Linux其實不難，做個四層板設計的終端裝置就搞懂了！

2024-01-06數位

想掌握一個技能，還得靠實踐。

今天分享的DIY計畫有點勵誌。

其作者想學習Linux，於是花一個月時間邊學邊做，竟真成功開源出了一個—— 還不錯的四層板設計的終端裝置 。

可能有人要問了，這終端裝置起到啥作用？哪好了？

說是個終端裝置，其實它可以是個 MP3 ，也可以是個 拓展塢 ……

相當於是一堆小產品集合於一塊電路板上。

話不多說，回歸正題！

下面就分享一下， 其軟硬體設計的教程 ，希望能對你有幫助！

開源計畫描述

做了一個基於V3S芯片的隨身終端，取名為V3S-PI。

功能有9個 ——獲取天氣、連耳機播放音樂、 10M/100M乙太網路介面 、連wifi、接入SD卡、調整螢幕亮度、按鍵控制、 外接其他裝置 、 1轉4 USB HUB 。

下面將分享其——芯片特性、計畫特性、 軟體開源 、 硬體開源 。

芯片特性

處理器整合了單個arm Cortex-A7 CPU，CPU以1.2GHz執行，支持眾多外圍裝置

512Mbt DDR2在V3中高度整合

SPINAND/ NOR快閃記憶體、SD / MMC有外部記憶體介面

支持視訊引擎，格式如：720P @ 60FPS，H.264解碼器，1080p

可滿足汽車數位視訊記錄（DVR）、IP攝影機（IPC）監控系統的需求

計畫特性

全誌V3S主控，采用單核Cortex-A7，帶硬體浮點

芯片內封64Mbyte DDR2，無需外掛DDR2芯片

支持RTL8723BS 2.4G WIFI(SDIO介面)

透過Cp34R擴充套件雙USB口

耳機介面采用V3S內建音效卡

支持10M/100M乙太網路介面

支持SDMMC介面，用於啟動系統

支持Cp40N 串口轉USB，用於連線串口終端

支持LRADC，四個ADC按鍵（暫未調通）

2.4寸LCD彩屏，使用SPI介面

2x8擴充套件介面，用於擴充套件I2C/UART

軟體開源

在目前網上資料的基礎上，作者自行移植了主線內核Uboot以及root。 目前僅支持SD卡以及SPI Nor啟動 ，SPI Nand啟動請不要參考當前程式碼。

①UBoot

快速開始

git clone https://gitee.com/fhcloud/uboot-v3scd uboot-v3smake v3s_pi_defconfigmake

輸出的檔在源碼根目錄u-boot-sunxi-with-spl.bin

②Linux

快速開始

git clone https://gitee.com/fhcloud/linux-v3scd linux-v3smake v3s_pi_defconfigmake

輸出的內核檔在arch/arm/boot/zImage

輸出的裝置樹請使用arch/arm/boot/dts/sun8i-v3s-pi.dtb

③Buildroot

快速開始

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

輸出的檔在output/images/rootfs.tar

測試映像帳號root，密碼123456

我是分割線

軟體方案

關於軟體方案，主要講這 8個部份

——Linux內核、2.4寸LCD彩屏驅動、USB、乙太網路、無線網卡RTL8723BS、ADC按鍵、音訊播放、libcurl。

①Linux內核

內核 采用Linux5.15.143主線內核 ，在其基礎上，修改了部份程式碼，適配V3S大部份外設。

②2.4寸LCD彩屏驅動

LCD彩屏使用SPI介面與主控連線。

軟體部份采用TinyDRM ，與傳統的fbtft相比， 不再是固定幀率重新整理 。

采用DRM架構 ，可以與新架構程式更快整合。

由於各家螢幕初始化程式碼不同，所以st7735r.c檔在原來的基礎上，我們只需修改st7735r_pipe_enable這個函式中的程式碼即可。

修改完成的程式碼參考下方檔 ，裝置樹配置參考：

&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，需要添加一個背光節點 ，這樣就可以在使用者層操作背光：

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

③USB

裝置樹配置參考：

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

除參照節點外， 一定要添加ochi/echi ，不然USB插入會沒有反應：

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乙太網路

直接 參照DTSI檔中的emac節點 即可，裝置樹參考：

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

⑤無線網卡RTL8723BS

Linux下 SDIO架構類似於USB 。

——裝置插入後，如果有對應驅動，會自動載入。

所以裝置樹中，我們 只需要配置好MMC1介面 ，然後 編譯對應的驅動ko ， 在rootfs中載入 即可。

裝置樹配置參考下方：

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

編譯完成的ko檔在buildroot的overlay目錄下面，可以參考下方資料：

r8723bs.ko就是編譯完成的內核模組 ，此處的模組backport了5.19內核的驅動，相比於5.15的驅動 更加穩定 。

除ko檔外，此處 還需要載入網卡固件 ，參考下方目錄：

rtl8723bs_nic.bin可以從github或者其他網站上找到。

連線WIFI請參考下方指令碼：

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

配置檔請參考下方：

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

⑥ADC按鍵

測試檔已開源，不贅述，想直接用請【參考文末】的開源網址。

⑦音訊播放

Buildroot中整合了alsa， 預設音效卡會靜音 狀態，開啟終端， 輸入alsamixer ，首先解除靜音：

在當前界面， 選中Headphone ，然後 按下M鍵 解除靜音，然後使用鍵盤↑，調整音量到合適大小即可，界面可參考圖12所示：

alsamixer

調整完成後，輸入mpv 檔名 --no-video，插入耳機，即可實作音樂播放：

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

命令提示字元顯示當前目錄。

編輯/etc/profile檔 ，添加一行：

export PS1='[\u@\h \w]\$ '

然後export /etc/profile 重新載入配置 即可。

⑧libcurl

透過libcurl獲取當前天氣。程式已開源，參考文末開源網址檢視。

硬體開源