基于全志V3S芯片DIY Linux开发板
项目作者：fanhuacloud
简介：大佬已在硬创社开源了近50款开发板，动手能力极强，于去年年底开始接触学习linux，并由全志v3s、f1c200s等芯片开始上手diy个人的linux开发板。
本项目是基于全志v3s的随身终端（类似mp4），命名为v3s-pi，开发板使用四层板制作，全板采用0603电容电阻，相较于0402，制作更为方便，同时成本可压缩至100以内。
项目简介
开发板选用全志v3s为主控，v3s单核cortex-a7带有硬件浮点计算，且芯片内封64mbyte ddr2，无需再外挂ddr2芯片，极大程度上为开发板的走线设计降低了难度。
开发板pcb实物、渲染图
开发板的外设以及功能有将近10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4usb hub......
由于开发板设计功能繁多，为了教会大家自己diy开发板，作者将项目整体拆分为了6大部分，分别为项目特性、软件开源、硬件开源、软件方案、开源网址，来对开发板整体设计进行全面介绍和详细讲解电路原理。
项目特性
1全志v3s主控，采用单核cortex-a7，带硬件浮点
2芯片内封64mbyte ddr2，无需外挂ddr2
3支持rtl8723bs 2.4g wifi
4通过ch334r扩展双usb口
5耳机接口采用v3s内置声卡
6支持10m/100m以太网接口
7支持sdmmc接口，用于启动系统
8支持ch340n 串口转usb，用于连接串口终端
9支持lradc，四个adc按键
102.4寸lcd彩屏，使用spi接口
112x8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。
1、uboot快速启动：
git clone https://gitee.com/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
2、linux快速启动：
git clone https://gitee.com/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
3、buildroot快速启动：
git clone https://gitee.com/fhcloud/buildroot-v3s.gitcd buildroot-v3smake v3s_pi_defconfigmake
输出的文件在：
output/images/rootfs.tar
硬件开源
硬件采用四层板设计，下面会将电路拆分为11部分，逐一说明。
主控部分
本项目主控采用全志v3s，需要注意的是，r3/r5电阻需使用1%，同时，ephy存在两组电压。
主控原理图
adc按键
板载四个adc按键，电压跨度为0.2v，通过分压电阻实现。
adc按键
2x16 pin扩展接口
此处通过排针，引出了8个扩展接口，包含了一个串口/一个i2c总线，可用于外接其他设备。
扩展接口
辅助供电
板载四组供电芯片，分别产生3.0v、3.3v、1.8v、1.2v，其中：
3.0v用于pll以及avcc模拟供电
3.3v负责芯片io以及其他外设供电
1.8v用于内存供电
1.2v用于v3s核心主控供电。
三路dcdc最大输出电流2a。
辅助供电
wifi模块
板载2.4g wifi模块，使用rtl8723bs模块，v3s与wifi模块之间采用sdio接口连接，引出一个ipex接口用于外接天线，r20-r27为sdio和芯片要求的上拉电阻，c50/c51/c70为外围滤波电容，模块采用3.3v供电。
wifi模块原理图
10/100m以太网接口
百兆以太网需要使用两组差分，分别为rx/tx差分。以太网phy一般带自动翻转功能，所以rx/tx可以对调。v3s以太网使用电压驱动，只需在网口变压器中心抽头处加100nf电容到地即可。内部封装的电阻和2kv电容用于泄放主板的静电，防止高压打坏主控芯片。
r28/r29为led限流电阻，sh1 sh2为外壳，直接接地即可。
以太网接口原理图
2.4寸lcd彩屏
2.4寸彩屏通过spi与主控进行通信，pe8接彩屏重置线。pe9接dc用于区分数据/指令。
leda为背光阳极，ledk接q1 mos，用于主控控制背光开关，屏幕通过焊锡焊接到pcb板上。
2.4寸lcd彩屏原理图
ch340串口转usb
使用ch340n芯片，实现串口转usb，用于电脑连接终端。
r30/r31用于确保双头typec线正常供电，d1为tvs，用于保护usb接口，此处使用3.3v供电，所以ch340n的vcc和v3需要连接到一起，同时增加100nf电容。
ch340串口转usb
ch334r 1转4 usb hub
通过ch334r芯片，实现一转四个usb host口，此处采用统一供电，所以vdd33与v5连接到一起即可。
xi xo输入12mhz晶振
dpu/dmu接上行usb口
ch334r原理图
耳机接口
耳机接口采用pj-342接口，带音频和录音：
pj-342耳机接口
sd卡接口
sd卡接口用于插入microsd卡，r32-r36为sd卡上拉电阻，这里clk不需要上拉，否则可能会影响sdio通信。
sd卡接口
ch340串口转usb
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。
linux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。
2.4寸lcd彩屏驱动
lcd彩屏使用spi接口与主控连接，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。
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。
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 = ; display@0 { compatible = jianda,jd-t18003-t01; reg = ; spi-max-frequency = ; backlight = ; dc-gpios = ; // pe9 reset-gpios = ; // pe8 rotation = ; };};
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 = ; // pe7 default-on; status = okay; };
usb接口
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 = ; interrupts = ; clocks = , ; resets = , ; status = okay; }; ohci0: usb@01c1a400 { compatible = allwinner,sun8i-v3s-ohci, generic-ohci; reg = ; interrupts = ; clocks = , , ; resets = , ; status = okay; }; };
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;};
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。
&emac {&mmc1 { broken-cd; bus-width = ; vmmc-supply = ; status = okay;}; allwinner,leds-active-low; 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：
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=###############}
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：
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)
命令提示符显示当前目录，编辑/etc/profile文件，添加一行，然后export /etc/profile重新加载配置即可：
export ps1='[u@h w]$ '
libcurl
通过libcurl获取当前天气。程序已开源，参考文末开源网址查看。
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本项目是基于全志v3s的随身终端（类似mp4），命名为v3s-pi，开发板使用四层板制作，全板采用0603电容电阻，相较于0402，制作更为方便，同时成本可压缩至100以内。
项目简介
开发板选用全志v3s为主控，v3s单核cortex-a7带有硬件浮点计算，且芯片内封64mbyte ddr2，无需再外挂ddr2芯片，极大程度上为开发板的走线设计降低了难度。
开发板pcb实物、渲染图
开发板的外设以及功能有将近10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4usb hub......
由于开发板设计功能繁多，为了教会大家自己diy开发板，作者将项目整体拆分为了6大部分，分别为项目特性、软件开源、硬件开源、软件方案、开源网址，来对开发板整体设计进行全面介绍和详细讲解电路原理。
项目特性
1全志v3s主控，采用单核cortex-a7，带硬件浮点
2芯片内封64mbyte ddr2，无需外挂ddr2
3支持rtl8723bs 2.4g wifi
4通过ch334r扩展双usb口
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6支持10m/100m以太网接口
7支持sdmmc接口，用于启动系统
8支持ch340n 串口转usb，用于连接串口终端
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102.4寸lcd彩屏，使用spi接口
112x8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。
1、uboot快速启动：
git clone https://gitee.com/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
2、linux快速启动：
git clone https://gitee.com/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
3、buildroot快速启动：
git clone https://gitee.com/fhcloud/buildroot-v3s.gitcd buildroot-v3smake v3s_pi_defconfigmake
输出的文件在：
output/images/rootfs.tar
硬件开源
硬件采用四层板设计，下面会将电路拆分为11部分，逐一说明。
主控部分
本项目主控采用全志v3s，需要注意的是，r3/r5电阻需使用1%，同时，ephy存在两组电压。
主控原理图
adc按键
板载四个adc按键，电压跨度为0.2v，通过分压电阻实现。
adc按键
2x16 pin扩展接口
此处通过排针，引出了8个扩展接口，包含了一个串口/一个i2c总线，可用于外接其他设备。
扩展接口
辅助供电
板载四组供电芯片，分别产生3.0v、3.3v、1.8v、1.2v，其中：
3.0v用于pll以及avcc模拟供电
3.3v负责芯片io以及其他外设供电
1.8v用于内存供电
1.2v用于v3s核心主控供电。
三路dcdc最大输出电流2a。
辅助供电
wifi模块
板载2.4g wifi模块，使用rtl8723bs模块，v3s与wifi模块之间采用sdio接口连接，引出一个ipex接口用于外接天线，r20-r27为sdio和芯片要求的上拉电阻，c50/c51/c70为外围滤波电容，模块采用3.3v供电。
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r28/r29为led限流电阻，sh1 sh2为外壳，直接接地即可。
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leda为背光阳极，ledk接q1 mos，用于主控控制背光开关，屏幕通过焊锡焊接到pcb板上。
2.4寸lcd彩屏原理图
ch340串口转usb
使用ch340n芯片，实现串口转usb，用于电脑连接终端。
r30/r31用于确保双头typec线正常供电，d1为tvs，用于保护usb接口，此处使用3.3v供电，所以ch340n的vcc和v3需要连接到一起，同时增加100nf电容。
ch340串口转usb
ch334r 1转4 usb hub
通过ch334r芯片，实现一转四个usb host口，此处采用统一供电，所以vdd33与v5连接到一起即可。
xi xo输入12mhz晶振
dpu/dmu接上行usb口
ch334r原理图
耳机接口
耳机接口采用pj-342接口，带音频和录音：
pj-342耳机接口
sd卡接口
sd卡接口用于插入microsd卡，r32-r36为sd卡上拉电阻，这里clk不需要上拉，否则可能会影响sdio通信。
sd卡接口
ch340串口转usb
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。
linux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。
2.4寸lcd彩屏驱动
lcd彩屏使用spi接口与主控连接，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。
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。
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 = ; display@0 { compatible = jianda,jd-t18003-t01; reg = ; spi-max-frequency = ; backlight = ; dc-gpios = ; // pe9 reset-gpios = ; // pe8 rotation = ; };};
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 = ; // pe7 default-on; status = okay; };
usb接口
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 = ; interrupts = ; clocks = , ; resets = , ; status = okay; }; ohci0: usb@01c1a400 { compatible = allwinner,sun8i-v3s-ohci, generic-ohci; reg = ; interrupts = ; clocks = , , ; resets = , ; status = okay; }; };
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;};
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。
&emac {&mmc1 { broken-cd; bus-width = ; vmmc-supply = ; status = okay;}; allwinner,leds-active-low; 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：
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=###############}
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：
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)
命令提示符显示当前目录，编辑/etc/profile文件，添加一行，然后export /etc/profile重新加载配置即可：
export ps1='[u@h w]$ '
libcurl
通过libcurl获取当前天气。程序已开源，参考文末开源网址查看。
零基础入门：开关电源解析
一种基于关联二维电子气的广谱气体传感器设计
韩国5G用户接近1100万
一种通过编程方式生成训练数据的“弱监督”范式
边坡安全监测系统：守护边坡稳定的重要工具
基于全志V3S芯片DIY Linux开发板
如果用VR在二战战壕上历史课 你会去上吗？
意法半导体STM32C0系列MCU，为开发者降低STM32入门门槛
氢燃料电池将是未来的趋势 政策空白期是氢燃料电池汽车行业的旱期
伺服电机安装使用注意事项
特斯拉上海超级工厂主要是建设Model Y,预计明年开始交付
2021“张江康桥杯”|汇聚明日之星，走近浦东芯片设计生态链
为什么iPhone12系列总是有各种各样的槽点?
东软时刻践行网信企业社会责任 促进网信企业健康有序发展
BTC和BCH这两种货币都可能会成为比特币
3D液晶电视显示技术原理解析
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学生党用什么蓝牙耳机好？性价比高的蓝牙耳机推荐
pcba工艺流程