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该仓库是全志F1S200C的开发板，先使用CherryPi做软件开发验证，后续修改并自制，将主板改小

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NingbinWang/Allwinnerck-Pi

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Allwinnerck-pi

项目简介

这个项目是在CherryPi-F1C200S上开发，目前主要的功能是做一些功能的验证，保证软件的可用性。并在上面实现软件的demo。主要将其设置为IPC网络相机或者是UVC相机，并实现lvgl，gps，gsensor的功能集成。

开发板介绍

Cherry F1C200S采用全志F1C200S ARM926EJ-S内核处理器，片内自带64MB SIP-DDR1，DDR频率可稳定运行在156Mhz，CPU主频可达720Mhz运行。 板载USB、Flash、TF卡座、40P LCD接口、咪头等。支持720P视频输出，支持H.264、MJPEG等解码。

开发板功能介绍

  1. 内核：ARM926EJS@900MHz
  2. 内存：DDR1 内置64M
  3. 支持存储卡：板载自弹式TF卡座
  4. 板载Flash：1Gbit SPI NAND Flash (GD5F1GQ4UAYIG,具体可以看Spec)
  5. 音频：1个咪头和1个1W功放芯片
  6. LCD：40pin-0.5mm的FPC座LCD接口
  7. 摄像头：24pin-0.5mm的FPC座CSI接口（可接OV2640、OV5640等，默认OV2640）
  8. USB：OTG USB(TYPE-C接口)
  9. UART：CH340E（TYPE-C接口）

开发板的外观

芯片架构

功能 描述
CPU ARM9 CPU architecture，16KByte D-Cache，2KByte I-Cache
Memory SIP 64MB DDR1，SD2.0，eMMC 4.41
Video H.264 1920x1080@30fps decoding
MPEG1/2/4 1920x1080@30fps decoding
MJPEG 1280x720@30fps encoding
JPEG encode size up to 8192x8192
Camera 8-bit CMOS-sensor interface
CCIR656 protocol for NTSC and PAL
Audio Integrated analog audio codec with two DAC channels and one ADC channel,maximum 192kHz DAC sample rate and 48kHz ADC sample rate
One I2S/PCM interface
Display LCD RGB interface up to 1280x720@60fps
TV CVBS output, support NTSC/PAL, with auto plug detecting
Connectivity USB OTG, SDIO,IR, 3 x TWI, 2 x SPI, 3 x UART
OS Melis, Linux OS
Package QFN88, 10mm x 10mm
Process 40nm
特点 支持H.264 1920x1080@30fps 解码
支持MJPEG 1280x720@30fps 编码
集成 64MB DDR1,集成音频CODEC
低成本，低功耗，开发简单

全志的低成本SOC序列如下：

芯片的架构：

基础知识

F1Cxxxs芯片的上电启动顺序

芯片可以从SPI Flash或者SD-Card中启动。

参考：F1C100s启动时搜索SPI Flash的顺序？

  1. 上电后, f1c100s内部 BROM (芯片内置，无法擦除) 启动；
  2. 首先检查 SD0 有没有插卡, 如果有插卡就读卡 8k偏移数据，是否是合法的启动数据, 如果是BROM 引导结束, 否则进入下一步；
  3. 检测SPI0 NOR FLASH(W25QXXX, MX25LXXX) 是否存在, 是否有合法的启动数据, 如果是BROM 引导结束, 否则进入下一步；
  4. 检测SPI0 NAND FLASH 是否存在, 是否有合法的启动数据, 如果是BROM 引导结束, 否则进入下一步；
  5. 因为找不到任何可以引导的介质， 系统进入usb fel 模式， 可以用USB烧录了。

开发工具链下载

编译工具链官网：https://www.linaro.org/

或Arm GNU Toolchain，以linaro为例：进入support->downloads可以看到下载页面，点击GNU cross-toolchain binary archives，可以进入对应下载列表，可以看到各个版本的toolchain，这里我使用的latest-7/arm-linux-gnueabi/即gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabi即可。

环境准备

安装依赖软件

sudo apt-get install xz-utils vim wget unzip build-essential git bc swig libncurses5-dev libpython3-dev libssl-dev pkg-config zlib1g-dev libusb-dev libusb-1.0-0-dev python3-pip gawk bison flex

安装编译工具链

主要是要将前面下载的开发工具链进行解压，并赋值到全局环境变量中，当然你也可以不使用全局环境变量，指定编译器的路径也是可以的。

下载交叉编译链：

wget http://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/7.2-2017.11/arm-linux-gnueabi/gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz

注意： GCC版本要大于 6；此处为获取交叉编译链为7.2.1版本，也可以自行下载其他版本。

将工具链压缩包解压

mkdir /home/toolchain tar -vxf gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz -C /home/toolchain

配置环境变量：

nano ~/.bashrc

打开文件添加下面的变量：

export PATH=$PATH:/home/toolchain/gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi/bin

使环境变量立即生效:

source ~/.bashrc

查询版本，确认安装成功 ：

arm-linux-gnueabi-gcc -v

如何编译

进入源码目录, 执行下述命令进行编译:

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

在uboot顶层Makefile的250行左右，添加默认编译器，就可以直接用make编译省去后面的参数了:

ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH)) CROSS_COMPILE ?= endif

ARCH ?= arm CROSS_COMPILE ?= arm-linux-gnueabi-

内核编译也是同理。

在这里我主要提供了我自己使用的编译脚本： 编译uboot的build_uboot.sh

#!/bin/bash
set -e
STARTDIR=`pwd`
SELFDIR=`dirname \`realpath ${0}\``
UBOOT_DIR=${STARTDIR}/sunxi_uboot
CROSSCOMPELITE_DIR=${STARTDIR}/gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi/bin
TARGET_CROSS_HOST=arm-linux-gnueabi
TARGET_CROSS_COMPILE=${CROSSCOMPELITE_DIR}/${TARGET_CROSS_HOST}-
cd ${UBOOT_DIR}
make clean CROSS_COMPILE=${TARGET_CROSS_COMPILE}
cp ./configs/sunvi_f1c200s_defconfig ./.config
make CROSS_COMPILE=${TARGET_CROSS_COMPILE}

编译kernel的

#!/bin/bash
set -e
STARTDIR=`pwd`
SELFDIR=`dirname \`realpath ${0}\``
KERNEL_DIR=${STARTDIR}/sunxi_kernel
MODDIR=${STARTDIR}/outputkernel
CROSSCOMPELITE_DIR=${STARTDIR}/gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi/bin
TARGET_CROSS_HOST=arm-linux-gnueabi
TARGET_CROSS_COMPILE=${CROSSCOMPELITE_DIR}/${TARGET_CROSS_HOST}-
if [ ! -e ${MODDIR} ]; then \
		mkdir ${MODDIR}; \
fi
cd ${KERNEL_DIR}
#cp ./arch/arm/configs/allwinnerck_pi_defconfig ./.config
make $1 CROSS_COMPILE=${TARGET_CROSS_COMPILE}

if [ "$1" == "modules"  ]; then \
    make modules_install CROSS_COMPILE=${TARGET_CROSS_COMPILE} INSTALL_MOD_PATH=${MODDIR}; \
fi

if [ "$1" == "all"  ]; then \
    cp ${KERNEL_DIR}/arch/arm/boot/zImage ${MODDIR}/; \
    cp ${KERNEL_DIR}/arch/arm/boot/dts/suniv-f1c100s-generic.dtb ${MODDIR}/; \
fi

if [ "$1" == "clean"  ]; then \
    rm  ${MODDIR}/ -rf\
fi

bootloader与kernel的移植

这里的移植我基本已经完成，大家可以参考以下代码：

https://github.com/NingbinWang/sunxi_uboot

https://github.com/NingbinWang/sunxi_kernel

固件烧录

TF卡烧录模式

在虚拟机中直接使用GParted等软件图形化进行分区与格式化

当然也可以使用fdisk命令

sudo fdisk -l

若自动挂载了TF设备，先卸载（有多个分区则全部卸载）,不然无法做分区操作，会显示busy的状态

sudo umount /dev/sdb1...

进行分区操作

sudo fdisk /dev/sdb

操作步骤如下：

  1. 若已存分区即按 d 删除各个分区

  2. 通过 n 新建分区，第一分区暂且申请为1M用于储存uboot-with-spl，第二分区128M用于储存Linux内核，设备树，驱动等，剩下的空间都给root-fs

    • 第一分区操作：p 主分区、默认 1 分区、默认2048、+16M

      n p [Enter] [Enter] [Enter] +1M

    • 第二分区操作：p 主分区、2 分区、默认2048、+128M

      n p [Enter] [Enter] [Enter] +128M

    • 第三分区操作：p 主分区、3 分区、默认2048，剩下的全部分配

      n p [Enter] [Enter] [Enter] [Enter]

    • w 保存写入并退出

分区格式化：

sudo mkfs.vfat /dev/sdb2 # 将第2分区格式化成FAT（linux） 
sudo mkfs.ext4 /dev/sdb3 # 将第3分区格式化成EXT4（rootfs）

这里不需要格式化第一个sdb1，因为我只要空出1M的空间就好了

格式说明：

  • EXT4：只用于Linux系统的内部磁盘
  • FAT：所有系统和设备共用的磁盘

这里就需要大家将kernel中的设备树放到sdb2中，还有kernel中生成的zImage(在/arch/arm/boot/里面找)也拷贝进去，还有生成的ko到drivers目录这里全部拷贝进去

使用dd将u-boot-sunxi-with-spl.bin烧写进第一分区：

sudo dd if=path/to/u-boot-sunxi-with-spl.bin of=/dev/sdb bs=1024 seek=8
sync

注意：这里的bs=1024 seek=8是添加了8192字节的偏移，之所以要加8K偏移是因为FSBL也就是bootROM里面硬写死了会从设备的8K地址处加载SPL，然后进入uboot。因此上面烧写的时候，指定的偏移地址一定是相对于储存设备硬件的偏移，而不是相对于分区的偏移！

然后将rootfs整个拷贝到sdb3中即可完成烧录

Windows烧录模式

全志还提供一套在windows下的烧录方案：

具体可以到本项目的tools目录下查看具体的使用方法。

构建rootfs

构建ubuntu文件系统

构建文件系统之前，需要知道要构建哪个版本的文件系统，这里从Debian 全球镜像站选择访问速度快的源，国内就使用华为源：mirrors.huaweicloud.com。也可以是阿里的。

**注意：**选择的源需要支持硬件架构armel，因为F1Cxxxs是armel架构的芯片。

关于不同架构的区别：

  • armel：arm eabi little endian的缩写，针对旧的 32 位 ARM 处理器，而不支持硬件浮点单元（FPU）
  • armhf：arm hard float的缩写，仅适用于较新的 32 位 ARM 处理器，其至少实现了 ARMv7 架构，且支持 ARM 矢量浮点规范（VFPv3）第 3 版
  • **arm64：**适用于 64 位 ARM 处理器，64位的arm默认就是hf的，其至少实现了 ARMv8 架构

然后就是ubuntu的版本，使用是bullseye：

起初笔者这里选择的是别人提供的buster，但是在buster这里已经没有armel架构了。 原来用的命令为：

debootstrap --foreign --verbose --arch=armel buster rootfs-debian http://mirrors.huaweicloud.com/debian/

请弃用。

现在使用

debootstrap --foreign --verbose --arch=armel  bullseye rootfs-debian http://mirrors.huaweicloud.com/debian/
cd rootfs-debian
sudo mount --bind /dev dev/
sudo mount --bind /sys sys/
sudo mount --bind /proc proc/
sudo mount --bind /dev/pts dev/pts/
cd ..
cp /usr/bin/qemu-arm-static rootfs-debian/usr/bin/
sudo chmod +x rootfs-debian/usr/bin/qemu-arm-static
sudo LC_ALL=C LANGUAGE=C LANG=C chroot rootfs-debian /debootstrap/debootstrap --second-stage --verbose
sudo LC_ALL=C LANGUAGE=C LANG=C chroot rootfs-debian

此时你就可以进入chroot环境了

apt install net-tools usbutils ssh v4l-utils i2c-tools fswebcam gcc make

passwd root
# 修改密码

nano /etc/ssh/sshd_config
# 添加SSH权限，修改为PermitRootLogin yes

文件系统中的/etc/init.d负责linux的服务的开启和关闭等，为了能使系统开机自动运行一些脚本和命令，这里介绍如何新添加一个自启动项。

首先我们创建一个文件/etc/init.d/runOnBoot，内容如下：

#!/bin/sh /etc/init.d/runOnBoot
### BEGIN INIT INFO
# Provides: runOnBoot Required-Start: $local_fs $syslog $network
# Required-Stop: $local_fs $syslog $network Default-Start: 2 3 4 5
# Default-Stop: 0 1 6 Short-Description: runOnBoot startup Description:
# runOnBoot auto startup 1.0
### END INIT INFO

#------------------------------------------------------------------------------
swapon /opt/images/swap
/etc/init.d/initko.sh

mkdir /sys/kernel/config/usb_gadget/gg
cd /sys/kernel/config/usb_gadget/gg
echo "0x0502" > idVendor
echo "0x3235" > idProduct
mkdir functions/rndis.rn0
mkdir configs/c1.1
ln -s functions/rndis.rn0 configs/c1.1/
echo "musb-hdrc.1.auto" > UDC
ifconfig usb0 192.168.137.2
ifconfig usb0 up
route add default gw 192.168.137.1


# Demo to run a script ↓
# script_path=/home/start.sh
# if [ ! -r ${script_path} ]; then
#     echo ${script_path} not existing;
# fi
# . ${myStart_spaddr}

#------------------------------------------------------------------------------

给文件添加可执行权限：

chmod +x /etc/init.d/runOnBoot

最后要添加软链接：

ln -s /etc/init.d/runOnBoot /etc/rc2.d/S99runOnBoot

/etc/rc.d/rc0.d/～/etc/rc.d/rc6.d/文件夹的含义不同，S开头代表是开启时处理的脚本，按照后面紧跟的数字进行按顺序启动，S99则是最后进行启动。

重启即可看到命令和脚本自动执行了。

创建一个文件/etc/init.d/initko.sh

一般来讲我们会修改defconfig产生不同的内核配置，然后再加载驱动 可以将所有的相关驱动全部放到sdb2对应的fat32文件夹中，用insmod进行加载

#!/bin/sh /etc/init.d/initko.sh
mkdir /mnt/mmc02
mount -t vfat /dev/mmcblk0p2 /mnt/mmc02
cd /mnt/mmc02/drviers
insmod usb/core/usbcore.ko
insmod phy/allwinner/phy-sun4i-usb.ko
insmod usb/gadget/udc/udc-core.ko
insmod usb/gadget/libcomposite.ko
insmod usb/gadget/function/u_ether.ko
insmod usb/gadget/function/usb_f_rndis.ko
insmod usb/phy/phy-generic.ko
insmod usb/musb/musb_hdrc.ko
insmod usb/musb/sunxi.ko
insmod media/common/videobuf2/videobuf2-vmalloc.ko
insmod media/i2c/ov5640.ko

xxxxx可以将内核中的所有的驱动全部带上

解决root-fs分区开机后被挂载为Read-Only的问题

新配置的文件系统需要添加fstab进行对应分区的自动挂载，修改/etc/fstab文件：

# <file system>	<mount pt>	<type>	<options>	<dump>	<pass>
/dev/root	/		ext2	rw,noauto	0	1
proc		/proc		proc	defaults	0	0
devpts		/dev/pts	devpts	defaults,gid=5,mode=620,ptmxmode=0666	0	0
tmpfs		/dev/shm	tmpfs	mode=0777	0	0
tmpfs		/tmp		tmpfs	mode=1777	0	0
tmpfs		/run		tmpfs	mode=0755,nosuid,nodev	0	0
sysfs		/sys		sysfs	defaults	0	0
/opt/images/swap swap swap defaults 0 0

DNS记录在/etc/resolv.conf这个文件里，可以按resolv.conf文件的格式修改DNS。

nano /etc/resolv.conf

修改为：
nameserver 8.8.8.8

启用swap

芯片的SiP内存只有64MB，大部分情况下都不够用，所以需要开启swap使用内存卡的一部分空间来作为交换内存。

通过free -m来查看下内存使用状况：

# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:             54          15           6           0          31          34
Swap:             0           0           0

创建一个自定义的目录/opt/images/：

mkdir /opt/images/
rm -rf /opt/images/swap

创建一个需要内存大小的文件，如512M：

# dd if=/dev/zero of=/opt/images/swap bs=1024 count=512000
2048000+0 records in
2048000+0 records out
2097152000 bytes (2.1 GB, 2.0 GiB) copied, 30.3635 s, 69.1 MB/s

把创建的文件变成SWAP分区并启用：

mkswap /opt/images/swap
swapon /opt/images/swap

free -m看看SWAP是否生效，ok的话设置开机自动挂载swap：

nano /etc/fstab

添加一行：
/opt/images/swap swap swap defaults 0 0

在本开发板中，可以利用USB Gadget把USB模拟成虚拟网卡、虚拟串口、MTP设备等等非常方便，下面介绍具体的配置方法。

RNDIS功能开发方法：

首先需要在内核中开启了相关选项：

 Device Drivers  --->
        [*] USB support  --->
        <M> Inventra Highspeed Dual Role Controller (TI, ADI, AW, ...)
                MUSB Mode Selection (Dual Role mode)  --->
                *** Platform Glue Layer ***
            <M> Allwinner (sunxi)
                *** MUSB DMA mode ***
            [*] Disable DMA (always use PIO)
        USB Physical Layer drivers  --->
            <M> NOP USB Transceiver Driver
        <M>   USB Gadget Support  --->
            <M>   USB Gadget functions configurable through configfs
            [*]     RNDIS

然后在文件系统中添加一些配置文件：

cd /sys/kernel/config/usb_gadget
mkdir gg
cd gg/
echo "0x0502" > idVendor
echo "0x3235" > idProduct
mkdir functions/rndis.rn0
mkdir configs/c1.1
ln -s functions/rndis.rn0 configs/c1.1/
echo "musb-hdrc.1.auto" > UDC
启用usb0网卡并设置一个ip地址：

ifconfig usb0 192.168.137.2
ifconfig usb0 up

这里使用137网段的原因是希望后面通过Windows的网络共享功能让板卡通过USB连上互联网，而Windows的共享网段固定是192.168.137.1 。

在Windows端安装驱动，手动选择网络适配器，然后添加下面的驱动：

之后用共享网络，你的板子就可以上网了。

部署

直接插上SD卡拷贝所有文件，在挂载的SD卡root-fs磁盘打开终端，输入：

cd /media/xxx/rootfs/
sudo cp -Rf path/to/rootfs-debian/* ./

注意，先把前面的dev proc等umount一下 再复制。

使用buildroot构建文件系统

目前已经在3.Tools\scripts下提供了createimage.sh的脚本（直接执行即可），可供大家直接生成nand专用的image包，用于DFU的下载，同时在此，提供了最新编译出来的KO等 具体请自行去相关的uboot与kernel部分的提交

这里主要需要注意的是： 1.uboot.env与kernel.its的boot区不要重复了

这里需要注意建造自己的buildroot的rootfs，可以在firemware中自行解压并使用我的原生的defconfig即可。

应用开发

讲实话这个芯片巨不好用，如果你是照着前面使用的TF做的文件系统,那你所写的程序，需要在它主板上进行编译才行。

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