RK3568 开发板的快速学习 - 硬件接口使用（二）

上篇文章大致介绍了下RK3568开发板的硬件基础功能，RK3568 开发板的快速学习 - 硬件接口使用（一），本文将着重介绍外围接口部分的实战调试。

1. 串口调试

1.1 串口工具

具体步骤如下：

1. 连接开发板的 USB Debug 调试接口到电脑 PC 端，在 PC 端设备管理器中得到当前端口 COM 号。
   

2. 打开串口工具，点击“快速连接”按钮：
   

3. 配置串口信息，端口选择连接开发板的端口号（流控RTS/CTS不需勾选）。RK3568默认支持1.5M波特率，需要把115200修改成1500000：
   

4. 点击连接，能正常与主板连接了。为了方便调试，配置会话选项，点击工具栏“会话选项”，回滚缓冲区设置较大数，可保存更多的LOG信息：

1.2 ADB调试

具体步骤如下：

1. 确保USB驱动安装成功，PC连接主板的USB3.0 OTG口；
2. 主板上电，开机进入系统；
3. 电脑PC端，开始--运行--cmd，进入adb.exe工具所在的目录，输入“adb devices”，可以查询到连接的设备，表示连接正常；
4. 输入“adb shell”，进入ADB调试环境。

adb devices

adb shell

2. 实物图

3. 模块简述

3.1 电源输入

电源适配器输入 12V/2A 电源，通过前端降压变换器（buck）电源后,得到系统电源 VCC5V0_SYS 和VCC3V3_SYS，然后系统电压提供给 PMIC 电源管理芯片、多路分立 DCDC、LDO 以及场效应管开关，输出不同电压供系统使用。

3.2 存储器

1. eMMC

• 主板的核心板上存储类型为 eMMC FLASH，默认使用的容量 16GB；
• 主板上有预留进 Boot 按键，方便进入 Maskrom 升级固件

2. DDR

• 主板的核心板 DDR 采用两片 1024x16bit DDR4，总容量 4GB

3. M.2 接口扩展存储接口

• M.2 接口可以插上SSD硬盘，扩展主板的存储空间

3.3 RTC电路

RTC 电路采用 HYM8563TS 芯片，可由开发板或者自带纽扣电池供电，保证在板子断电情况下也能继续提供准确的时间，通过 I2C 信号与主控通信。

主板留有RTC电池接口。

3.4 按键输入

开发板使用 SARADC_VIN0 作为进 RECOVER 检测口，支持 10 位分辨率，可以通过 BOOT 按键，进入 loader烧写模式；另外开发板还留了 RESET 按键，方便通过硬件复位，重启机器；以及其它常用的几个按键：V+、V-、POWERON。 按键位置如下：

3.5 红外接收头

开发板所用的小型红外接收头，通用型号 IRM3638，中心频率 38KHz。

3.6 UART Debug调试接口

开发板提供串口供调试接口，默认使用 UART2 通路，支持波特率1500000。

使用USB转TTL模块，将调试串口与PC机连接，参考3.7.1章节。

3.7 I2C / UART / RS485 接口

开发板预留 1 路 UART 接口（UART3），1路I2C接口（I2C3），和两路RS485接口（UART4和UART7）。I2C3 和UART3 通过标准 4 PINS 2.54mm 公座引出。

3.8 TF Card接口

TF Card 使用 SDMMC0 接口，可扩展系统存储容量，数据总线宽度是 4bits，支持 SDMMC3.0 协议。

使用步骤如下：

1. 准备一张TF Card 存储卡和USB读卡器；
2. 将存储卡插入USB读卡器，并插入到PC机上，使用windows格式化工具格式化；
3. 将存储卡从读卡器上取下，然后插入到开发板的TF Card插槽；
4. Linux系统将自动识别存储卡，并挂载在/mnt/sdcard目录下；
5. 用命令df或者cat /proc/partitions 可以查看TF卡容量大小和分区大小。

df

cat /proc/partitions

3.9 MIPI CSI 输入接口

MIPI 视频输入接口采用间距 0.5mm 的FPC连接座，用来连接摄像头。

MIPI CSI RX接口信号顺序请参考文件：《A251型RK3568产品数据手册_A_V1.0.pdf》

具体操作如下：

1. 主板烧录好编译好的buildroot固件，系统会附带qcamera程序；
2. 在主板关闭电源情况下，将厂家提供的摄像头插入接口，确保连接良好；
3. 给主板上电开机，在DEBUG终端里用命令i2cdetect检查I2C总线上是否探测到摄像头，摄像头默认I2C地址为0x37；
4. 运行qcamera程序，将会出现摄像头预览界面；
5. 点击qcamera软件界面上的Image Mode按钮，将会切换到Video mode，点击Record按钮，摄像头将进入录像模式，录制的文件存放在/userdata/目录下。再次点击Record按钮，将结束录像。点击Exit按钮退出qcamera。

提示：使用CSI接口摄像头前，也需要在kernel里面配置好dts文件，摄像头部分参考配置如下：

&i2c4 {
 status = "okay";
 pinctrl-0 = <&i2c4m1_xfer>;

 gc2053: gc2053@37 {
  status = "okay";
  compatible = "galaxycore,gc2053";
  reg = <0x37>;

  power-domains = <&power RK3568_PD_VI>;
  pinctrl-names = "default";
  clock-names = "xvclk";

  pinctrl-0 = <&cif_clk>;
  clocks = <&cru CLK_CIF_OUT>;

  reset-gpios = <&gpio3 RK_PD4 GPIO_ACTIVE_LOW>;

  rockchip,camera-module-index = <0>;
  rockchip,camera-module-facing = "front";
  rockchip,camera-module-name = "default";
  rockchip,camera-module-lens-name = "JX8006";

  port {
   gc2053_out: endpoint {
    remote-endpoint = <&dphy1_in>;
    data-lanes = <1 2>;
   };
  };
 };
};

&csi2_dphy_hw {
 status = "okay";
};

&csi2_dphy0 {
 status = "disabled";
};

&csi2_dphy1 {
        status = "okay";

        ports {
                #address-cells = <1>;
                #size-cells = <0>;

                port@0 {
                        reg = <0>;
                        #address-cells = <1>;
                        #size-cells = <0>;

                        dphy1_in: endpoint@1 {
                                reg = <1>;
                                remote-endpoint = <&gc2053_out>;
                                data-lanes = <1 2>;
                        };
                };

                port@1 {
                        reg = <1>;
                        #address-cells = <1>;
                        #size-cells = <0>;

                        dphy1_out: endpoint@1 {
                                reg = <1>;
                                remote-endpoint = <&isp0_in>;
                        };
                };
        };
};

&rkisp_vir0 {
 status = "okay";

 port {
  #address-cells = <1>;
  #size-cells = <0>;

  isp0_in: endpoint@0 {
   reg = <0>;
   remote-endpoint = <&dphy1_out>;
  };
 };
};

&csi2_dphy2 {
        status = "disabled";
};

&mipi_csi2 {
 status = "disabled";
};

&rkcif_mipi_lvds {
 status = "disabled";
};

&rkcif_mipi_lvds_sditf {
 status = "disabled";
};

&rkisp_vir1 {
 status = "disabled";
};

&rkisp {
 status = "okay";
};

&rkisp_mmu {
 status = "okay";
};

&rkcif {
 status = "okay";
};

&rkcif_mmu {
 status = "okay";
};

3.10 MIPI DSI 输出接口

MIPI DSI 视频输出接口采用间距 1mm 的立式连接座，MIPI DSI/LVDS_TX0 座子为默认显示屏接口。

MIPI DSI/LVDS_TX0接口信号顺序请参考文件：《A251型RK3568产品数据手册_A_V1.0.pdf》

3.11 HDMI 输出接口

开发板支持 HDMI 输出，符合 HDMI2.0 协议，最大可支持 4K@60Hz，输出座采用 HDMI A 型接口。

具体操作步骤：

1. 主板烧录好debian系统固件；
2. 用HDMI线缆，一头连接开发板HDMI口，一头连接HDMI显示器；
3. 在Debian桌面，点击“主菜单”->“Preferences”->“Monitor Settings”，将显示"Display Settings"软件界面；
4. 如果一切正常，将会出现："HDMI-1" 和 "eDP-1" 配置界面；
5. 设置好HDMI的分辨率和刷新率，选中“Turn ON”，最后点击“Apply”按钮，桌面界面会在HDMI显示器上显示出来：

6. 如果HDMI显示器上没有出现图像，可以在调试串口终端里面，查看/sys/class/drm/card0-HDMI-A-1/status参数文件内容：

ls -l /sys/class/drm/card0-HDMI-A-1/

cat /sys/class/drm/card0-DHMI-A-1/status

3.12 eDP 输出接口

eDP 输出接口采用间距 2mm 的双排插针连接座，配以背光接口：

注：根据屏幕的特性，用跳帽在LCD_VDD插针上选择屏幕背光电压（12V、5V、3.3V）

具体操作步骤：

1. 将显示屏的信号线分别接入主板的eDP接口和背光接口；
2. 接上电源开机，在开机过程中，eDP显示屏上会显示开机LOGO；
3. 在Debian桌面，点击“主菜单”->“Preferences”->“Monitor Settings”，将显示"Display Settings"软件界面；
4. 如果没有接其他显示器接口，界面中只显示eDP的设置选项：
   
5. 在调试串口终端中，也可以查看/sys/class/drm/card0-eDP-1/目录下的参数文件：

ls -l /sys/class/drm/card0-eDP-1/

cat /sys/class/drm/card0-eDP-1/status

cat /sys/class/drm/card0-eDP-1/modes

cat /sys/class/drm/card0-eDP-1/enabled

3.13 音频输入输出接口

A251_RK3568 开发板有 1 路耳麦接口、1 路 MIC 接口和 1 路喇叭接口。

具体操作步骤

1. 给开发板接上喇叭和麦克风
2. 在调试串口终端输入音频设备查询命令：aplay -l

root@linaro-alip:~# aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: rockchiprk809co [rockchip,rk809-codec], device 0: fe410000.i2s-rk817-hifi rk817-hifi-0 [fe410000.i2s-rk817-hifi rk817-hifi-0]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: rockchiphdmi [rockchip,hdmi], device 0: rockchip,hdmi i2s-hifi-0 [rockchip,hdmi i2s-hifi-0]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

从输出信息可以看出开发板有两个音频设备，一个主板自带的音频CODEC设备，一个是HDMI音频输出。

3. 播放音频。准备好测试用的wav音频文件，可以用ffmpeg工具从mp3文件转换：

ffmpeg -i piano2-CoolEdit.mp3 -f wav test.wav

用工具aplay播放，参数-D plughw:0,0表示第一个音频设备：

root@linaro-alip:~# aplay -D plughw:0,0 test.wav
Playing WAVE 'test.wav' : Signed 16 bit Little Endian, Rate 48000 Hz, Stereo

4. 麦克风和喇叭内循环测试：alsaloop -t 500000

root@linaro-alip:~# alsaloop -t 500000

参数-t 500000表示是声音延迟500毫秒。命令运行后，可以发现麦克风录入的声音可以延迟500毫秒左右在喇叭里播放。由此可以证明麦克风和喇叭工作正常。

3.14 USB HOST 接口

主板自带USB OTG 及 USB HOST 接口：

• USB3.0 OTG采用2对 USB3.0 高速信号线和一对OTG信号线组成，连接到USB3.0 Standard-A型接口，向下兼容USB2.0规范，因此，此接口可用于下载烧录固件使用，也可以当作USB3.0 HOST使用。
• USB2.0 HOST 采用USB2.0 Standard-A型号接口，方便直接连接U盘、鼠标键盘等USB2.0外设。

操作步骤：

1. 开机后，将USB键盘和鼠标接入开发板的USB口；
2. 用命令查看内核日志：

dmesg | grep USB

日志中有USB Option Mouse和USB HID Keyboard信息提示，表示USB鼠标和键盘可以正常工作。

3.15 以太网接口

开发板支持两个 RJ45 接口，可提供双千兆以太网连接功能。两路均采用 RK3568 内部集成的千兆以太网MAC，与外部 PHY 芯片相连接，PHY 型号为 RTL8211F-CG，特性如下：

• 兼容 IEEE802.3 标准，支持全双工和半双工操作，支持交叉检测和自适应。
• 支持 10/100/1000M 数据速率。
• 接口采用带隔离变压器和指示灯的 RJ45 接口组合。

具体操作步骤：

1. 用网线连接主板和网络路由器；
2. 开机后，在Debian桌面环境，点击菜单“主菜单”->“Preferences”->“Advanced Network Configuration”；
3. 在出现的"Network Connections"软件界面，可以看到由两个网络设备，分别对应两个RJ45网口，选中一个网口后，点击左下角齿轮状的图标，进入网口的详细设置界面：
   
4. 在调试串口终端里，也可以输入命令进行查看或者修改配置：

ifconfig eth0
ifconfig eth1

3.16 PCIe M.2 接口

此接口由一组PCIe信号组成，用于连接SSD硬盘。

具体步骤如下

1. 准备一块M.2接口的SSD硬盘，安装到主板的M.2插槽上
2. 启动主板，在调试串口终端里面执行命令：

root@linaro-alip:~# lspci
00:00.0 PCI bridge: Fuzhou Rockchip Electronics Co., Ltd Device 3566 (rev 01)
01:00.0 Non-Volatile memory controller: Sandisk Corp Device 501a

其中显示的Non-Volatile memory controller: Sandisk Corp Device 501a，表示已经识别出SSD硬盘。

3. 查询SSD硬盘的设备文件名：

root@linaro-alip:~# cat /proc/partitions
major minor  #blocks  name
   1        0       4096 ram0
 179        0    3933184 mmcblk1
 179        1    3929278 mmcblk1p1
 179       32   15388672 mmcblk0
 179       33       8192 mmcblk0p1
 179       34      32768 mmcblk0p2
 179       35   15339488 mmcblk0p3
 259        0  244198584 nvme0n1

其中nvme0n1表示为SSD硬盘的设备文件名，完整路径为：/dev/nvme0n1。

4. 用fdisk命令给新硬盘分区：

root@linaro-alip:~# fdisk /dev/nvme0n1

Welcome to fdisk (util-linux 2.33.1).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.

Device does not contain a recognized partition table.
Created a new DOS disklabel with disk identifier 0xd37d0911.

Command (m for help): p
Disk /dev/nvme0n1: 232.9 GiB, 250059350016 bytes, 488397168 sectors
Disk model: WD Blue SN570 250GB SSD
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0xd37d0911

Command (m for help): n
Partition type
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1):
First sector (2048-488397167, default 2048):
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (2048-488397167, default 488397167):

Created a new partition 1 of type 'Linux' and of size 232.9 GiB.

Command (m for help): a
Selected partition 1
The bootable flag on partition 1 is enabled now.

Command (m for help): p
Disk /dev/nvme0n1: 232.9 GiB, 250059350016 bytes, 488397168 sectors
Disk model: WD Blue SN570 250GB SSD
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0xd37d0911

Device         Boot Start       End   Sectors   Size Id Type
/dev/nvme0n1p1 *     2048 488397167 488395120 232.9G 83 Linux

Command (m for help): w
The partition table has been altered.
Calling ioctl() to re-read partition table.
[  594.084241]  nvme0n1: p1
Syncing disks.

5. 格式化新硬盘分区：

root@linaro-alip:~# mkfs.ext4 /dev/nvme0n1p1
mke2fs 1.44.5 (15-Dec-2018)
Discarding device blocks: done
Creating filesystem with 61049390 4k blocks and 15269888 inodes
Filesystem UUID: c17d3b2b-fc4e-49ec-a8ff-3f03b7933b29
Superblock backups stored on blocks:
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,
        4096000, 7962624, 11239424, 20480000, 23887872

Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (262144 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

6. 挂载硬盘：

root@linaro-alip:~# mount /dev/nvme0n1p1 /mnt/
[  176.926416] EXT4-fs (nvme0n1p1): mounted filesystem with ordered data mode. Opts: (null)
root@linaro-alip:~#
root@linaro-alip:~# ls -l /mnt/
total 16
drwx------ 2 root root 16384 May  5 09:40 lost+found
root@linaro-alip:~#
root@linaro-alip:~# df
Filesystem     1K-blocks    Used Available Use% Mounted on
/dev/root        2293136 1876024    280888  87% /
devtmpfs         1988872       0   1988872   0% /dev
tmpfs            1997896       0   1997896   0% /dev/shm
tmpfs            1997896    9080   1988816   1% /run
tmpfs               5120       4      5116   1% /run/lock
tmpfs            1997896       0   1997896   0% /sys/fs/cgroup
tmpfs             399576       8    399568   1% /run/user/0
/dev/mmcblk1p1   3925152   90048   3835104   3% /media/root/3C5B-E9EE
tmpfs             399576       0    399576   0% /run/user/106
/dev/nvme0n1p1 239314740   61468 227027012   1% /mnt

显示的/mnt 目录即为硬盘的挂载目录，用户文件可以存放到这个目录下。

3.17 PCIe 4G 接口 / SIM接口

此接口转为4G/5G通讯模块设计，由一组PCIe信号和USB3.0信号组成，与SIM卡槽一起组成4G/5G通讯模块工作。

具体操作如下：

1. 将4G模块（本操作实例所用4G模块型号为：Quectel EC20）安装到主板得插槽上；
2. 给主板通电开机，系统启动后4G模块默认不工作，需要通过软件给4G模块打开电源控制开关和复位；
3. 参照主板的原理图，4G电源开关信号4G_PWREN通过GPIO4_C3控制，使能信号4G_DISABLE1通过GPIO4_B5控制，复位信号4G_RST1通过GPIO4_B4控制；

4. 参照RK3568主控芯片的开发说明书，4G信号线对应的GPIO编号如下：	信号线	GPIO编号
   4G_PWREN	gpio147
   4G_DISABLE1	gpio141
   4G_RST1	gpio140

5. 在调试串口终端中，用命令设置以上gpio的参数：

root@linaro-alip:~#
root@linaro-alip:~# cd /sys/class/gpio/
root@linaro-alip:/sys/class/gpio#
root@linaro-alip:/sys/class/gpio# echo 140 > export
root@linaro-alip:/sys/class/gpio# echo 141 > export
root@linaro-alip:/sys/class/gpio# echo 147 > export
root@linaro-alip:/sys/class/gpio#
root@linaro-alip:/sys/class/gpio# echo out > gpio140/direction
root@linaro-alip:/sys/class/gpio# echo out > gpio141/direction
root@linaro-alip:/sys/class/gpio# echo out > gpio147/direction
root@linaro-alip:/sys/class/gpio#

6. 用命令设置4G模块的开机信号控制：

root@linaro-alip:/sys/class/gpio#
root@linaro-alip:/sys/class/gpio# echo 1 > gpio147/value
root@linaro-alip:/sys/class/gpio# echo 1 > gpio141/value
root@linaro-alip:/sys/class/gpio# echo 0 > gpio140/value
[ 4499.573761] usb 2-1: new high-speed USB device number 4 using ehci-platform
[ 4499.730724] usb 2-1: New USB device found, idVendor=2c7c, idProduct=0125, bcdDevice= 3.18
[ 4499.730808] usb 2-1: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=0
[ 4499.730834] usb 2-1: Product: Android
[ 4499.730854] usb 2-1: Manufacturer: Android
[ 4499.744910] option 2-1:1.0: GSM modem (1-port) converter detected
[ 4499.746534] usb 2-1: GSM modem (1-port) converter now attached to ttyUSB0
[ 4499.749138] option 2-1:1.1: GSM modem (1-port) converter detected
[ 4499.751406] usb 2-1: GSM modem (1-port) converter now attached to ttyUSB1
[ 4499.752868] option 2-1:1.2: GSM modem (1-port) converter detected
[ 4499.755672] usb 2-1: GSM modem (1-port) converter now attached to ttyUSB2
[ 4499.759651] option 2-1:1.3: GSM modem (1-port) converter detected
[ 4499.764610] usb 2-1: GSM modem (1-port) converter now attached to ttyUSB3

echo 1 > gpio147/value 表示拉高4G_PWREN信号线电压，给4G模块上电。
echo 1 > gpio141/value 表示拉高4G_DISABLE1信号线电压，使能4G模块。
echo 0 > gpio140/value表示拉低4G_RST1信号线电压，给4G模块复位。

执行完成后，会显示4G模块驱动完成后在/dev/目录下生成的设备文件：ttyUSB0、ttyUSB1、ttyUSB2、ttyUSB3，用命令可以检查：

root@linaro-alip:/sys/class/gpio#
root@linaro-alip:/sys/class/gpio# lsusb
Bus 006 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
Bus 005 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 004 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub
Bus 002 Device 004: ID 2c7c:0125 Quectel Wireless Solutions Co., Ltd. EC25 LTE modem
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 003 Device 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 root hub
Bus 001 Device 002: ID 1a40:0101 Terminus Technology Inc. Hub
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
root@linaro-alip:/sys/class/gpio#
root@linaro-alip:/sys/class/gpio#
root@linaro-alip:/sys/class/gpio# ls -l /dev/ttyUSB*
crw-rw---- 1 root dialout 188, 0 May  7 07:19 /dev/ttyUSB0
crw-rw---- 1 root dialout 188, 1 May  7 07:19 /dev/ttyUSB1
crw-rw---- 1 root dialout 188, 2 May  7 07:19 /dev/ttyUSB2
crw-rw---- 1 root dialout 188, 3 May  7 07:19 /dev/ttyUSB3
root@linaro-alip:/sys/class/gpio#
root@linaro-alip:/sys/class/gpio#

同时在主板上可以看到4G模块附近的LED灯会闪烁，表示4G模块已经工作正常。

3.18 WIFI 模组

开发板上 WIFI 模组采用台湾正基 AP6256，特性如下：

• 支持 2x2 WIFI(2.4G and 5G，802.11 a/b/g/n/ac)、BT5.0 功能，外置 1 个 SMA 接口天线。
• BT 数据采用 UART 通信方式。
• WIFI 数据采用 4bits SDIO 数据总线。

注意事项

A251_RK3568 主板适用于实验室或者工程环境，开始操作前，请先阅读下述注意事项：

• 任何情况下不可对屏幕接口及扩展板进行热插拔操作。
• 拆封开发板包装和安装前，为避免静电释放（ESD）对开发板硬件造成损伤，请采取必要防静电措施。
• 手持开发板时请拿开发板边沿，不要触碰到开发板上的外露金属部分，以免静电对开发板元器件造成损坏。
• 请将开发板放置于干燥的平面上，以保证它们远离热源、电磁干扰源与辐射源、电磁辐射敏感设备（如：医疗设备）等。

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