Знакомство с отладочной платой Realtek RTL8954C

Многочисленным пользователям PС тайваньская компания Realtek известна по своим контроллерам сетевых (Ethernet) и беспроводных (WiFi) карт, а также по микросхемам AC97-аудиокодеков. Однако у Realtek есть процессоры не только для применения в PC, но также для сетевого оборудования.

В рамках данной статьи мы познакомимся с отладочной платой и сетевым процессором Realtek RTL8954C, соберём и запустим базовое ядро Linux, а также выполним тест пропускной способности Ethernet-портов.

На заглавном рисунке представлена отладочная плата Realtek для процессора RTL8954C, мы использовали её в нескольких проектах по разработке абонентских роутеров LAN/WAN/WiFi c поддержкой VoIP-телефонии.

Комплект платы Realtek RTL8954C

Приступая к разработке, мы подписали NDA с Realtek и получили доступ к Realtek SDK для RTL8954C. C помощью этого SDK получилось без проблем собрать ядро linux-2.6.30 и базовую rootfs. Кит изображен на фотографии ниже:

Перечислим основные компоненты платы (построчно, слева направо):

1. Разъем для DECT-модуля
2. Панель LED-индикации Ethernet
3. Панель LED-индикации VOIP (V400/401)
4. Разъем PCI Express (IOH)
5. Штыревая вилка для подключения JTAG
6. Модуль WIFI
7. Штыревая вилка (UART)
8. Процессор RTL8954C
9. Кнопка DECT
10. Кнопка WPS
11. Кнопка сброса настроек к по умолчанию
12. Модуль LE88221 — SLIC с двумя FXS-портами
13. Разъем FXS1
14. Разъем FXS0
15. Разъем подключения внешнего источника питания DC 12V (Power)
16. Разъем подключения USB-накопителя
17. Разъемы подключения 4-х LAN-портов
18. Разъемы подключения WAN-порта

Вот какие функции были заложены в SDK Realtek:

• OS Linux-2.6.30
• Toolchain rsdk-1.3.6-5281-EB-2.6.30-0.9.30
• SDK для реализации VOIP-функциональности
• Небольшой набор популярного OpenSource ПО, включая Samba

Итак, приступаем к сборке полной прошивки для платы Realtek RTL8954C. Для успешного выполнения этой задачи нам понадобится:

1. Выполнить установку на ПК системы Debian7.

2. Скопировать архив с SDK от Realtek в пользовательский каталог:

sudo cp rtl89xxc-jungle-VoIP-1.6.1_20120711.tgz ~/

3. Выполнить разархивирование SDK:

tar -zxf rtl89xxc-jungle-VoIP-1.6.1_20120711.tgz

4. Выполнить настройку конфигурационного файла для сборки прошивки:

сd SDK
сd rtl89xxc-jungle-VoIP-1.6.1
make menuconfig

Выполнить настройку собираемой прошивки, как описано ниже (см. скриншоты):

Please select blow items:
Selected Target (rtl89xxC) --->
Selected Kernel (linux-2.6.30) --->
Selected Busybox (busybox-1.13) --->
Selected toolchain (rsdk-1.3.6-5281-EB-2.6.30-0.9.30) --->
Selected Board Configuration (V400_Ramfs + VE890HV_2S1O + 92C + SAMBA) --->
[*] Config kernel
[*] Load default settings
<Exit><Save>
Do you wish to save your new configuration? <ESC><ESC>
to continue.  Please select <Yes>.

RTK VoIP Suite --->
EV_Board version (RTL8954C_V400) --->
<Exit><Save>

Выполнить сборку прошивки:

make all

5. В папке image, если процесс прошел успешно, будут лежать файлы fw.bin, webpages.bin

6. Выполнить копирование файлов прошивки в директорию tftp server на ПК:

cp ~/SDK/ rtl89xxc-jungle-VoIP-1.6.1/image/fw.bin /srv/tftp 
cp ~/SDK/ rtl89xxc-jungle-VoIP-1.6.1/image/webpages.bin /srv/tftp

На ПК должны быть установлены следующие программы:
А) tftp-hpa — программа Linux TFTP-клиент, установка в Linux с помощью команды:

apt-get install tftp-hpa

Б) tftpd-hpa — программа Linux TFTP-сервер, установка в Linux с помощью команды:

apt-get install tftpd-hpa

Прошивка платы Realtek RTL8954C

1. Выполнить подключение по UART к плате как показано на скриншоте ниже.
Программа для подключения — minicom (команда запуска: minicom –s)

2. На плате по умолчанию работает программа-загрузчик bootloder, а не u-boot. Для работы с сетью по умолчанию настроен адрес 192.168.1.6/24. Для обновления прошивки нужно настроить на ПК адрес из подсети 192.168.1.1/24 и подключить ПК и нашу плату в свитч.

3. Включить питание платы и нажать сразу «ESC» из терминала.

4. Выполнить запись прошивки на плату с ПК с помощью команд:

сd /srv/tftp
tftp 192.168.1.6 -m binary -c p fw.bin

После записи прошивки плата перегрузится, далее нужно нажать кнопку «ESC» из терминала и прошить веб-интерфейс для платы

tftp 192.168.1.6 -m binary -c p webpages-gw.bin

5. Выполнить перезапуск платы, отключив и включив питание.

Результат работы прошивки платы:
А) Доступ по minicom к загруженной системе для работы с файлами:

Б) Доступ к веб-интерфейсу платы:

Тестирование скорости передачи данных на плате Realtek RTL8954C на интерфейсе LAN и WAN

Теперь посмотрим, что умеет эта плата в плане сетевой производительности. Некоторые сетевые роутеры выполняют часть операций по пересылке данных LAN/LAN и LAN/WAN программно, поэтому возникают проблемы с производительностью. Ниже по тексту приводим один тест производительности сети с помощью портативного сетевого анализатора Ethernet-трафика и два теста скорости пересылки данных с ПК на ПК.

Тест производительности сети (LAN Bridge, NAT) на базе портативного сетевого анализатора Ethernet-трафика

Цель: протестировать пропускную способность RTL8954C пакетами различного размера, используя генератор трафика.

Задачи:

1. Подключить к плате RTL8954C устройство генерации и измерения трафика.
2. Провести серию нагрузочных тестов.
3. Заполнить таблицу.

Вот такие у нас получились результаты:

Замер производительности (Throughput: LAN Bridge)

Вывод: испытание выявило максимальную производительность в 948,67 Мбит/с при размере фрейма в 1500 байт.

Замер производительности (Throughput: LAN to WAN (NAT))

Вывод: испытание выявило максимальную производительность в 956,57 Мбит/с при размере фрейма в 1500 байт.

Тест LAN – LAN

Задачи:

1. Выполнить подключение 2-х ПК с сетевыми картами 1 Gbit Ethernet в порт платы LAN0 (IP_ADDR ПК1 192.168.1.1) и LAN1(IP_ADDR ПК2 192.168.1.2).
2. На ПК1 запустить сервер Iperf:

   iperf –s
   

3. На ПК2 запустить клиент Iperf: iperf –с 192.168.1.1 –i 1

Результатом работы программы будет скорость передачи данных между портами.

Результаты теста:

Тест LAN – WAN

Задачи:

1. Выполнить подключение 2-х ПК с сетевыми картами 1 Gbit Ethernet в порт платы LAN0 (IP_ADDR ПК1 192.168.1.1) и WAN(IP_ADDR ПК2 192.168.2.2).
2. Выполнить настройку путей маршрутизации на ПК1 и ПК2 соответственно: default route (Lan IP платы 192.168.1.254) и default route (Wan IP платы 192.168.2.1)
3. На ПК1 запустить клиент Iperf:

   iperf – с 192.168.2.2 –i 1
   

4. На ПК2 запустить сервер Iperf:

   iperf –s
   

Результатом работы программы будет скорость передачи данных между портами.

Результаты теста:

Самое интересное, что загрузка процессора при всех тестах почти нулевая. Т.е. все делается аппаратно, см скриншот:

Таким образом, мы получили плату для разработки и отладки программного обеспечения для сетевых и мультимедийных задач.

Спасибо за внимание!

Если вам интересно прочитать про «опингвинивание» другого процессора от тайваньской команды Realtek — читайте нашу статью «Запуск Linux на медиапроцессоре Realtek RTL-1185».

Автор: Promwad

Источник