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Ultra96 v1與v2的開箱文
筆者因工作關係有機會接觸到Ultra96 v1及V2板子，最近因有一個需求必須將Ultra96跟雲端伺服器連接，將本地收集到的資料傳到到雲端統計及計算，網路連線的SDK提供很多語言的選擇，包含C/C++，JAVA和Python，因此筆者選擇最容易入門的語言Python作為起始。剛好Ultra96中PYNQ這個Framework剛好適合筆者拿來使用，並且也已經有Jupyter Notebook的支援，使用起來非常方便，不需要重新編譯Linux以支援Python開發，節省了很多時間。
Ultra96 v1與v2的差異
Ultra96 v1跟v2在LPDDR4上的選料有很大的不一樣，故FSBL上的設定有差別，因此無法共用相同開機檔案或是SD images，我們後續再來談此主題。除了LPDDR4外，Ultra96 v1跟v2選料還有哪些的差別：
| Ultra96 | v1 | v2 |
|---|---|---|
| Power solution | TI Power | Infineon Power |
| Wi-Fi/Bluetooth | TI | Microchip |
| Memory(LPDDR4) | Dual-Rank | Single-Rank |
| Clock chip | SiLabs | IDT |
| Connectors | Wurth,Alps | TE, Molex |
從外觀上來比較，尺寸大小是一樣的，除了很明顯Wi-Fi/Bluetooth的module從TI改成Microchip外，另外Power on/off的按鍵位置也很明顯不一樣外，其餘大同小異。如下圖紅色圈圈處
Ultra96 v1及v2除了在FSBL配置上會不一樣外，其餘的開發流程是一樣了，幾乎所有的參考設計，只要重新rebuild後都可以用。由於v1已經宣告EOL了，故此系列文章將會以Ultra96 v2為主。有關Ultra96 v1的開箱文可以參考clodnew’s blog.
Ultra96 v2的開箱
目前手頭上Ultra96 v2主板包含其他配件如下:
- AES-ULTRA96-V2-G : Ultra96-V2 Zynq UltraScale+ ZU3EG 主板
- AES-ACC-U96-4APWR : 12V@4A 電源供應器
- AES-ACC-U96-JTAG : USB-to-JTAG/UART轉接器
順帶一提，購買Ultra96 v2時會附上軟體的說明書上面有voucher PN，可以透過此序號到Xilinx官網申請軟體的license，詳細申請流程請參考UG1042。
開機測試
拿到板子後迫不及待想開機測試，直接將SD card插入插槽，把DisplayPort及電源設置完成後開機，竟然完全沒有動作，連Done LED也沒亮，檢查一下Boot Switch的設定也為SD card，只好查看一下SD card內容，發現竟然是空，出廠前並沒有燒錄，只好自己來。
有關已經Ready的SD image有兩種選擇
我的主要目的為可以支援Python的開發環境以及讓我可以安裝Python相關的SDK，因此我選擇直接用Ultra96 v2 Pynq Image，接下來就是把此imageg燒錄到SD card中。
燒錄系統映像檔
此Image有兩個磁碟分區，一為FAT32，另一為Ext4。無法直接複製，建議使用Etcher燒錄至SD card，剛好此軟體是樹梅派建議燒寫映像檔的工具，其優勢在於可以直皆選擇壓縮檔案zip或是gz，燒錄完成後從PC卸載後插回SD插槽後重新開機。
重新開機
按下power on按鍵後，大約2秒左右Done LED(藍燈)亮起，大約18秒左右顯示螢幕會出現Linux開機畫面，大約50秒左右整個Linux GUI開機完成，表示整個SD Image燒錄成功。
螢幕顯示畫面
Jupyter Notebook的連線測試
Jupyter Notebook 是一個建構於網頁應用程式的開源整合開發環境，允許資料科學團隊像是在筆記本計算一般地撰寫程式、顯示程式和視覺化輸出、支援 Markdown 標記語言與 LaTex 數學方程式的文字段落，從 2014 年推出以來風靡資料科學生態圈，現FPGA也支援此開發環境。接下來我們就以Jupyter Notebook來測試剛剛完成的Ultra96 v2的環境
WiFi連線
將Ultra96 v2透過Micro-usb cable連接到Host PC下圖2的位置，並將電源打開後，等待大約50秒左右完整開機後，會在Host PC上多出一個網路裝置
在瀏覽器(Web browser)上直接輸入http://192.168.3.1，進入到Jupyter Notebook的login畫面，輸入xilinx後登入
登入後首頁
進入common目錄內，點擊wifi.ipynb測試網路連線
單擊Run直到3. Test connection
測試Wifi連線，透過ping命令觀察連線封包
ssh連線至Ultra96 v2 board
由於本人後續開發會使用到pip功能來安裝Python相關套件，確認網路連線後，利用ssh連線至Ultra96 v2 board確認Python以及已安裝套件，在windows cmd model下執行
ssh xilinx@192.168.3.1
password:xilinx
確認Python已安裝套件
pip3 list
結語
經過上述步驟後，可確認開發環境沒有問題，接下來可以進行開發工作了