全志V3S嵌入式驱动开发（开发软件搭建）

bayche LV 6

要学好嵌入式，其实最好自己可以画板子、调试板子、写软件、调试软件这样来学习。简单的51单片机、stm32这样的mcu或许画起来不是很复杂，但是如果是运行linux系统的soc芯片，那么就没有这么简单了。虽然说linux的核心板无非就是soc、ddr、emc、pwic这些，然而如果真的需要自己画图、自己布线的话，还是需要花费不少心力的。

1、选择一个简单的soc芯片来学习

**很多同学都对ddr比较陌生，更对ddr如何进行pcb layout比较担心，那么我们就可以选择那些集成了ddr的soc，同样可以运行linux系统，比如说V3S就是其中的一种。**和一般的soc相比较，它除了集成ddr之外，还集成了ethernet phy，这对于我们学习网络还是非常方便的。

另外一般的soc中，cpu的频率都比较高一点，很多都是1G以上，cpu本身也支持mmu和cache。当然，它相比较mcu最重要的方面，还是在于对音频、视频编解码的支持，这方面mcu差很多。不过，这也与mcu的定位有关，毕竟大多数mcu都是用于工业上使用，而soc还是用在消费品居多，虽然soc在工业上面用的也不少。

2、选择一个开发板

电商网站上V3S开发板很多，大家可以灵活进行选择。不过，V3S支持从SD卡启动，也支持Spi Nor Flash/Spi Nand flash启动，还支持USB启动，所以大家如果是为了学习V3S，还是需要购买一个SanDisk品牌的micro SD卡。这样，把所有的code都放在一张micro SD卡上面，就可以进行所有的驱动开发工作。

V3S中SD卡的启动顺序优先级是最高的，如果SD卡启动失败，才会进行其他方式的选择。这方面来讲，对于初学者来说是很方便的。下面这张图就摘抄自V3S的芯片手册，Page 60

3、准备串口和type C线

串口打印是嵌入式开发的主要方式。在没有驱动屏幕之前，开发者和芯片的主要交流方式就是串口，甚至对于部分应用来说，根本就没有屏幕，这也是有可能的，比如说一些服务器引用。所以对于开发者来说，最好购买一个usb转ttl的模块，这样就算将来学习其他的板子也会用得到。

type C线主要是用来进行电源供电使用的。当然，也有的开发板选择的是传统的usb接口，这也是可以的，没有好坏之分。

4、准备开发的电脑和软件

电脑是肯定要准备的，笔记本电脑最好，一般配置即可，内存最好大一点。此外，因为V3S的cpu是arm，所以这里就用到交叉开发的内容。所以我们需要依次安装虚拟机、ubuntu系统、交叉编译工具、uboot代码、linux kernel代码、build root代码这些内容。等到编译出合适的image文件之后，再把这些文件烧入到SD卡上面，这样简单的系统就可以跑起来了。

5、深入嵌入式linux驱动的开发

在前面第4个步骤的时候，虽然uboot起来了、kernel起来了、文件系统也起来了，但是很多驱动还没有加载上去。所以这个时候才走到了linux驱动开发这个环节，拿到电路图、熟悉芯片手册、按照linux框架编写驱动代码、测试代码，这才是真正驱动开发的开始。这中间还会涉及到很多的问题，比如硬件的测量、板子的虚焊、驱动的bug，这都是避免不了的，慢慢往前做就好了。

以前我也有个观点，认为学习嵌入式只要用qemu仿真平台来学学就可以了。后来发现了，其实不是那么一回事。从技术角度来看，用qemu来学习嵌入式，这个是完全成立的。**但是我们忽略了，只有实际物理平台的效果反馈，才能不断激发学习者的兴趣去学习新的内容。**有过嵌入式开发经验的同学都知道，嵌入式的知识点比较琐碎，如果我们只是在平台上仿真得到一些结果，这中间的成就感有可能并没有实际点灯、打印那样多。有过类似体验的朋友，应该能理解我说的内容。

另外，很多同学认为嵌入式知识点多，觉得就应该把所有的理论知识都学习到了，才开始去实际的硬件学习。这也是本末倒置的做法。很多时候，理论和实践是相互促进的。用到什么学什么，实践遇到的问题可以把理论补一下继续实践，而不是等理论学习好了再去进行。况且，没有实践支撑的理论，自己理解地也未必那么正确、那么深入。

不多说，我们看下要学习V3S嵌入式驱动，需要怎么搭建开发环境。

1、windows平台安装一个串口打印工具

串口打印软件是嵌入式开发的标配。建议安装SecureCRT或者Xshell。

2、windows平台安装一个文本编辑工具

Notepad++就很好。

3、安装VirtualBox虚拟机

因为V3S的源代码、交叉编译工具都是基于linux的，所以这里建议大家安装一个虚拟机。很多同学喜欢用vmware，不过还是建议大家使用VirtualBox这款虚拟机软件，毕竟这没有版权问题的困扰。此外，已经使用vmware的同学也可以使用VirtualBox提供的命令工具，很轻松地转到VirtualBox平台上面，blog的最后也给出了完整的转换方法。

3.1 下载VirtualBox虚拟机软件

https://www.virtualbox.org/wiki/Download_Old_Builds_6_1

3.2 下载VirtualBox对应版本的Extension Pack软件

很多同学安装了VirtualBox软件，但是在虚拟机里面没有使用办法使用外部的USB接口，本质原因就是没有安装extension pack软件包。

3.3 安装VirtualBox软件，安装extension pack软件

4、下载ubuntu软件

下载的ubuntu操作系统已经非常好用了，反正比我们读书时用的redhat 9好用多了。建议选择ubuntu版本的时候不一定要用最新的版本，使用较新的版本就可以了。比如今年是2023年，那我们可以选用2020年的ubuntu版本就不错。所以这里，我们选用了ubuntu20.04, 下载地址在这https://releases.ubuntu.com/focal/

5、创建虚拟机、安装ubuntu系统

5.1 利用VirtualBox创建一个虚拟机，硬盘留大一点，比如30G左右；

5.2 将下载的iso文件导入到虚拟机的虚拟光驱里面，开始启动；

5.3 安装ubuntu和一般的OS没有区别，就是各种配置，一般就是一路按“确定”就可以；

5.4 ubuntu安装完毕后，弹出iso文件，重启虚拟机；

5.5 添加几个重要的设置，

1）选择“设备”-》“安装增强功能”，这样才能虚拟机屏幕最大化；

2）选择“设备”-》“共享文件夹”，这样ubuntu就可以和外面的windows共享目录了，位于/media下；

3）选择“设备”-》“共享粘贴板”，这样ubuntu和windows的鼠标可以相互拷贝了。

6、初步设置ubuntu系统

这个时候安装的ubuntu系统还比较原始，需要安装一些基础的软件，这样有利于后期的开发工作。下面是自己常用的一些操作，供大家参考，

6.1 通过“Software & Updates”软件更换软件源，比如aliyun、163

6.2 把shell软件放在左侧的快捷栏里面

6.3 安装i386软件包

sudo dpkg --add-architecture i386
sudo apt-get update
sudo apt-get install zlib1g:i386 libstdc++6:i386 libc6:i386

6.4 安装gcc、g++

6.5 安装cmake

6.6 安装git

6.7 设置.vimrc配置

set nocompatible
set backspace=2
set number
set incsearch
set history=50
set autowrite

其他：

a) 前面说过可以用VirtualBox打开vmware地vmdk软件，这里给出命令，大家可以好好尝试下。

"C:\Program Files\Oracle\VirtualBox\VBoxManage.exe" clonehd "CherryPi_V3S-disk1.vmdk" "cloned.vdi" --format vdi

b) 软件编辑尽量用vim，如果没有语法提示，可以sudo apt-get install vim即可。还是不行，可以再sudo apt-get update一下，再安装vim。