2015年5月29日的下午接到了順豐快遞投遞員關于包裹收取的電話通知,心中竊喜我的龍芯3B1500開發計算機到了!可以用一路狂奔這個詞來形容當時收件的狀態,迫不及待的打開了包裹大大的外包裝盒,露出了一個立人牌立式迷你小機箱的包裝,然而這里承載的卻是一個龍芯愛好者沉甸甸的希望和追求,是心覓知音久未謀面的故人。
回到辦公室接上顯示器、電源、鍵盤和鼠標開機,蜂鳴器的聲音非常響亮,3B1500開發機搭載的是昆侖V 2.0固件和普華V 3.0桌面開發版系統,WPS的辦公軟件及一些專業配套軟件,解決辦公應用,火狐瀏覽器瀏覽網頁較為順暢。
龍芯3B1500迷你電腦昆侖固件
主板型號為:Sugon 3B6C-780E-1W-V2-A1310
內存:4GB DDR3(2條2GB)
固件版本:昆侖V2.0.R1(0422)
龍芯3B1500迷你電腦預裝普華操作系統
打開機箱,一塊itx170*170mm迷你主板印入眼簾,兩條2G華芯內存和一塊金士頓120G固態硬盤的配置,主板在設計上取消了鍵盤和鼠標的PS/2接口,結構小巧緊湊、精致有余。
龍芯3B1500迷你電腦ITX主板
拆下主板CUP風扇和散熱器,露出焊接于主板上的龍芯3號CPU,上面大大的“龍芯3號”漢字標識格外醒目。
考慮到普華操作系統應用和學習測試的系統安全性方面的問題,保留了原有的金士頓120G固態硬盤系統數據,另外準備了一塊西數的500G機械硬盤,開始嘗試著為龍芯3B1500開發機安裝新的操作系統,以此用于應用體驗和測試,而不會傷害到我的龍芯。
龍芯3B1500主板結構布局與官網公布的略有不同,SPI_FLASH芯片的布置做了優化,主板CMOS的CR1220電池改為在右側設置了紐扣電池卡座。
在我的龍芯硬件調整完成后,便開始了龍芯3B1500開發機的新系統安裝。在這里需要說明的是,據悉目前可以在龍芯平臺運行的操作系統有:官方社區debian、龍芯開源的fedora和centos、普華、中標麒麟、Deepin等等(debian暫不支持龍芯3B1500),但是我目前可以獲取的系統源僅有龍芯開源社區的fedora和centos。(http://www.loongnix.org/index.php/)
龍芯操作系統下載頁面
我下載準備fedora13-20150427桌面操作系統、fedora19-20150429桌面操作系統和centos6.4-20150424服務器操作系統的安裝源,采用live USB方式安裝操作系統。
按照操作要求在龍芯開源站點的liveUSB下載目錄中,下載目錄下文件拷貝到U盤(ext2格式)中,必須下載boot和live目錄及目錄下的全部內容; 然后將需要安裝的操作系統(fedora、centos)tar包復制到U盤的live目錄中,插上U盤啟動計算機后按下delete鍵,進入昆侖固件主操作界面,設置啟動管理中的第一啟動選項為USB ,按ESC退出后選擇固件維護選項下的重啟計算機,此時昆侖固件將引導計算機由USB啟動尋找U盤根目錄下boot/vmlinux內核和boot/initrd文件并運行,從而進入menu安裝目錄,選擇"install system"安裝系統。
龍芯3B1500迷你電腦fedora系統安裝界面
與X86下的fedora安裝方法和操作界面有所不同(個人理解為龍芯開源社區移植fedora時所做的必要簡化修改),安裝過程是全英文的顯示,沒有了X86安裝下的圖形界面,也沒有了磁盤分區中“/”、“/boot”、“swap”的分區設置,更沒有安裝過程中的語言種類和應用程序包的選擇過程,只需要選擇硬盤分區設置一個大小適宜的分區(30GB),保存分區設置后退出,確認安裝系統的硬盤分區,便開始了操作系統自動安裝的過程,直到安裝結束提示“reboot”,此時就可以拔出U盤,按下回車鍵重啟,進入新操作系統的首次登錄界面,此后的操作步驟與X86下的fedora安裝操作無異,系統安裝過程約15分鐘左右。
安裝系統首次登錄界面
需要說明的是這個fedora13-20150427安裝包在安裝結束后,設置非超級用戶登錄時默認的顯示界面是English,可在登錄時的界面用戶名和用戶密碼下方的語言選擇欄選擇漢語,登錄后界面便是中文界面。
值得慶幸的是以上正常的操作步驟,不是總能得到同樣的操作結果,經反復操作測試龍芯3B1500安裝不同版本的操作系統,fedora13-20150427桌面操作系統、fedora19-20150429桌面操作系統和centos6.4-20150424服務器操作系統的安裝均以失敗而告終,昆侖固件引導USB啟動報錯提示“找不到boot/initrded文件”。為此,作為一個龍芯忠實的粉絲,我糾結了三天兩夜,終究未能解決這個問題。在彷徨與困惑之際,我有幸得到了“PowerVR” 老師的耐心指導和悉心幫助,受益匪淺,有了不小的進步,捋清了龍芯3B1500開發機系統安裝方面的一些特點,最終解決了系統安裝和調試方面的問題。讓龍芯3B1500開發機成為了我日常工作和學習的有效平臺,并可以愉快的讓他在這里整理寫下這篇記錄稿。
經指點后得知,目前龍芯平臺下的軟件兼容性和穩定性有待增強,偶爾會因兼容性方面的問題誘發一些操作運行故障。在軟件方面主要有昆侖固件、PMON和系統程序,在引導安裝龍芯系統時偶爾會出現報錯,致使系統引導故障或安裝失敗。在硬件方面有一些計算機外圍設備的兼容性較差,如光驅、U盤、存儲卡等,在龍芯3B1500平臺下不能被識別,無法讀取有效的數據信息,導致引導安裝失敗。
于是,我開始著重檢查昆侖固件、U盤兼容和操作系統源的問題。親自測試了多款U盤,其中,金士頓U盤USB3.0有兼容問題不能被識別,且會誘發計算機鍵盤失效故障導致死機;金士頓SD存儲卡經讀卡器與機器相連也不能被識別;臺電的U盤在龍芯3B1500上兼容性尚可。采用了臺電U盤嘗試著龍芯開源USB啟動盤制作方法安裝系統依然報錯失敗,后改為在linux下 的普通用戶命令行模式下dd命令直接將操作系統源鏡像文件寫入U盤,重啟電腦安裝系統。測試了以上三個版本的操作系統,居然得到了不一樣的結果;其中,fedora13-20150427桌面操作系統和centos6.4-20150424服務器操作系統的安裝報錯提示“找不到boot/initrded文件”失敗,然而fedora19-20150429桌面操作系統安裝卻順利的完成了。
接下來在老師的指導下準備將昆侖固件升級為PMON,來觀察系統軟件和硬件之間兼容識別等狀態的變化。下載了PMON的gzrom-a1310-1.0.8.fd安裝包到U盤根目錄下,重啟計算機進入昆侖固件的固件維護操作界面下,選擇從USB更新昆侖固件回車確認,固件成功升級。原有普華V3.0操作系統和新安裝的fedora19-20150429桌面操作系統均可以在PMON固件引導下可正常運行。
現在開始測試龍芯3B1500在PMON下的USB兼容性,將臺電U盤在linux下 的普通用戶命令行模式下dd命令直接將操作系統源鏡像文件寫入U盤,重啟計算機安裝操作系統;然而沒能進入安裝界面,卻進入PMON界面報錯“找不到安裝文件”。當輸入命令:PMON>devls列出計算機所有的存儲磁盤硬件,系統是可以檢測到USB0設備;輸入命令:PMON>dir (USB0)列出U盤根目錄下所有文件,系統提示“找不到USB0設備”。同時,在更換多種USB存儲設備后進行測試,得出了以上相同的結果。
于是,我繼續開始了PMON升級工作,由于該龍芯3B1500開發機是桌面版本的6核處理器,龍芯3B1500服務器卻是8核芯的CPU,為什么會是這樣呢?(個人理解)由于必要的技術操作的緣故,PMON將8核心的龍芯鎖閉了2個核心,所以登錄界面才會出現6只小企鵝。在得到了老師的幫助,準備升級POMN固件給龍芯3B1500“開核”,將6核龍芯CPU升級為“龍芯3B1500/8核心”處理器。
下載浪潮3B1500/8核服務器PMON的PMON-A1310-1.0.9-8cores-dma64.bin安裝包到U盤根目錄下,重啟計算機進入PMON的命令界面下,輸入命令PMON>load -r -f 0xbfc00000 (USB0,0)/PMON-A1310-1.0.9-8cores-dma64.bin回車。
升級POMN固件
OK,升級界面提示升級成功!8核心的龍芯3B1500誕生啦,輸入命令:PMON>reboot回車,重啟計算機,悲劇就這樣在我的身上發生了,重啟計算機沒有聽到主板蜂鳴器清脆的那聲“嘀”,更沒有等來我那8只可愛的“小企鵝”,等來的卻是一塊沒有任何反映的“磚頭塊”。這意味著PMON升級燒寫spi flash芯片失敗,需要拆下主板的spi flash芯片到電腦維修點用專用燒寫設備將PMON-A1310-1.0.9-8cores-dma64.bin文件重新燒寫到芯片中。為安全方便考慮重新訂購了spi flash芯片,型號為cFeon_EN25F80-100QCP,找電腦維修店燒寫了新舊不同PMON版本的兩片spi flash芯片方便測試比對。寫好spi flash芯片裝機,重新開機進入PMON命令界面下,輸入命令:PMON>devls列出計算機所有的存儲磁盤硬件,系統是可以檢測到USB0設備;輸入命令:PMON>dir (USB0,0)列出U盤根目錄下所有文件,系統依然提示“找不到USB0,0設備”,也就是說8核版本的PMON識別USB disk與在6核版本上的結果一樣;意味著采用USB disk安裝龍芯3B1500操作系統是暫時行不通的,只能測試sata接口光驅刻盤安裝系統了。
為簡易方便考慮,我選擇在windows7下的軟碟通軟件分別刻錄了fedora13-20150427桌面操作系統、fedora19-20150429桌面操作系統和centos6.4-20150424服務器操作系統,放入刻錄好的系統光盤重啟計算機,menu安裝目錄界面出現了,選擇"install system"安裝系統,久違的8只小企鵝終于出現了,安裝過程十分順暢,分別測試了以上不同的三個版本的系統安裝,均可正常安裝和系統登錄。
龍芯3B1500迷你電腦f edora系統登陸系統界面
龍芯3B1500計算機DIY 8核系統界面
龍芯3B1500迷你電腦DIY 8核打開編輯word文檔
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龍芯3B1500迷你電腦打開編輯幻燈片文件
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十多年來,從誕生之處到后來一個又一個關鍵技術節點的突破,龍芯一直都處于眾人的質疑和不解之中;但龍芯人憑著一股不怕苦、不服輸的倔勁,頂著國外的技術壟斷和國內的種種指責的巨大壓力,愣是給我們中國人的信息安全扎下了那最穩固的一塊基石。十多年來的成長呵護,當年小小的龍芯,如今已不再是那稚嫩、幼小的蠶蛹,他即將破繭成蝶,迎來一個屬于中國人的“芯”天地。我謹作為一個龍芯愛好者,由衷感謝那些為龍芯的成長,保駕護航的勞動者,感謝他們的辛勞付出,使我們的國人可以自由、自在、無限“芯”動。
龍芯3A2000 設計版圖
看到最近龍芯會發布基于最新GS464E處理器架構的新型號芯片的消息,得知性能會比我這臺采用老核心的3B1500性能有很大的提高,感到非常高興。龍芯是國內獨立自主設計CPU內核微架構的團隊,與直接采用國外先進CPU內核的芯片相比,走的是一條自由但卻艱難的路線。畢竟在CPU微架構的設計上我們是后來者,英特爾、ARM已經是市場的霸主,每年的開發投入數十億計美元,遠超龍芯十多年的投入,更不要說技術和人才的積累。龍芯在這樣的投入對比懸殊的情況下,能一直堅持到現在,非常的不容易。欣慰的是長期堅持的努力已經有了回報。新一代北斗導航衛星已經采用龍芯芯片,基于龍芯最新GS464E處理器微架構的3A2000/3B2000也已流片成功,測試性能與老的架構有了成倍的提高。相信隨著龍芯性能的不斷提高和軟件生態的完善,會有更多的像我這樣的普通人用上龍芯電腦。