Google Coral TPU Edge開發板 –硬體介紹與開機

Google Coral TPU Edge系列分成開發板與USB加速棒兩種版本。本文將說明如何讓Coral開發板開機以及執行預設的範例。我是跟著原廠文件使用我的 mac 電腦來操作，後續會說明如何使用 micro SD卡來開機。

我先說明到目前為止覺得與 Raspberry Pi / NVIDIA Jetson Nano的不同之處

1. 原廠文件未說明如何使用SD卡開機（但網路上有教學），需與 host 電腦連線之後刷機後開機
2. 原廠文件都是以 Mac / Linux 系統來說明如何讓板子開機，Windows做法還要再整理
3. SSH預設不開啟，且必須push一個 google key到板子上才能SSH連入。本文做法是將板子用USB線接上電腦後使用 screen 程式連入。

開發板介紹

Coral Dev Board 是一片包含Edge TPU處理器的單板電腦，適合用來開發可直接在裝置上進行推論的機器學習專案。該有的通訊介面也都有，Jetson nano 相較之下只有有線網路(對，沒有藍牙也沒有 Wi-Fi…)

板子的外觀與配置上與 Raspberry Pi 相當類似，關於各接頭說明請參考data sheet。

前置作業

請注意！在說明”請接電源“之前都不要接電 (USB type C port)，要準備的東西真不少…

• Linux 或 Mac 電腦 (後續稱為 host 電腦)
• USB-A – USB-microB傳輸線 (連接PC – 板子的序列埠)
• USB-A – USB-C cable (連接PC – 板子的資料埠)
• 5V / 3A USB Type-C 電源供應器 (手機充電器 OK)
• 網路線或 Wi-Fi連線 (需要輸入帳號密碼)
• 序列通訊軟體，例如screen、picocom 或PuTTY。我也是在 Mac 上使用 screen 來連線。
• 最新版的 fastboot。這是包含在 Android SDK Platform-tools中的工具程式。請下載Android SDK Platform-tools，下載解壓縮會看到很多檔案，但我們只要 fastboot 就好。把 fastboot 放到 ~/.local/bin，並檢查版本。我的是 29，原廠文件要求要 28.0.2 以上。

  mkdir -p ~/.local/bin
  
  sudo mv ~/Downloads/platform-tools/fastboot ~/.local/bin/
  
  fastboot --version
• Mendel Development Tool (MDT).
  MDT 是一組 command line tool，用來與 Mendel 裝置(Coral) 來互動。例如，MDT 可以列出已與電腦連線的裝置、安裝 Debian Linux 套件、對裝置開啟shell 還有 push key (後續SSH連線設定時會介紹)等等。請用以下指令來安裝MDT：

  pip3 install --user mendel-development-tool

  如果在 terminal 中輸入 mdt 指令出現錯誤的話，請檢查是否已將 mdt 路徑寫入到 PATH 系統變數中。Windows：\Users\yourname\AppData\Roaming\Python\Python36\Scripts；Mac：/Users/yourname/Library/Python/3.7/bin/；Linux：~/.local/bin/

刷機開機

Coral 板子出場時未包含系統映像檔，只有一個 U-Boot bootloader。 開始刷機之前請先確認：

1. 板子完全不接電，也不連線到電腦
2. 板子已設定為 eMMC mode，如下圖中的指撥開關由左到右分別為 (上下下下)

請根據以下步驟來操作，在此只列出Mac，使用Linux的朋友請參考原廠文件：

1. 安裝 Mac 版的 CP210x USB to UART Bridge Virtual COM Port (VCP) driver
2. 連接序列埠(還不要接電源)
3. 使用 micro USB 傳輸線連接 host 電腦與開發板的序列埠 (只有一個 micro USB 所以不會接錯)。板子上的橘色與綠色LED燈會亮起。
4. 於 host 電腦開啟 terminal，並輸入以下指令來確認連線

   screen /dev/cu.SLAB_USBtoUART 115200
5. 這時畫面應該會完全空白。別擔心，因為板子還沒接電。如果看到 [screen is terminating]，代表連線有點小問題。這時把 micro USB線拔除後重新接上，再次輸入 4. 的指令應該就可以了。
6. 開機！請把 5V / 3A USB type C 接上板子 (靠近音源接頭)，接頭上有標記 “PWR“。板子上紅色LED會亮起，風扇會開始轉動。
7. 啟動 fastboot。在terminal中輸入以下指令，會直接換行並等候 host 電腦來寫入系統映像檔。

   fastboot 0
8. 透過資料埠與 fastboot連線。只剩下最後一個 USB type-C接頭(標示為 “OTG“)，請再用一條傳輸線連接 host 電腦與板子的這個埠。
9. 在 host computer 開一個新的 terminal (原本的screen terminal不要關掉)，並輸入以下指令：

   fastboot devices
10. 會看到類似 [1b0741d6f0609912        fastboot] 的訊息代表 fastboot 有抓到裝置了。
11. 下載系統映像檔並寫入板子。在與上一步Froterminal中輸入以下指令

    cd ~/Downloads
    
    curl -O https://dl.google.com/coral/mendel/enterprise/mendel-enterprise-chef-13.zip
    
    unzip mendel-enterprise-chef-13.zip \
    && cd mendel-enterprise-chef-13
    
    bash flash.sh
12. 刷機過程約4~5分鐘，會看到很多訊息不斷出來

登入

呼…  經過一番折騰，請用預設帳號密碼（mendel / mendel）登入，登入後畫面如下：

輸入 df -h 來看看還有多少空間

連上網路並更新相關軟體

要連上網路才能更新軟體或下載範例，這一定要完成喔。網路線或Wi-Fi 都可以，請在板子的 terminal 輸入以下指令：

nmtui

選擇 Activate a connection 並在 Wi-Fi (wlan0) 選項下選擇一個網路來連線。或輸入以下指令來直接建立連線：

nmcli dev wifi connect <NETWORK_NAME> password <PASSWORD> ifname wlan0

檢查連線有沒有成功

nmcli connection show

可以看到板子已經順利連上 cavedu 這個無線網路，如下圖：

透過MDT連上板子

現在板子上已經有 Mendel 系統了，micro USB線可以拔掉。這時要用 MDT 開啟一個 shell 來透過 USB-C 線來與板子溝通。使用 MDT 很方便就能產生 OpenSSH 公私金鑰組，我們需要把公鑰 push 到板子上才能建立 SSH連線 (真麻煩…)

mdt shell

設定SSH來透過WIFI連入

Coral 開發板必須由 host 電腦給一個 openSSH 金鑰才能進行SSH連線，請在 mdt shell 中輸入以下指令。詳細 MDT指令請點我。

ssh-keygen
# Follow steps to create key

mdt pushkey ~/.ssh/id_rsa.pub

ssh mendel@192.168.100.2

執行範例程式

輸入以下指令來跑範例程式，會開啟一個網頁來進行物件辨識 (MobileNet SSD)。

edgetpu_demo --stream

從 host 電腦端，用網路瀏覽器輸入 192.168.100.2:4664 就能看到以下畫面，太棒啦！

ㄒ