AXera-Pi 上手指南

AXera-Pi
烧录系统
上手指南

2022-11-25

更新历史

日期	版本	作者	更新内容
2022-11-25	v0.4	lyx	增加上手使用说明

上手指南

为了让小伙伴们轻松、快速、平稳地把产品用起来，我们准备了新手初学者上手指南：

Linux 系统简介

AXera-Pi 默认板卡没有存储介质，因此需要准备一张系统卡来启动设备。

目前 AXera-Pi 提供的是 Debian11 Bullseye 镜像，Ubuntu 源自 Debian，这意味着 Ubuntu 使用与 Debian 相同的 apt 打包系统，并共享来自 Debian 存储库的大量软件包和库，利用 Debian 基础设施作为基础。大多数“派生” Linux 发行版，它们使用相同的包管理系统并与基于的发行版共享软件包。

选择 Debian 的理由

官方淘宝店可以购买预烧录系统镜像的 SD 卡，否则就需要自己进行以下的操作来准备 SD 镜像卡。

选择 SD 卡

已在官方购买镜像卡的同学跳过这一步骤，直接在设备插入 TF 卡点击查看启动 Linux 系统。

为了方便用户有更多的选择，我们对部分 SD 卡在 AXera-Pi 板子上进行了读写测速。

因为部分 SD 卡是后面陆续才进行测试，没有一一单独拍照但可以根据型号辨认。

序号	型号	写入速度（写入量 160MB）	读取速度（读取量 160MB）
1.	Netac 朗科 A2 P500-超高速-64GB 存储卡	2.04697 s, 80.0 MB/s	1.8759 s, 87.3 MB/s
2.	三星 microSDXC UHS-I 128G 存储卡（蓝卡）	2.53387 s, 64.7 MB/s	1.99882 s, 82.0 MB/s
3.	EAGET TF 卡（T1 系列）64G 存储卡	6.56955 s, 24.9 MB/s	7.13792 s, 23.0 MB/s
4.	京东高性能 microSDXC UHS-I 128G 存储卡	2.28133 s, 71.8 MB/s	1.92001 s, 85.3 MB/s
5.	KIOXIA microSDXC UHS-I 32G 存储卡	6.71284 s, 24.4 MB/s	2.36794 s, 69.2 MB/s
6.	Netac 朗科 A1 32GB 存储卡	4.31411 s, 38.0 MB/s	2.00759 s, 81.6 MB/s
7.	BanQ JOY card 白金 64G 存储卡	9.08105 s, 18.0 MB/s	9.02843 s, 18.1 MB/s
8.	海康威视 HS -TF- P2 64G 存储卡	2.28079 s, 71.8 MB/s	1.87698 s, 87.3 MB/s

下面为没有拍照但是测速过的卡：

序号	型号	写入速度（写入量 160MB）	读取速度（读取量 160MB）
1.	雷克沙（Lexar）64GB TF（MicroSD）存储卡 C10 U3 V30 A2	2.59644 s, 63.1 MB/s	1.9106 s, 85.8 MB/s
2.	雷克沙（Lexar）128GB TF（MicroSD）存储卡 C10 U3 V30	6.73793 s, 24.3 MB/s	6.94079 s, 23.6 MB/s

烧录 Linux 系统

axpi-flash

因为开发板上的 EMMC 仅默认预留焊盘，所以需要从 TF 卡启动 Linux Debian 系统。

如何获取镜像？

因为镜像文件比较大，因此仅提供百度云下载链接。

前往百度云点击进入下载页面，输入提取码 sdls 即可下载文件，镜像包与校验文件都已经放在里面了。

debian

其中拓展名为 img.xz 的是压缩文件，我们就是需要烧录这个文件，拓展名是 img.xz.md5sum 的是校验文件，可以用来校压缩文件的完整性。

镜像压缩文件命名的组成为：镜像提供方 _ 适用芯片 _ Linux 发行版 _ 镜像时间 + img.xz

校验文件需要在 Linux 环境中使用，windows10 及以上的用户可以使用 wsl 来提供 Linux 环境

使用命令为在镜像文件和校验文件共同存在的目录使用 md5sum -c *.md5sum*，就可以来查看完整性了。

校验成功	校验失败

可以看到校验失败的话会消失 FAILED。当然通常不需要进行校验，这里只是给有需要的人提前预留一下。

如何烧录镜像？

烧录前我们需要进行以下准备：

一张容量大于 8G 的 SD 卡；建议购买官方镜像卡，不然可能会因为 SD 卡质量差而带来糟糕的体验
一个读卡器：建议使用支持 USB3.0 的读卡器，不然会因为读卡器的速度过低会使烧录时间过长
Etcher软件：根据自身电脑下载对应版本的软件即可

镜像系统烧录方法：

首先运行 Etcher 软件，点击 Flash from file 选中已经下载好的 img.xz 文件镜像，然后点击 Select target 选中 SD 卡，最后点击 Flash 进行烧录等待完成即可。

烧录镜像文件到 SD 卡：

burn_image_by_etcher

烧录中	烧录完成

需要注意的是在烧录完成后显示的应该是 Flash Complete!，并且显示的是 Successful 。

进行完上述操作后，电脑可能会提示需要格式化 U 盘，这个时候我们直接忽略这个提示（因为在 Etcher 软件里面已经烧录完成且 Successful 了），将内存卡取下，准备安装到板子上准备使用。

烧录问题

1. 使用 Etcher 选择镜像的后出现错误

可以重新运行 Etcher 来解决该软件由于缓存等问题而造成的加载错误

2. 结束烧录后提示的是 Failed

重新一次烧录内存卡镜像

3. 格式化后内存卡可用容量很小

这种情况使用对于 Windows 和 MacOS 可以使用 SD Card Formatter来格式化 SD 卡，Linux 系统可以使用系统的 disk 工具或 Gparted来格式化。

启动 Linux 系统

完成上面的烧录镜像卡后，接着接可以组装板子了。

axpi-connect

如何连接外设和配件？

购买全功能套餐的同学们可以跳过此装配步骤。

接线前我们需要进行准备工作：

一块 AXera-Pi 开发板
一个 USB3.0 （或者两个 USB2.0）的电脑接口来连接板子
一张已经烧录适用于 m3axpi 的系统镜像的 SD 卡
GC4653 Sensor 普通版摄像头或者 OS04a10 Sensor 夜视版摄像头
配套的 5 寸 MIPI 屏

axpi-config

可参考以下示例避免误接：

将屏幕（排线反面朝上）接入底板背面 LCD 接口，组装好后翻正板子在右侧的卡槽处插入烧录好的镜像卡。

摄像头接线认准以下注意点：

因物料更换摄像头现有两种版本，V3753 版本的摄像头接线座子以及线序进行了更改，如若接反后上电的话底板的 LED 灯会不亮，接反时间久会导致烧坏板卡或摄像头，请根据以下注意点正确接入摄像头。

进行接线前确保摄像头底部的小人与板子丝印同向再进行接线，如下图所示。

sensor_oldnew

接线时确保底板接口座子与摄像头座子的线序 1 在同一侧，认准排线正面蓝色线序接入即可。

如何启动 AXera-Pi ？

因物料更换屏幕现有不同的版本，需区别版本以及使用屏幕时出现锯齿等画面请移步到 Maix-III 系列 AXera-Pi 常见问题(FAQ) 查询。

如果 PC 支持 USB3.0

用 type-c 接入 USB-UART，串口方式登录开发板
或者接 USB-OTG， ssh 方式登录开发板

如果 PC 只支持 USB2.0

需要两个 USB2.0 端口、两根 type-c，同时连接 USB-UART 和 USB-OTG ，否则电流不足无法开机

start

在 20221013 后设备通电开机会从耳机播放音乐和点亮出厂的 5 寸屏幕，并在串口输出如下的 debian11 系统启动日志（截取部分日志如下）.有些同学会遇到 Ubuntu22.04 CH340 系列串口驱动（没有 ttyUSB）问题，点此查看解决方案。

m3axpi_debian_boot_log_screenshot

登录到板子里

当 AXera-Pi 出现上述 logo 画面后代表开机成功，这时我们把板子当做一台 Linux 服务器来对待。

axpi-login

通过「系统登录方式」快速帮助用户了解如何登录到设备里的 Linux 系统，用户可以选择 USB-UART 串口 或 USB-OTG SSH 登录，可点击「系统使用手册-登录方式」前往查看，以下文 USB-OTG 口的 usb0 网卡（192.168.233.1）作为 ssh 登录的 ip 进入板子为例。

juwan@juwan-n85-dls:$ sshpass -p root ssh root@192.168.233.1
Linux AXERA 4.19.125 #53 SMP PREEMPT Tue Sep 13 13:16:27 HKT 2022 armv7l

The programs included with the Debian GNU/Linux system are free software;
the exact distribution terms for each program are described in the
individual files in /usr/share/doc/*/copyright.

Debian GNU/Linux comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY, to the extent
permitted by applicable law.
Last login: Wed Oct 12 16:43:43 2022 from 192.168.233.10
root@AXERA:~# screenfetch
        _,met$$$$$gg.           root@AXERA
      ,g$$$$$$$$$$$$$$$P.        OS: Debian
    ,g$$P""       """Y$$.".      Kernel: armv7l Linux 4.19.125
  ,$$P'              `$$$.      Uptime: 2d 3h 5m
  ',$$P       ,ggs.     `$$b:    Packages: 785
  `d$$'     ,$P"'   .    $$$     Shell: bash 5.1.4
  $$P      d$'     ,    $$P     Disk: 2.6G / 3.6G (77%)
  $$:      $$.   -    ,d$$'     CPU: ARMv7 rev 5 (v7l) @ 4x 1.248GHz
  $$\;      Y$b._   _,d$P'      RAM: 88MiB / 744MiB
  Y$$.    `.`"Y$$$$P"'
  `$$b      "-.__
    `Y$$
    `Y$$.
      `$$b.
        `Y$$b.
            `"Y$b._
                `""""

root@AXERA:~# ax_clk
AX620A:
DDR:            3733 MHz
CPU:            800 MHz
BUS of VPU:     624 MHz
BUS of NPU:     624 MHz
BUS of ISP:     624 MHz
BUS of CPU:     624 MHz
NPU OTHER:      800 MHz
NPU GLB:        24 MHz
NPU FAB:        800 MHz
NPU CORE1:      800 MHz
NPU CORE0:      800 MHz
ISP:            533 MHz
MM:             594 MHz
VPU:            624 MHz
root@AXERA:~#

学会使用板子

axpi-ai

由于默认没有配置桌面环境（只显示 logo），所以我们需要将 AXera-Pi 连接一台电脑，通过终端管理软件（shell）与它进行命令行交互，这些可以在「系统使用手册-验证外设」学会板上所有验证过的系统调频、外设、驱动、应用等资源的用法，像一些 Linux 操作基础、如何控制 I2C / UART / SPI 这些硬件设备的操作，还可以在「系统使用手册-内置 AI 应用」里调用内置的开箱 AI 应用及例程，快去用起来吧！

serial

试试 Python 编程（适用初学者）

基于这篇上手指引的一路走下来的学习，相信小伙伴们也基本对 AXera-Pi 基础使用以及验证外设有一定的掌握了，那我们就踏入编程的世界，一起来试试 Python 编程吧！

试试 Python 编程

我们内置了以 jupyter notebook/ax-pipline-api/pinpong 等 Python 包，你可以在「试试 Python 编程」里获得如何在 AXera-Pi 上进入 Python 模式启动 jupyter notebook 并使用运行 AI 模型。

python_jy

以及如何连接 Arduino UNO 以及 Microbit 进行 Python 编程的效果如下图。

准备 C/C++ 编程（适用开发者）

能走到这里就说明板子已经用起来了，那就来开发吧！在这之前需要「准备 C/C++ 编程」了解如何拷贝文件到板子里，如何搭建本地编译或交叉编译，然后学习到如何基于现有的代码进行开发。

准备 C/C++ 编程

快速了解现在提供哪些开源代码仓库以及用法，这些开源仓库会持续更新和开放的。

训练模型部署

初学者训练模型可以从 AI 开发指南学习如何训练一个最简单的模型到量化转换部署测试。

更专业更深入的调优需要了解 Pulsar ，这是由「爱芯元智」自主研发的 all-in-one 神经网络编译器，充分发挥片上异构计算单元(CPU+NPU)算力， Pulsar 工具链核心功能是将 .onnx 模型编译成芯片能解析并运行的（.joint）模型。

目前有以下几种部署方式（Pipeline）推荐：

libmaix：并不在意程序的性能和效率，用最快的方式把摄像头图像输入 AI 模型后输出识别结果绘制到显示到屏幕上验证一下识别效果。
ax-pipeline：没有多余的封装，直接操作芯片核心资源 vin \ ivps \ npu \ vo 等硬解设备进行部署开发，可以使模型部署达到一个非常好的效果。
IPCDemo：以效果最好、性能最好、占用最少、稳定可靠、功能最多、确保最终能部署到用户的现场不出问题的框架代码来开发 AI 程序。

libmaix 部署

在板子上编译这个示例代码 axpi_classification_cam，然后放入模型运行后即可看到效果，截止 20221013 前代码还没有优化所以性能不高只够看个结果，想要效果和性能可以看 ax-pipeline 部署。

即可验证效果：详细可从 maixhub 上获取。

ax-pipeline 部署

以上的部署方式都出于快速验证或应用落地的角度进行的，还有一套基于 bsp sdk 的 ax-pipeline 部署方式，它面向既了解 AI 又知道芯片底层 Linux 开发方法的同学，目前内置应用中提供了板子的 rtsp 和屏幕双推流 yolov5 实时识别以及新增 yolov5s-seg 实例分割的程序就是来自于它。

rtsp-display

IPCDemo 部署

这是一个典型的 IPC 演示程序，源码在这里 axpi_bsp_sdk IPCDemo ，其中 IPCDemo 的功能模块有：

ISP：负责从 Sensor 获取图像 RAW 数据并转为 YUV，最终分 3 路通道输出以上信息。
IVPS：图像视频处理模块。实现对视频图形进行一分多、Resize、Crop、旋转等功能。
VENC / JENC：视频/JPEG 编码输出。
Detect：支持人脸或结构化检测。
Web 显示：实现 H264 流的 Web 传输和提供 Web 方式查看实时视频。
RTSP 推流：实现 H264 流的 RTSP 封装以及传输。
录像 TF 卡存储：封装 H264 流为 MP4 格式文件并保存至 TF 卡或者 FLASH 空间。

以下视频中的 IPCDemo 程序使用方法请点击内置开箱应用查看。

Maix-III AXera-Pi

系统使用手册

wiki