也比较简单 可以参考下图顺序 Align --> Couple --> Attach --> Connected 来安装。

• AP6203BM无线模组在BeagleV-Ahead 开发板上使用 90°弯针镊子取下天线步骤示意图。

• AP6203BM数据手册： https://downloads.codico.com/misc/Newsletter/2021/11_2021/AP6203BM datasheet_V0.5_20200211.pdf

总结：板载AP6203BM 无线WIFI模组真的太有用了，极大的提高了便携和易用性，天线安装过程中 需要用力才可以安装成功，需要谨慎使用，对于新手建议慢慢多次尝试，对准再压，如果这个天线可以改成 陶瓷天线 或者 铁壳天线就好了。

Power&Connect-MicroUSB3.0

BeagleV-Ahead MicroUSB3.0接口可以用来 给整个板子供电/传输数据，比如当我们需要更新系统，连接USB设备时，就需要使用MicroUSB3.0 接口了，这个接口是一个 Micro USB3.0接口在国内开发板上不常见，产品上用的最多的是 移动硬盘连接线，一端是 MicroUSB3.0公头，一端是USB TYPEA 公头，分别用来连接硬盘和电脑来实现一个通信过程。那么我们在BeagleV-Ahead开发板上需要使用 MicroUSB3.0 数据线 才可以让开发板和 电脑进行通信，数据线如下图所示，官方默认没有赠送，需要单独购买。

如果你对传输速率要求没那么高，USB2.0的速率也可以满足，那么可以尝试我们常见的手机 MicroUSB数据线 ，其中 MicroUSB接口 链接至BeagleV-Ahead板子的 MicroUSB3.0 接口大的那个孔。连接成功后 也可以用来传输数据 供电。

上面讲述的两种方式都是让BeagleV-Ahead去连接电脑，进行通信或者供电，如果我们使用BeagleV-Ahead来当电脑主机去支持 其他USB设备，就需要使用专门的MicroUSB3.0 OTG转接头设备了，这个官方默认有配送，不过因为你使用 MicroUSB3.0接口去驱动其他的设备，这时就板子就无法供电，只能使用 5V DC电源适配器来给开发板供电（注意：一定要使用5V DC电源，否则会烧坏板子）。

如下图所示为BeagleV-Ahead开发板配套赠送的 MicroUSB 3.0 OTG转接线。其中一端链接至BeagleV-Ahead一端连接USB设备，可以是 U盘 USB鼠标 键盘 USB网卡等等。连接成功后，就可以把他当作一个 小电脑去使用了。

总结：在拿到BeagleV-Ahead的第一眼没有找到 标准的TYPE-A USB接口，不知道怎么接　鼠标，后来看到　转接口才明白，但是又再为找５V　DC供电而苦恼。

Storage-MicroSD

BeagleV-Ahead在你不想使用Emmc默认系统时，提供了另一种方式，可以直接通过把镜像烧录至TF卡内，然后启动系统镜像，其中TF卡也可以用来作为存储设备，板载Emmc存储设备有16GB容量，如果不够用，可以使用TF卡扩容，但是更多情况下 还是 使用TF卡启动系统。

如下图，推荐使用 32GB容量 Class10类型 及以上TF卡，这样才可以最大化发挥系统性能。具体如何烧录镜像至TF卡内并启动开发板，请查看后续的　系统更新　章节。

总结：支持TF卡固然好，但是启动时无法做到系统自动TF卡系统启动，还需要认为按下 SD按键才可以，这就有点别扭 不如使用拨码开关来解决。

Monitor-MicroHDMI

如果需要使用BeagleV-Ahead连接显示屏/电视等显示屏设备，就需要准备一根 mincroHDMI转接线，MicroHDMI 一端用来链接 BeagleV-Ahead另一个端连接至显示器设备，如下图所示，购买时 一定要确定 购买的是 MicroHDMI 转 HDMI线 才可以正常使用。

BeagleV-Ahead图像性能很强，可以支持输出4K/60Fps图像，也就是最高可以兼容 4K/60FPS的显示器设备，同时BeagleV-Ahead 提供了多种带桌面的发行版镜像，如 ubuntu Fedora Android等。

总结：MicroHDMI接口在嵌入式设备上很常用，使用起来难度也很低，加上BeagleV-Ahead 图像能力强，很有必要。

Camera-CSI0/1

CSI0 CSI1 是BeagleV-Ahead 开发板提供的 两路 MIPI CSI摄像头接口，目前只能看到原理图的信号定义据说兼容 BeagleBone AI-64, Raspberry Pi Zero/CM4 (22-pin) 实际并未使用过，对于感兴趣的小伙伴可以尝试。

总结: 懂了但又好像什么都没懂，还是不知道怎么用。

Display-DSI

DSI接口是BeagleV-Ahead开发板支持的MIPI DSI显示专用接口，需要搭配专门的显示屏才可以使用，从硬件信号定义上来看，至少可以支持1080P分辨率的显示屏输出。其他信息目前没有。

总结： 只能看一下信号定义，怎么用 怎么支持屏幕都一无所知 无从下手。

BeagleV-Ahead正面介绍

Memory-eMMC

BeagleV-Ahead默认板载了16GB Emmc存储空间，也就是开发板默认可以直接存储 16GB的数据 ，一般情况下 出厂系统默认都会放在 这个 16Emmc内，做到开机启动可用，通过查看官方的原理图 可以看出使用的是8线 DATA 数据传输，可以最大化提高传输速率，原理图上 默认没有标注 使用的Emmc芯片型号，我通过查看 BeagleV-Ahead Emmc芯片表面丝印 字符包含 Kingston 2400907-001.A00G-A EMMC16GB-TB29 TAIWAN ，可以看出是 金士顿 台湾产的 16GB EMMC芯片。

通过仔细查阅型号 以及官网等，最后找到了一份 这款芯片的数据手册，这份手册比较简单，但是介绍了硬件设计 信号定义 规格 等主要信息，在下图可以看出，这款Emmc是 使用的 eMMC 5.1协议，传输速率最高可以达到 400MB/s 性能非常强。

下图是Kingston官方针对于 eMMC Flash芯片丝印字符含义说明 可以对照着来查看确认芯片 详细的信息。

• Emmc数据手册： https://media.digikey.com/pdf/Data Sheets/Kingston Technology PDFs/EMMC16G-TB29-70H01.pdf

总结： BeagleV-Ahead这次板载金士顿 16GB eMMc 5.1规格存储芯片很有必要，很大程度降低了大使用难度 可以做到了开箱即用。 就是不知道后面会不会出更大容量的配置，比如 32GB 64GB 这样就可以装更多的数据了。

Ethernet-RTL8211F

前面提到 BeagleV-Ahead 背面有一颗 2.4G/5Ghz双频WIFI 用来连接无线网络，但是有些时候为了更快的更稳定的网络要求，就需要使用 RJ45有线网络，BeagleV-Ahead 正面默认板载了一颗 RTL8211F RGMII 千兆以太网PHY芯片，在这个芯片旁边 有一个 Ethernet Network connectivity 网线接口，这个接口是用来连接RJ45网线进行网络传输的接口，一般情况下 对于千兆网卡 的传输速率要求，建议使用 CAT6 及以上规格　也就是俗称的 六类网线，如果您网线另一端连接的是路由器等设备，也需要连接至 千兆网卡接口才可以。这样才可以从物理层面跑满整个芯片带宽，

如下图所示，网线上的 CAT . 6 UTP 650Mhz 标识 六类标准网线 非屏蔽双绞线 650MHZ传输频率， 一般情况下 网线上都会有专门的规格速率标识，购买时需要注意

总结： 在支持了 无线网络的特性上，也支持了 有线网络，真正是双buff加持，可以不受使用场景约束，选择适合自己的网络连接方式。

Expansion-MikroBUS

BeagleV-Ahead板在原有的双排扩展母座接口设计基础上增加了 一个MikroBus模块接口定义，通过下图原理图，可以看出来是一个 1.27 双排16针，单排 8Pin的牛角座接口，对于MikroBus接口 国内并不怎么常用，通过查阅资料，可以看出这是一个 MikroBUS 针对于不同传感器模块接口提供的一种标准信号定义。

在这个页面可以看到详细的 MikroBUS引脚复用规则 https://beaglev-ahead.beagleboard.io/docs/latest/boards/beaglev/ahead/04-expansion.html#mikrobus

MikroBUS™ 标准定义了主板插座和附加板，用于将微控制器或微处理器（主板）与集成电路和模块（附加板）连接,MikroBUS™ 连接器由两个 1x8 母接头组成，其中包含最有可能在目标附加板中使用的引脚。共有三组通信引脚：SPI、UART 和 I2C。还有用于 PWM、中断、模拟输入、复位和片选的单引脚。引脚排列包含两个电源组：一个接头上的 5V 和 GND，另一个 1x8 接头上的 3.3V 和 GND。

官网 https://www.mikroe.com/mikrobus 里面详细介绍了接口的定义标准 使用规范 现有的模块 以及合作伙伴等资料，感兴趣的同学可以去官方了解一下。

总结：MikroBUS接口目前在国内发展不怎么好，很少有看到对应的硬件和开发板，以及使用教程，不知道Beagle社区会不会大力在 BeagleV-Ahead支持模块以及软件教程，我认为只要支持的模块够多，使用起来足够丰富，还是很受欢迎的。

Expansion-P8 Cape

BeagleV-Ahead设计风格延续了两侧扩展排母接口，其中一侧 有 46 个 2.54mm 排母接口，P8 这部分 主要以 GPIO信号为主，只是在 1 2脚为GND，在BeagleV-Ahead主板上 可以看到 有清楚的 引脚序号标识，很方便去查找确定具体的引脚位置，去连接硬件。不过目前没有看到官方或生态伙伴推出配套的 硬件模块，以及之前Beagle社区推出的模块是否可以直接在上面使用，这个还需考察。

如果你的动手能力很强，又会基本的嵌入式开发 可以去阅读官方提供的 引脚复用Mode页面说明 https://beaglev-ahead.beagleboard.io/docs/latest/boards/beaglev/ahead/04-expansion.html#connector-p8 然后根据自己的模块协议选择连接对应的引脚，进行开发操作，如下图所示，我这里对于 官方列出的 引脚复用表格做了一个 红色字体简单介绍，方便大家理解。

总结：BeagleV-Ahead提供了非常多的引脚可供使用，期待配套的模块 以及基础的配套软件支持，让大家更好的DIY起来。

Expansion-P9 Cape

Beagle-Ahead P9母座和P8一样，也是 46 个 2.54mm 排母接口，用来扩展，外接模块使用，但是P9和P8的信号顺序定义不同，里面增加更多的电源信号，以及 ADC 等信号，可以有更多的玩法，（这里也就是表明，可以接P8 Cape模块不能接P9 Cape 反过来亦是如此，两边模块不能共用）。如下图是P9 Cape母座的具体信号引脚定义。

同样的，在P9 Cape这边 BeagleV-Ahead官方也有提供详细的引脚复用说明 https://beaglev-ahead.beagleboard.io/docs/latest/boards/beaglev/ahead/04-expansion.html#connector-p9 可以查看，具体复用的规则 可以依次查看对应的表格。 如果不太理解表格内容，可以查看前面对P8 Cape扩展母座接口的描述。

Debug-UART

BeagleV-Ahead默认把系统UART接口引出到了2.54mm排针上，这对于动手能力强的群体 感觉太有用了，一个 USB转TTL串口模块 ，就可以以命令行方式进入系统开始开发。在BeagleV-Ahead开发板上 靠近P8 Cape扩展母座 一侧 有一排6Pin排针，我们只需使用 RX TX GND 三个引脚 通过2.54杜邦线的方式 就可以连接开发板与USB转TTL串口进入 终端命令行交互界面。

如下图所示，为一个市面上常见的CH340 USB转TTL串口模块，TypeA公头 一端连接至电脑USB接口，另一端排针 根据反面 丝印说明通过杜邦线连接BeagleV-Ahead，串口模块使用杜邦线连接BeagleV-Ahed需要留意RX 和 TX需要交叉连接，GND不需要。 硬件连接后使用putty mobaxterm minicom 等串口工具 设置 波特率 115200 8Bit 流控 No StopBit 1RTSCTS No ，打开串口即可看到开发板的输出信息。因为这部分相对而言比较复杂，对于第一次接触的学员，建议看后续 BeagleV-Ahead 系统软件评测章节

总结：预留出来专门的串口接口对于有经验的开发者真的非常友好，可以非常方便进入到实际的开发中。

Debug-JTAG

BeagleV-Ahead在 Power 5V DC电源接口旁 有一些 金属触点，通过丝印和原理图看，是用来连接JTAG调试器使用的，但是似乎需要专门的调试设备才可以用起来，具体能调试什么 调试那些，目前还未能看到官方的描述，只能通过原理图看到具体的信号定义。

总结：JTAG接口调试具体不太清楚怎么用，不过对于非研究底层的同学，我想这个功能可有可无。

LEDs-USER&Power

BeagleV-Ahead 在MicroUSB3.0接口背面有5个蓝色的LED用户灯，这些灯延续了Beagle设计，可以用来显示系统运行状态等，同时在 Power DC 5V接口旁，有一个 绿色的 电源状态灯（这个LED灯不可控制，连接电源就会亮）。

总结： BeagleV-Ahead板载的6个LED灯 可以很好的提供一个正向反馈效果，让使用者可以很清楚直观的了解到 硬件电源是否连接正常，系统是否在工作。

Button-Reset&PowerBoot

BeagleV-Ahead 开发板一共板载了4个白色龟脚按键，其中 靠近 蓝色LED USER灯旁边两个分别是 POWER RESET按键，在如下原理图中，POWER按键是 SW4 对应的原理图信号名称是 ONKEY， RESET按键对应的 原理图信号名称是 SYS_RST_N。 通过使用查看原理图得出 POWER 用来进行系统休眠关机/唤醒用途，对于 RESET 是系统重启功能，但是实际使用中 发现 长按3秒 POWER 按键 系统可以休眠，关闭整个电源，但是再次长按 POWER按键却无法唤醒系统进入到休眠之前的状态 而是直接重启 具体原因未知。

总结：POWER按键和RESET按键非常有用，具体不清楚为什么 POWER按键无法实现休眠唤醒，进入到休眠之前的状态内，另一个 RESET按键只需要按一次就可以复位系统，并且靠近板边，如果按POWER键同时很容易碰到旁边的 RESET按键。

Button-SD&USBBoot

前面介绍到BeagleV-Ahead 开发板支持TF卡系统启动，以及支持USB烧录更新EMMC系统镜像，BeagleV-Ahead eMMC上方有两个白色 按键 USB 和 SD，通过查看原理图BootMode部分，看到了比较详细的一个启动Mode设置表格，从表格里面可以看出，SW1对应的是 USB按键，按下后会进入到USB烧录模式，SW2对应的是 SD按键，重启时 按下以后可以进入到 SD 卡启动模式，也就是使用TF卡启动系统。 至于eMMC启动是默认启动模式，不需要设置，但是进入到USB烧录模式以及使用TF启动系统，就需要单独操作按键了，具体操作步骤 我们将会在 后续 系统使用部分进行演示。

总结：做到了系统的多种启动方式，可以选择，可以使用USB烧录，但是 如果只想使用TF卡启动系统就需要每次先按住SD按键再快速按下RESET才可以，那么如果 我想默认使用TF卡启动 要怎么做呢？ 感觉没有拨码开关好用。

Power-Barrel Jack

在前面介绍MicroUSB3.0接口时，有介绍到如果把BeagleV-Ahead当主机去连接U盘等设备，就需要单独使用 5V DC供电，这时我们需要单独准备一个 5V 2000mA DC 5.5/2.1 的电源适配器，电源适配器如下图所示，一头是连接220V市井电源插座，另一端是连接开发板的 DC 5.5/2.1mm 的接口规格（这里指的是 圆头的孔径尺寸），就可以启动开发了。

如果觉得220V转DC 5V的电源适配器 太贵或者不好买，可以 购买 USB TYPEA 公头 转 DC 5.5/2.1的转接线，一端连接至 5V USB电源适配器，另一端连接至开发板即可。

总结：使用DC供电确实挺好，但是默认没有送，如果可以送一个 USB转DC的转接线 那么用起来就更加顺手。

其他-规格尺寸

BeagleV-Ahead尺寸

其他参数