当前香橙派 H5 和 H6 的系列设计有缺陷

chunjiu · 发表于 2019-7-31 09:59:35

本帖最后由 chunjiu 于 2019-7-31 12:21 编辑

手上的香橙派已经有⑧个了，都做了比较完整的大负荷测试（在自编译的最新 Armbian 系统下）。
Armbian_5.91_Orangepipc2_Ubuntu_bionic_next_4.19.62_desktop.img
===========================================================

从稳定性上来说，H3 系列最稳定，扛过了整个测试过程。

A64 发热厉害，但也是扛过了整个测试过程。

H5 的表现则不佳，Orange Pi PC2 在 1.3GHz 下运行，一般十几分钟后就会重启，
难怪 Armbian 将它的上限设为 1GHz。

将它的主频降到 1GHz 之下（960Mhz），重新做了大负荷测试，
大约在半小时后，随机的一到两个小时内闪退或重启。

然后将主频降到 680Mhz，测试了约4个小时没有出现闪退和重启，
因为太慢了，就终止了测试。

H6 的测试结果更糟糕，但是因系统处于 beta 阶段，不好判定原因，所以暂时不管了。

============================================================

从问题的现象判断，感觉是电源部分有些问题，于是查阅了 OrangePi PC2 的开源原理图 V1.2 ，

在一些大电容上再次并接了 10uF 电容（总共加了5粒），电源插座处增加了一粒 100uF 电解电容。

回到 1GHz 测试，大约运行了14个小时后重启（时间戳停在早上六点半）。

PS2：
注意，未作修改之前，2 个小时内必会重启。在修改后坚持到了 14 个小时，效果明显。

PS1：
补充一下，系统故障原因全部是 Segmentation Fault，意味着代码跑飞了。

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测试软件：

MAME 0.195，窗口模式，1:1 模式，CPU 占用约 160%，温度在 50摄氏度，风扇降温。

lee4diy · 发表于 2019-7-31 10:08:36

不加散热片？应该在cpu加个散热片然后用风冷吧
这种直吹效果不一定好

chunjiu · 发表于 2019-7-31 10:14:08

lee4diy 发表于 2019-7-31 10:08
不加散热片？应该在cpu加个散热片然后用风冷吧
这种直吹效果不一定好

芯片的陶瓷表面导热不佳，用胶粘反而会影响散热，所以全部拆掉了。

lee4diy · 发表于 2019-7-31 10:34:35

chunjiu 发表于 2019-7-31 10:14
芯片的陶瓷表面导热不佳，用胶粘反而会影响散热，所以全部拆掉了。

参考下台式机cpu的方式硅脂+散热片；
升温快的情况下热量可以传到散热片上防止瞬间温度升的太高；
仅个人建议

javenreal · 发表于 2019-7-31 10:38:10

牛人，能把全志芯片玩的这么溜....

chunjiu · 发表于 2019-7-31 10:40:44

lee4diy 发表于 2019-7-31 10:34
参考下台式机cpu的方式硅脂+散热片；
升温快的情况下热量可以传到散热片上防止瞬间温度升的太高；
...

台式机的 CPU 封装是金属壳，加散热片进行热传导是比较有效的。

但这种陶瓷封装的 IC，加散热片不好固定，用胶粘更阻碍热的散发 ...

鉴于 A64 在 80 摄氏度下跑的 66 的，其实加不加散热片影响不太大。

我这儿加了风扇是为了 SOC 周边元器件稳定，尤其是 TF 卡在高温下易损坏。

tcm123 · 发表于 2019-7-31 10:46:15

买了两块板子，楼主请教下A33和H3主要区别是什么？为什么A33（主频）不怎么热，H3发热很厉害

pazulin · 发表于 2019-7-31 10:48:45

原来电源问题, 受教了,回去我也试试.
实际使用还是会加散热器吧, 我刚刚买了20*20*16的散热器,准备黏上, 我不是很喜欢加风扇,如果散热器可以,就不加风扇.

xjavr · 发表于 2019-7-31 10:53:11

这些各种派都是给玩的，不是用来生产的。

chunjiu · 发表于 2019-7-31 10:55:57

tcm123 发表于 2019-7-31 10:46
买了两块板子，楼主请教下A33和H3主要区别是什么？为什么A33（主频）不怎么热，H3发热很厉害 ...

我对全志的芯片不太熟，只知道它们按照用途做了一些分类：

A 系列是用于平板设计，重点在于降低功耗，多媒体和游戏性能较强；
R 系列用于工业控制，重点在于稳定，主频不高，多媒体功能有限；
H 系列用于 TV 盒子，视频解码和流媒体播放是重点，对性能的展现要求也较高。

因此 A 系列不会太热，否则做到平板里连电池也吃不消，

而 H 系列重点在于高性能的多媒体处理，所以发热厉害。

RAMILE · 发表于 2019-7-31 11:01:26

那个904硅胶导热性能也很好，摸着凉凉的，加散热器有用

H3在某些情况下巨热，原因不明，断电重启就好了，用的是友善的nanopi

chunjiu · 发表于 2019-7-31 11:02:47

pazulin 发表于 2019-7-31 10:48
原来电源问题, 受教了,回去我也试试.
实际使用还是会加散热器吧, 我刚刚买了20*20*16的散热器,准备黏上, 我 ...

你可以试一下，我之前粘了一片的，但感觉是拆了以后散热更好些，但也有可能是我用的胶质量不太好。

pazulin · 发表于 2019-7-31 11:05:19

chunjiu 发表于 2019-7-31 11:02
你可以试一下，我之前粘了一片的，但感觉是拆了以后散热更好些，但也有可能是我用的胶质量不太好。 ...

有导热胶还有3M导热贴纸 , 我现在H2 那个就用贴纸,不过还是热, 估计散热器不够大,所以重新买了一些更大的散热器,换上去试试

pazulin · 发表于 2019-7-31 11:06:46

另外还有一种石墨导热贴,也买了一块,但是竟然不知道怎样用.

chunjiu · 发表于 2019-7-31 11:09:37

RAMILE 发表于 2019-7-31 11:01
那个904硅胶导热性能也很好，摸着凉凉的，加散热器有用

H3在某些情况下巨热，原因不明，断电重启就好了， ...

我感觉是动态调频的问题，系统在空闲时，CPU 的占用率应该很低，频率也很低，如果还是巨热的话说明 CPU 在空耗。

香橙派在空闲时，频率会降到最下限，这个下限可以通过 armbian-config 来设置。

liuqian · 发表于 2019-7-31 11:51:37

试试那种相变硅胶贴怎么样，应该比直接粘上的导热贴效果好

chunjiu · 发表于 2019-7-31 12:00:05

liuqian 发表于 2019-7-31 11:51
试试那种相变硅胶贴怎么样，应该比直接粘上的导热贴效果好

谢谢兄弟的信息，这个品种没试过，等我有空了拿 A64 试试，试完了把结果告诉大家。

我是一个大白菜 · 发表于 2019-7-31 13:58:51

楼主用的什么测试软件，可以学习下吗

tomzbj · 发表于 2019-7-31 14:01:39

怀疑是电源不稳么？
那另用一块板，上1084之类大功率LDO，飞线过去供电，再试试？

chunjiu · 发表于 2019-7-31 14:32:12

我是一个大白菜发表于 2019-7-31 13:58
楼主用的什么测试软件，可以学习下吗

没用专业的测试软件，那些软件的针对性太强。我喜欢用 MAME 模拟器跑游戏，并用软件渲染。

因为这会涉及到系统的运算、音视频流的传送等等，所以测试范围比较宽，覆盖面很大。

只要将画面渲染程度修改一下，CPU 的占用率可以在一定范围内调整，而且无需人工干预。

跑的时候，打开软件记录 CPU 的频率、温度等等并加上时间戳，就能看到系统在什么时候崩溃。

chunjiu · 发表于 2019-7-31 14:34:16

tomzbj 发表于 2019-7-31 14:01
怀疑是电源不稳么？
那另用一块板，上1084之类大功率LDO，飞线过去供电，再试试？ ...

这板子太小了，大多数是 0402 的元件，手工不太好搞。

但从添加一些电容的效果来看，电源问题是系统不稳定的主因。

chunjiu · 发表于 2019-7-31 14:55:40

debian 发表于 2019-7-31 14:48
怎么软件渲染啊，，不是默认就是跑游戏么。没的改了。

视频部分有选项，可选择 soft、opengl，线性过滤，图片倍数填充、窗口模式或全屏模式，

高级选项可以选择整倍数 fit、或浮点 fit ... 或指定倍数 fit ，旋转、镜像翻转 ... 加速或减速，

命令行参数或 INI 文件可设定全屏模式下强制切换分辨率等等 ...

这些参数可以直接影响到 CPU 的占用率。

chunjiu · 发表于 2019-7-31 14:57:01

本帖最后由 chunjiu 于 2019-7-31 15:04 编辑

debian 发表于 2019-7-31 14:51
这个模拟器，怎么安装上去啊。貌似要移植。

sudo apt install mame ，在 armbian 下直接安装，大约不到 100MB 。

PS：

再找一些你喜欢的 ROM 就行了，本人最喜欢 Twin Hawk ...

Truxton 、Truxton II 也不错！

我是一个大白菜 · 发表于 2019-7-31 15:06:03

chunjiu 发表于 2019-7-31 14:32
没用专业的测试软件，那些软件的针对性太强。我喜欢用 MAME 模拟器跑游戏，并用软件渲染。

因为这会涉及 ...

哦，这样的，谢谢指导

Earthman · 发表于 2019-7-31 16:19:38

楼主的感觉没错，手头有h6的板子。
其电源设计很糟糕，应该是电源的负载瞬态响应不过关，缺乏bulk Capacitor，上面那俩小MLCC只能解决纹波问题，当cpu高频运行的时候电流变化巨大，这就吃不住了。
当前kernel开发者给出的方案是在1.64/1.8G的时候使用很高的电压，1.2V，我测试过很多次，1.8G@1.2V跑压力测试无论如何都会崩掉系统（overheat），我用了一个挺大的散热器+风扇做压力测试。散热器表面不热的。
解决方案，预想是给cpu电压输出部分加上bulk 电容，非常大的固态电容，具体要多大还未测试，因为太大的电容会降低电源的相位余量造成不稳定，电容已经买了，但是还没有焊上去，也没有做测试。买的电容是2700uFx2/860uFx2。楼主有条件可能可以先于我做测试。
由于H6是28nm，28nm的标准工作电压仅仅900mV，H6手册给出的是900mV±27mV，根据powermeter测到的数据推测，H6正常工作的电流可能高达4-5A@1.8GHz，测试其供电的时候也需要以这个量来测试。测试瞬态响应的方法：拔掉tf卡，开机，默认供电900mV，h6吃掉微小的电流，使用一个current sink测试1A->4A的电流阶跃（100uS暂定），示波器观察电源的响应，电压的跌落。

chunjiu · 发表于 2019-7-31 16:35:17

Earthman 发表于 2019-7-31 16:19
楼主的感觉没错，手头有h6的板子。
其电源设计很糟糕，应该是电源的负载瞬态响应不过关，缺乏bulk Capacito ...

感谢兄弟的情报，我的 OrangePi One Plus （H6）体积太小，正在勉强添加一些 MLCC，电解都不知道怎样才能焊上去 ...

而且元器件的标识符乱七八糟，正在努力辨识中 ... ...

Earthman · 发表于 2019-7-31 16:45:33

chunjiu 发表于 2019-7-31 16:35
感谢兄弟的情报，我的 OrangePi One Plus （H6）体积太小，正在勉强添加一些 MLCC，电解都不知道怎样才 ...

不是贴片的电容，是带引脚的电容，保持电容尽可能短（cpu电流变化率很高可以高达100A/uS）用704硅胶固定

chunjiu · 发表于 2019-7-31 20:10:08

Earthman 发表于 2019-7-31 16:45
不是贴片的电容，是带引脚的电容，保持电容尽可能短（cpu电流变化率很高可以高达100A/uS）用704硅胶固定 ...

Orange Pi One Plus (H6)
===============

尽了最大努力，只能改成这样，还是用 MAME 测试，结果是：

  1、 1.8GHz，照样十分钟内重启，和没改时差不多；
  2、 1.3GHz，大概坚持了 40分钟，然后重启；
  3、 1.08GHz，目前跑了一个小时左右，还算正常的。

等会儿下班将它装到架子上用风扇吹，夜里自己跑，加个时间戳看看啥时候崩溃。

Earthman · 发表于 2019-7-31 20:46:22

chunjiu 发表于 2019-7-31 20:10
Orange Pi One Plus (H6)
===============

完全错误的改法，需要用高频低ESR/ESL的电容，基美T528W477M1R8ATE007这种或类似的最好，但是可惜放不下，所以我买的高频固态电容。
数据非常关键的，看图，高频时的低ESR/ESL/有效容量。所以你那种普通电容跟没接一样（反应不过来），线也太长了，跟你说过电流变化率非常高的。ΔV=ESL*ΔI

chunjiu · 发表于 2019-7-31 21:15:40

Earthman 发表于 2019-7-31 20:46
完全错误的改法，需要用高频低ESR/ESL的电容，基美T528W477M1R8ATE007这种或类似的最好，但是可惜放不下 ...

谢谢提供的参考资料，我手上没有那种好的高频固态电解，所以用的照片中的普通高频低 ESR 电解，是我们产品上用的。

另外还添加了差不多十粒 10uF 的 MLCC 在 CPU VCC 和 SYS VCC 上。

总体上还是有效果的，因为之前该板子的系统就没有顺利跑过 ...

我一直以为是它的 Armbian 系统处于 beta 状态还没完善所致，现在才确认是电源有问题。

我再找一些你买到的那种好电容，尽量是体积小的，不然无法装配，

有结果了再继续报告。

Earthman · 发表于 2019-7-31 21:21:18

chunjiu 发表于 2019-7-31 21:15
谢谢提供的参考资料，我手上没有那种好的高频固态电解，所以用的照片中的普通高频低 ESR 电解，是我们产 ...

有条件的话做一个简单的电流负载吧，测试vcc-cpus电源部分的瞬态响应，1A->4A的一个阶跃应该足够了

pazulin · 发表于 2019-7-31 22:29:08

chunjiu 发表于 2019-7-31 21:15
谢谢提供的参考资料，我手上没有那种好的高频固态电解，所以用的照片中的普通高频低 ESR 电解，是我们产 ...

你可以放用固态电容试试，很容易买到，你图片那些国产的高频低阻电解性能并不好。

Excellence · 发表于 2019-8-1 05:55:54

Mark 。。。。。。。。

zxq6 · 发表于 2019-8-1 07:32:29

chunjiu 发表于 2019-7-31 10:40
台式机的 CPU 封装是金属壳，加散热片进行热传导是比较有效的。

但这种陶瓷封装的 IC，加散热片不好固定 ...

请教一下，是不是硅胶粘贴的散热片，效果不如硅脂的那种接触？因为我确实发现，有时候拆掉硅胶粘贴的散热片，散热片跟cpu之间有厚厚的一层，至少得0.2-0.3mm左右，是不是这个影响了散热。

chunjiu · 发表于 2019-8-1 07:59:18

zxq6 发表于 2019-8-1 07:32
请教一下，是不是硅胶粘贴的散热片，效果不如硅脂的那种接触？因为我确实发现，有时候拆掉硅胶粘贴的散热 ...

好像就是这个胶影响了散热，我正准备用 CPU 的硅脂再试试，如果效果好的话再想其它办法来固定散热器。

chunjiu · 发表于 2019-8-1 08:06:27

Earthman 发表于 2019-7-31 21:21
有条件的话做一个简单的电流负载吧，测试vcc-cpus电源部分的瞬态响应，1A->4A的一个阶跃应该足够了 ...

惊喜一下，哈哈哈！

H6 在 1.08GHz 下跑了一夜没崩溃（超过 12 个小时了） ...

这块 H6 板子在此之前从来没正常运行超过 2 个小时。

意味着电源上的小小改善就能让 H6 正常工作。

下一步就是买点固态电解继续改善，争取能跑到 1.8GHz。

Jmhh247 · 发表于 2019-8-1 09:26:35

顶楼主，这种测试很有意义

chunjiu · 发表于 2019-8-1 09:48:23

pazulin 发表于 2019-7-31 22:29
你可以放用固态电容试试，很容易买到，你图片那些国产的高频低阻电解性能并不好。 ...

谢谢兄弟，已经买了，等下周到了装上去试试！

chunjiu · 发表于 2019-8-6 00:08:30

lee4diy 发表于 2019-7-31 10:34
参考下台式机cpu的方式硅脂+散热片；
升温快的情况下热量可以传到散热片上防止瞬间温度升的太高；
...

兄弟说的是正确的，我之前是用错了胶，导致散热更差。买了 3M 的 8805 双面散热胶后，现在粘上散热片有明显的降温作用，而且能保持系统正常工作。感谢提醒！

Earthman · 发表于 2019-8-6 09:57:17

结果如何？
应该在dc-dc的输出部分（直接链接cpu core）接大电容，因为控制环路跟不上，要靠电容给cpu供电。电容应该尽可能短的引脚，有条件还要继续并联mlcc，多个电容并联也很好

chunjiu · 发表于 2019-8-6 10:14:34

Earthman 发表于 2019-8-6 09:57
结果如何？
应该在dc-dc的输出部分（直接链接cpu core）接大电容，因为控制环路跟不上，要靠电容给cpu供电 ...

改了以后能长时间工作了，但还是不够稳定，比之前的状态是好了很多。

目前添加的是 390uF 固态电解和 100uF、47uF 的 MLCC。

我再添加一些电容，然后测试看看。

didadida · 发表于 2019-8-6 10:27:32

类似的nano pi不知道是否也存在电源设计问题？

chunjiu · 发表于 2019-8-6 10:40:41

didadida 发表于 2019-8-6 10:27
类似的nano pi不知道是否也存在电源设计问题？

我手上有 nano pi neo （H3）试过，负荷大了也会崩溃。但因为是 USB 供电，还不好断定是哪里的问题。

chunjiu · 发表于 2019-8-6 11:15:56

Earthman 发表于 2019-8-6 09:57
结果如何？
应该在dc-dc的输出部分（直接链接cpu core）接大电容，因为控制环路跟不上，要靠电容给cpu供电 ...

现在武装到牙齿了，稍后看看测试结果：

对 H5 的一次较全面测试

zzsczz · 发表于 2023-12-6 22:05:06

https://docs.armbian.com/Hardware_Allwinner-H6/
显示频率问题可以修正

https://linux-sunxi.org/H6#Errata

H6翻的大车是pcie设计错误

现在这个时间点rk3568最香吧

rk3588最快

chunjiu · 发表于 2023-12-7 12:07:23

zzsczz 发表于 2023-12-6 22:05
https://docs.armbian.com/Hardware_Allwinner-H6/
显示频率问题可以修正

(引用自45楼)

价格一点也不香

zzsczz · 发表于 2023-12-7 15:25:28

chunjiu 发表于 2023-12-7 12:07
价格一点也不香
(引用自46楼)

8美金有4核 A55，带pcie 和NPU

同等价格nxp给 i.mx6的A7单核

chunjiu · 发表于 2023-12-7 16:35:18

zzsczz 发表于 2023-12-7 15:25
8美金有4核 A55，带pcie 和NPU

同等价格nxp给 i.mx6的A7单核
(引用自47楼)

它的开发板太贵了，逼着我买低端的 4 core 3566 机顶盒当服务器用 ...

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