Linux其实不难做个四层板设计的终端设备就搞懂了

山峰云绕 2024-01-07 发布于贵州

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https://m.toutiao.com/is/iLeVftP6/

想掌握一个技能，还得靠实践。

今天分享的DIY项目有点励志。

其作者想学习Linux，于是花一个月时间边学边做，竟真成功开源出了一个——还不错的四层板设计的终端设备。

可能有人要问了，这终端设备起到啥作用？哪好了？

说是个终端设备，其实它可以是个MP3，也可以是个拓展坞……

相当于是一堆小产品集合于一块电路板上。

话不多说，回归正题！

下面就分享一下，其软硬件设计的教程，希望能对你有帮助！

开源项目描述

做了一个基于V3S芯片的随身终端，取名为V3S-PI。

功能有9个——获取天气、连耳机播放音乐、10M/100M以太网接口、连wifi、接入SD卡、调整屏幕亮度、按键控制、外接其他设备、1转4 USB HUB。

下面将分享其——芯片特性、项目特性、软件开源、硬件开源。

芯片特性

处理器集成了单个arm Cortex-A7 CPU，CPU以1.2GHz运行，支持众多外围设备
512Mbt DDR2在V3中高度集成
SPINAND/ NOR闪存、SD / MMC有外部存储器接口
支持视频引擎，格式如：720P @ 60FPS，H.264解码器，1080p
可满足汽车数字视频记录（DVR）、IP摄像机（IPC）监控系统的需求

项目特性

全志V3S主控，采用单核Cortex-A7，带硬件浮点
芯片内封64Mbyte DDR2，无需外挂DDR2芯片
支持RTL8723BS 2.4G WIFI(SDIO接口)
通过CH334R扩展双USB口
耳机接口采用V3S内置声卡
支持10M/100M以太网接口
支持SDMMC接口，用于启动系统
支持CH340N 串口转USB，用于连接串口终端
支持LRADC，四个ADC按键（暂未调通）
2.4寸LCD彩屏，使用SPI接口
2x8扩展接口，用于扩展I2C/UART

软件开源

在目前网上资料的基础上，作者自行移植了主线内核Uboot以及root。目前仅支持SD卡以及SPI Nor启动，SPI Nand启动请不要参考当前代码。

①UBoot

快速开始

git clone https:///fhcloud/uboot-v3scd uboot-v3smake v3s_pi_defconfigmake

输出的文件在源码根目录u-boot-sunxi-with-spl.bin

②Linux

快速开始

git clone https:///fhcloud/linux-v3scd linux-v3smake v3s_pi_defconfigmake

输出的内核文件在arch/arm/boot/zImage

输出的设备树请使用
arch/arm/boot/dts/sun8i-v3s-pi.dtb

③Buildroot

快速开始

git clone https:///fhcloud/buildroot-v3s.gitcd buildroot-v3smake v3s_pi_defconfigmake

输出的文件在output/images/rootfs.tar

测试镜像账号root，密码123456

我是分割线

软件方案

关于软件方案，主要讲这8个部分

——Linux内核、2.4寸LCD彩屏驱动、USB、以太网、无线网卡RTL8723BS、ADC按键、音频播放、libcurl。

①Linux内核

内核采用Linux5.15.143主线内核，在其基础上，修改了部分代码，适配V3S大部分外设。

②2.4寸LCD彩屏驱动

LCD彩屏使用SPI接口与主控连接。

软件部分采用TinyDRM，与传统的fbtft相比，不再是固定帧率刷新。
采用DRM架构，可以与新架构程序更快集成。

由于各家屏幕初始化代码不同，所以st7735r.c文件在原来的基础上，我们只需修改st7735r_pipe_enable这个函数中的代码即可。

修改完成的代码参考下方文件，设备树配置参考：

&spi0 {       status = 'okay';       pinctrl-names = 'default';       pinctrl-0 = <&spi0_pins>;       display@0 {        compatible = 'jianda,jd-t18003-t01';        reg = <0>;           spi-max-frequency = <95000000>;        backlight = <&panel_backlight>;        dc-gpios = <&pio 4 9 0>; // PE9        reset-gpios = <&pio 4 8 0>; // PE8        rotation = <0>;    };};

除spi外，需要添加一个背光节点，这样就可以在用户层操作背光：

panel_backlight: panel-backlight {              compatible = 'gpio-backlight';        gpios = <&pio 4 7 GPIO_ACTIVE_HIGH>; // PE7              default-on;              status = 'okay';       };

③USB

设备树配置参考：

&usb_otg {       dr_mode = 'host'; // peripheral       status = 'okay';};&usbphy {       status = 'okay';};

除引用节点外，一定要添加ochi/echi，不然USB插入会没有反应：

soc {              ehci0: usb@01c1a000 {                     compatible = 'allwinner,sun8i-v3s-ehci', 'generic-ehci';                     reg = <0x01c1a000 0x100>;                     interrupts = <GIC_SPI 72 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;                     clocks = <&ccu CLK_BUS_EHCI0>, <&ccu CLK_BUS_OHCI0>;                     resets = <&ccu RST_BUS_EHCI0>, <&ccu RST_BUS_OHCI0>;                     status = 'okay';              };              ohci0: usb@01c1a400 {                     compatible = 'allwinner,sun8i-v3s-ohci', 'generic-ohci';                     reg = <0x01c1a400 0x100>;                     interrupts = <GIC_SPI 73 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;                     clocks = <&ccu CLK_BUS_EHCI0>, <&ccu CLK_BUS_OHCI0>,                     <&ccu CLK_USB_OHCI0>;                     resets = <&ccu RST_BUS_EHCI0>, <&ccu RST_BUS_OHCI0>;                     status = 'okay';              };       };

④以太网

直接引用DTSI文件中的emac节点即可，设备树参考：

&emac {       allwinner,leds-active-low;       status = 'okay';};

⑤无线网卡RTL8723BS

Linux下SDIO架构类似于USB。

——设备插入后，如果有对应驱动，会自动加载。

所以设备树中，我们只需要配置好MMC1接口，然后编译对应的驱动ko，在rootfs中加载即可。

设备树配置参考下方：

&mmc1 { broken-cd; bus-width = <4>; vmmc-supply = <®_vcc3v3>; status = 'okay';};

编译完成的ko文件在buildroot的overlay目录下面，可以参考下方资料：

r8723bs.ko就是编译完成的内核模块，此处的模块backport了5.19内核的驱动，相比于5.15的驱动更加稳定。

除ko文件外，此处还需要加载网卡固件，参考下方目录：

rtl8723bs_nic.bin可以从github或者其他网站上找到。

连接WIFI请参考下方脚本：

[root@buildroot ~]# cat conn.shmodprobe r8723bs.kowpa_supplicant -B -i wlan0 -c /etc/wpa_supplicant.confudhcpc -i wlan0

配置文件请参考下方：

ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicantap_scan=1network={ ssid='###############' psk='###############'}

⑥ADC按键

测试文件已开源，不赘述，想直接用请【参考文末】的开源网址。

⑦音频播放

Buildroot中集成了alsa，默认声卡会静音状态，打开终端，输入alsamixer，首先解除静音：

在当前界面，选中Headphone，然后按下M键 解除静音，然后使用键盘↑，调整音量到合适大小即可，界面可参考图12所示：

alsamixer

调整完成后，输入mpv 文件名 --no-video，插入耳机，即可实现音乐播放：

[root@buildroot ~]# mpv 2.flac --no-video     Video --vid=1 [P] (mjpeg 500x500 1.000fps) (+) Audio --aid=1 (flac 2ch 48000Hz)File tags: Album: 西厢寻他 Title: 西厢寻他 Track: 1AO: [alsa] 48000Hz stereo 2ch s32A: 00:00:04 / 00:03:43 (2%)Exiting... (Quit)