有了它，想DIY任何智能设备，都能用它驱动屏幕！
实现DIY家具/手机/平板自由！
本文会对这个开拓板的硬件设计、软件设计进行详细事理剖析+步骤传授教化！
1.开源项目描述
这是一个基于全志F1C200S的开源硬件项目。
可供应一个低本钱、超迷你且适宜Linux开拓的平台，特殊是针对屏幕接口的支持。
2.参数与亮点板载16M nor flash内置64M DRAM支持高清视频解码，包括H.264、H.263、MPEG 1/2/4等格式具备音频编解码器和I2S/PCM接口附带USB Host接口CH340串口转USB芯片用于开拓调试利用USB type-c口
3.开拓板硬件先容开拓板2D预览图
下面将开拓板的硬件电路拆分为10部分，详细讲授一下电路事理。
1.关于F1C200S主控芯片
全志F1C200s是一款高度集成、低功耗的移动运用场置器，适用于多媒体音视频设备。
基于ARM 9架构，它集成了SiP的DDR，使其外围电路非常大略。该部分事理图如下图所示：
F1C200S主控事理图
SVREF用于给DRAM供应参考电压，该部分所需电压为VCC_DRAM/2VCC_DRAM为DRAM供电，电压为2.5VVCC_IO为GPIO供电，电压为3.3VVCC_CORE为核心供电，电压为1.2VAVCC为仿照供电，该部分非常主要，不接会导致USB Host无法列举设备，同时须要把稳该引脚供电范围为2.5V-3.1V，不可以利用3.3V供电，会导致内部电路破坏。X1为24M晶振，为芯片供应时钟旗子暗记，采取22pF负载电容。2.SDMMC接口
SDMMC接口用于接入Micro SD卡，系统启动时，可以从SD卡中加载U-Boot，内核，RootFS，实现Linux启动。
SDMMC接口事理图
如上图所示，干系线路解释如下所示：
CLK: SDMMC时钟，每个时钟周期传输一个命令或数据位。频率可在0至25MHz之间变革。SD卡总线管理器可以自由产生0至25MHz的频率，没有任何限定CMD: 命令传输线，命令通过该CMD线串行传输D0～D3: 数据通过这些数据线传输按照SDMMC规范，SDMMC线路还须要增加10K上拉电阻，如果没有可以会影响数据传输，本原理图中R7-R11即上拉电阻。同时，为了担保电源质量，增加了C22滤波电容SHELL引脚为SDMMC连接器固定引脚，此处接地处理，CD引脚用于探测SD卡是否插入，这一块悬空未利用3.CH340串口转USB
此电路用于用户连接系统调试中断利用，其功能为将TTL串口转换为USB接口，使得用户可以在电脑中连接该串口进行调试。
须要把稳的是，由于F1C200S的UART0接口(PE0/PE1引脚)被触摸的I2C接口占用，以是本开拓板将CH340的串口连接到了F1C200S的UART1(PA2/PA3引脚)上，后续编译U-Boot和内核时我们须要相应的修正代码。
该部分事理图如下所示：
CH340串口转USB事理图
如上图所示，该部分除了串口转USB外，还兼顾了系统的供电。
用户通过Type-C线缆连接该调试口后，将同时为开拓板供电板上的5.1K电阻用于双头Type-C线缆识别从机，为其供电如果R12,R13不焊接会导致利用双头Type-C线时板子没有供电D2为TVS瞬态抑制二极管用于保护PCB板上元件，防止静电击穿原件4.三路DC-DC接口
该部分紧张为主控芯片供应供电，采取SY8089A1AAC，单路最大输出电流2A。
该部分事理图如下所示：
三路DC-DC接口事理图
C24/C25/C27/C28/C30/C31为DCDC输入/输出滤波电容L2/L3/L4为相应的电感R16/R17/R18/R19/R20/R21为DC-DC反馈电阻用于调节芯片输出电压EN引脚为芯片使能脚，高电平有效由于F1C200S对上电时序没有哀求，故本开拓板直接连接到电源输入，这样上电之后，芯片会直接开始运行，输出电压在该模块中，我们利用了2520电感，与普通的电感比较，体积更小，但是2520电感在DCR（即直流电阻）参数上，会比普通的电感大一点，电感值的打算公式可以参考下方：
DCDC电流电感值打算公式
L为打算出的电感容量Vout为降压芯片输出电压L为打算出的电感容量Vin为降压芯片输入电压Fsw为芯片开关频率，SY8089取1.5Mhz，也便是1500000HzIout,max为最大输出电流如下图所示，本开拓板电感值直接参考SY8089数据手册文档，折中后取1.5Uh：
图2.7 SY8089范例运用以及电容电感选型表
芯片的反馈电阻掌握着芯片的输出电压，可以参考下方公式打算：
SY8089芯片反馈电阻打算公式
个中：
Rh为上端分压电阻阻值Rl为下端分压电阻阻值0.6V指的是芯片的Vfb，也便是反馈电阻Vout即终极的电压输出值在这里，我们须要确定Rl和Vout，然后将其代入公式，打算出Rh。为了最大限度地减少轻负载下的功耗，最好为 RH 和 RL 选择较大的电阻值。强烈建议 RL 利用 10k 到 200k 之间的值。5.AVCC 3V LDO
该部分用于AVCC 3V供电，利用XC6206 3V LDO，位号为U10，由于较为大略，此处不在详细解释。
6.SPI Nor Flash
Nor Flash为F1C200S芯片供应了第二种启动办法。
上电后，F1C200S首先从内部BROM (芯片内置，无法擦除)启动首先检讨 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 勾引结束, 否则进入下一步第二步：检测SPI0 NOR FLASH是否存在, 是否有合法的启动数据, 如果是BROM 勾引结束, 否则进入下一步第三步：检测SPI0 NAND FLASH 是否存在, 是否有合法的启动数据, 如果是BROM 勾引结束, 否则进入下一步末了，由于找不到任何可以勾引的介质，系统会进入usb fel模式，此时可以利用USB烧录此处SPI Nor Flash可以同时兼容Nand Flash，不过目前裸机资料基本上都因此SPI Nor Flash为根本，以是此处焊接了W25Q128JVEIQ 128Mbit(16Mbyte)SPI Nor Flash。
该部分事理图如下所示：
W25Q128JVEIQ事理图
个中：
R4为上拉电阻(F1C200S内部也存在上拉电阻，可以不焊)，防止未供电时芯片缺点写入数据C16为滤波电容SW2为FEL模式开关，将SPI_MISO短路到地后，F1C200S将无法检测到SPI Nor Flash，从而进入USB Fel模式，此时可以松开按键，烧录内容至SPI Nor Flash/WP为SPI Nor Flash保护引脚，低电平有效，有效时无法写入数据/HOLDor/RESET为SPI Nor Flash保持或者复位输入引脚。末了，由于找不到任何可以勾引的介质，系统会进入usb fel模式，此时可以利用USB烧录末了，由于找不到任何可以勾引的介质，系统会进入usb fel模式，此时可以利用USB烧录7.外部IO接口
此处引出了未利用的IO，用户可连接其他设备，C35为滤波电容，用于担保电源质量，该部分引脚功能可以参考下图（来源：芯片数据手册14/15页）：
外部IO接口引脚功能
8.USB OTG/USB TYPE-C
该部分连接到了芯片的DP/DM引脚，为芯片的USB接口。
USB Type-C用于USB Fel模式烧录系统，无供电输入/输出能力。
USB OTG处可用于连接其他USB设备，带5V输出，当然也可以接双头USB Type-A线缆用于USB Fel模式。
该模块事理图如下所示：
USB OTG/USB Type-C事理图
须要把稳的是，开拓板中没有连接ID线（ID线用于识别USB模式），以是在编写设备树时，我们须要逼迫指定USB模式为主机或从机。
9.背光驱动
该部分用于驱动RGB屏幕背光。
标准40Pin RGB屏幕基本采取串联背光，由于本身开拓板供电只有5V，以是我们须要利用背光驱动芯片升压到得当的电压，来驱动屏幕背光。
同时，背光驱动芯片采取恒流掌握，可以避免电流过大导致背光LED烧毁，该部分事理图如下所示：
背光驱动事理图
个中：
C19 C20为滤波电容，C19电容的耐压须要特殊考虑，一样平常的RGB屏背光电压基本在18V以上(白光LED压降3V6串)，过低的电容耐压会导致电容破坏BL_CTR为芯片背光掌握引脚，此处直接接入了上拉，再开拓时可以将BL_CTR引脚接入F1C200S的PWM引脚上，这样可以灵巧掌握屏幕亮度，同时，有恒流驱动的存在，掌握亮度时，背光也不存在明显的频闪L1 为升压电路的电感，按照哀求一样平常取10uh或22uh即可，不须要利用公式详细打算，但是须要把稳电流不能超过电感额定电流R5为芯片的反馈电阻，用于调节输出的电流，打算公式可参考下方：
反馈电阻打算公式
此处我们选择20ma，以是R1=0.25/0.020（Ω） = 12.5Ω，就近取12Ω。
选择的20ma电流可以参考屏幕数据手册：
屏幕数据手册线路事理图
如上图，下方解释了LED为2并5串，额定电流为40ma，我们为了保险，选择了20ma，亮度会有所丢失。
10.40Pin RGB/触摸接口
此处参考屏幕数据手册即可，由于F1C200S只支持RGB565,RGB666，此处利用RGB666，屏蔽了RGB三色的低2位，这样终极色彩影响比较小，同时，F1C200S内置色彩抖动，可以更加靠近RGB888效果。
个中须要把稳的是，CTP_SDA/CTP_SCL最好加上拉电阻，此处选用了内部上拉，以是并没有加电阻，该部分事理图如下所示：
RGB/触摸接口事理图
引脚定义可参考屏幕数据手册，如下图：
屏幕数据手册中的引脚定义
屏幕数据手册中的引脚定义
4.开拓环境搭建
1.VSCode的配置（可选）
利用VSCode的DeviceTree插件，我们可以实现设备树文件的代码高亮，编辑c措辞代码。
安装VSCode后，我们开始安装设备树插件，再商店中搜索DeviceTree插件，点击安装安装即可：
设备树插件的安装
同理，推举读者同时安装中文汉化，搜索CN，参考下图安装即可，安装后按照哀求重启VSCode即可利用。
中文措辞包的安装
2.SD卡分区
打开安装好的Ubuntu 18.04虚拟机，将须要分区的SD卡插入电脑USB口，并右键点击VMware右下角的USB存储器图标，点击连接，将SD卡连入虚拟机。详细操作过程如下图所示：
将设备连入虚拟机方法
点击桌面左下角图标，进入所有运用，然后搜索GPartd，可参考下图：
GPartd工具
此时须要输入密码，输入用户密码，提权到root用户，如下图所示：
输入密码提示
接着在右上角选择我们须要格式化的SD卡，默认为/dev/sda，这个是我们虚拟机的系统盘，我们须要切换到SD卡，此处一定要小心，sdb不一定是我们的sd卡。
完成切换后，右键点击如图所示位置，点击“卸载”，接着点击“删除”按钮删除SD卡中原有分区，末了点击确定，确认删除，详细过程可以参考下图。
GPartd格式化SD卡过程
接着开始创建分区，首先创建boot分区，用于u-boot读取设备树、内核等文件，我们须要在分区前方空出一定的空间，用于u-boot以及SPL程序存放，如下图所示，首先点击左上角按钮，创建新分区，然后按照下图创建boot分区。
创建BOOT分区的过程
此处为U-Boot以及SPL预留了1Mib的空间，完备足够存放这些程序。
接着创建rootfs分区，我们将剩下的空间全部作为rootfs，文件系统选择ext4，如下图所示：
rootfs分区创建过程
末了点击保存，确认后生效，拔出SD卡备用，操作可参考下图：
保存分区信息
参考资料：
[1]https://oshwhub.com/fanhuacloud/f1c200s_lcd_backup
— 完 —
嘉立创EDA·头条号
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