第5章搭建S3C6410开发板的测试环境_Android深度探索(卷1)：HAL与驱动开发-QQ阅读男生武侠网

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第5章搭建S3C6410开发板的测试环境

开发板是开发和学习嵌入式技术的主要硬件设备，尽管可以在PC上开发Linux驱动，然后重新编译成ARM架构的Linux驱动模块。但最终都是要在开发板上进行测试的。这主要是因为ARM架构的开发板可基于X86架构的PC在CPU指令以及二进制格式上都有所不同。而且如果Linux驱动需要访问硬件（如LCD、Wi-Fi、蓝牙等），并且这些硬件很难在PC上进行模拟，那么就要在带有这些硬件的开发板上进行调试和测试。

开发板从技术上说与我们经常用的手机类似，也包含显示屏、键盘、Wi-Fi、蓝牙等模块（可能有的是选配）。但与手机不同的是在开发板上安装嵌入式系统要比手机容易得多。而且一般开发板都有很多扩展的端口，可以很容易开发定制的硬件，并与开发板链接。因此，开发板相对于手机来说，更适合对程序进行测试，尤其适合对底层的Linux程序（如Linux驱动）进行测试。当然，一般开发板可没有手机那么漂亮和小巧（尽管有的大屏手机看上去并不小巧，但仍然很顺眼），开发板的很多电路都是暴露的，看上去就像一块集成电路板。

目前市面上的开发板型号和种类很多。但目前最流行的是基于三星S3C6410 ARM11架构的开发板。国内很多厂商在S3C6410 ARM11架构的开发板的基础上进行了扩展，开发了扩展板。本书采用的是飞凌生产的OK6410-A开发板。本书后面的章节所使用的“开发板”如无特殊说明，都是指OK6410-A开发板。本书的示例也可以运行在其他基于S3C6410的开发板上，但可能需要重新进行编译。读者在运行本书示例时要注意这一点。本书主要介绍开发板的调试环境的搭建，以及如何将Android系统安装在开发板上。本书的Linux驱动示例都会提供Ubuntu Linux、Android模拟器和开发板3种运行方式（涉及特殊硬件，只能在特定平台上运行的Linux驱动除外）。

5.1 S3C6410开发板简介

S3C6410是由三星公司推出的一款低功耗、高性价比的RISC（reduced instruction set computer，精简指令集计算机）处理器，它基于ARM11内核（ARM1176JZF-S）,可广泛应用于移动电话和通用处理等领域。

S3C6410为2.5G和3G通信服务提供了优化的硬件性能，内置强大的硬件加速器，包括运动视频处理、音频处理、2D加速、显示处理和缩放等，同时还集成了一个MFC（Multi-Format video Codec），支持MPEG4 /H.263/H.264编解码和VC1解码，能够提供实时的视频会议以及NRSC和PAL制式的TV输出。除此之外，该处理器内置一个非常先进的3D加速器，支持OpenGL ES 1.1/ 2.0和D3DM （Direct3D Mobile）API，能实现4M triangles/s的3D加速。同时S3C6410包含了优化的外部存储器接口。该接口能满足在高端通信服务中的数据带宽要求。

由于只用一块S3C6410 ARM11的处理器芯片还无法测试Linux驱动，因此，还必须在S3C6410 ARM11 处理器的基础上进行一些列的扩展，如加上适当的接口，以便可以和 PC 链接进行调试。当然，我们可以自己制作集成电路板，不过这不仅需要软件的知识，还需要硬件的相关知识，而且这已经超出本书的范畴。所以本书会采用已经集成好的 S3C6410 开发板来测试程序。目前，基于S3C6410 ARM11处理器的开发板有很多。本书采用的是飞凌OK6410开发板。读者也可以使用其他的基于S3C6410 ARM11处理器的开发板。不同开发板的区别主要在烧录嵌入式系统的方式上。读者在使用其他开发板时需要参考官方的说明文档进行操作。

OK6410开发板基于三星公司最新的ARM11处理器S3C6410,拥有强大的内部资源和视频处理能力，可稳定运行在667MHz主频以上，支持Mobile DDR和多种NAND Flash。OK6410开发板上集成了多种高端接口，如复合视频信号、摄像头、USB、SD 卡、液晶屏、以太网，并配备温度传感器和红外接收头等。这些接口可作为应用参考帮助用户实现高端产品级设计。

OK6410开发板采用“核心板+底板”结构，如图5-1所示。核心板尺寸规格为“5cm×6cm”，底板尺寸为“10.5cm×14cm” ，核心板与底板之间采用4组高质量进口连接器（镍金工艺，接触好、抗氧化），共计320个引脚（80×4），方便用户进行二次开发，进行各种形式的扩展应用。OK6410开发板的设计严格按照CE、CCC等国内外电子产品认证标准。充分考虑高速信号的完整性等电磁兼容措施,确保OK6410开发板在严酷电磁环境下的可靠运行。

▲图5-1 OK6410开发板

目前可在OK6410开发板上安装WinCE 6.0、WinCE 7.0、Linux 2.6.28及以上版本、Android 2.1及以上版本、uC/OS-II。由于本书主要介绍的是Linux驱动开发和Android HAL开发，因此只考虑Android的安装。感兴趣的读者可以使用OK6410尝试安装其他的系统。

注意

由于 OK6410 开发板是在基于 S3C6410 开发板的基础上开发的，理论上基于S3C6410 开发的其他型号开发板也可测试本书的例子。为了统一，也为了表示本书的例子并不是只能在OK6410开发板上运行，本书将开发板统称为S3C6410。但随书光盘和虚拟环境带的是基于OK6410开发板提供的Linux内核编译的，如果读者使用其他的基于S3C6410的开发板，可能得重新编译Linux内核源代码和驱动模块源代码。

5.2 安装串口调试工具：minicom

开发过Android应用程序的读者应该很清楚通过LogCat视图可以查看调试信息。但开发Linux驱动程序无法像开发Android应用程序直接在Eclipse中开发，并在LogCat视图中显示调试信息。不过使用OK6410开发板也可以使用其他方式显示Linux驱动程序输出的调试信息，这就是串口通信。

OK6410开发板带了一个串口。可以通过串口线与PC连接。Linux驱动在输出调试信息的同时会通过串口线将调试信息发送到PC上，这样Linux驱动程序员就可以直接在PC上查看调试信息了。

注意

由于目前很多新的 PC 和笔记本电脑并没有串口，因此建议读者购买一根 USB转RS232串口线（一定要买质量好的，否则可能接受数据时会出现乱码或干脆无法接受数据）。串口一端接在OK6410上，USB一端接在PC上。并且要安装必要的驱动。不过经笔者测试，很多USB转RS232串口线在Ubuntu Linux10.04及以上版本并不需要安装驱动就可以识别。

既然PC需要与串口设备通信，就需要在PC上安装接收和发送串口数据的程序。本书选用的是minicom，一款Linux版的串口管理软件。在使用minicom之前需要安装该软件。如果读者使用的是Fedora Linux，minicom已经包含在了Fedora Linux安装包中，因此可以省略如下的安装步骤。但Ubuntu Linux需要按照如下的步骤安装、配置和测试minicom。

第1步：检测当前系统是否支持USB转串口

    # lsmod | grep usbserial

执行上面的命令后，如果输出如图5-2所示的信息，说明当前的Linux系统支持USB转串口。

▲图5-2 检测当前Linux系统是否支持USB转串口

第2步：安装minicom

    # apt-get install minicom

第3步：配置minicom

    # minicom –s

执行上面的命令后，会在Linux终端显示如图5-3所示的菜单。

▲图5-3 minicom的配置主菜单

进入“Serial port setup”菜单项，会显示如图5-4所示的子菜单。读者需要按照如图5-4所示的内容配置minicomm。

▲图 5-4 配置串口设备和传输速率

注意

如果读者的PC上有串口，可以直接使用串口线。在这种情况下Serial Device要设为/dev/ttyS0。

设置完后，先后选择如图5-3所示的“Save setup as dfl”和“Exit from Minicom”。

第4步：测试minicom

    # minicom

执行上面的命令后，minicom 就会进入等待接收数据状态。如果正确连接串口线或 USB 转串口线，并且将OK6410开发板电源接通，并打开开关，如果OK6410开发板已经安装了系统（任何系统都会输出信息），minicom就会接收到从OK6410发出的信息，如图5-5所示。如果读者成功接收到与图5-5所示类似的信息说明成功安装和配置了minicom ，并且OK6410开发板至少在串口和数据传输方面没有问题。

▲图5-5 启动Android接收到的信息

5.3 烧写Android系统

OK6410开发板默认安装的是WinCE 6.0，为了安装Android，需要先把WinCE 6.0卸载，然后，再安装Android。

在烧写Android之前，务必启动 Eboot 擦除 NandFlash。这是因为微软在设计WinCE时有一个约定，就是把前 4 个块都标记成了坏块，也就是说，把 bootloader 分区都标记成坏块，以防止bootloader被WinCE应用程序擦掉。这就需要在将开发板换成Android系统的时候，需要把这几个“假坏块”恢复过来。

使用Eboot擦除NandFlash的方法如下。

第1步：准备工作

用串口线或USB转串口线连接开发板和PC，并启动minicom。

第2步：进入Eboot状态

打开OK6410开发板的电源开关，过一会出现如下等待5秒的提示信息，按PC键盘的空格键使开发板停留在 Eboot 状态。

Initiating image launch in 5 seconds.

第3步：擦除NandFlash

进入Eboot状态后会出现如图5-6所示的菜单，输入“A”即可擦除NandFlash。

▲图5-6 Eboot菜单

下面看看烧写Android的步骤。下面所涉及的工具和文件都可以在<光盘根目录>/resources/tools/ok6410目录中找到。

第1步：准备工作

准备一个2GB或4GB的SD卡，要求FAT32分区格式。插入读卡器并连接PC。

第2步：向SD卡写入mmc.bin和zImage-sd.bin

这一步需要在Windows XP下完成（因为官方只提供了Windows下的工具）。读者可在Ubuntu Linux下安装使用VMWare来运行Windows XP。现在运行SD_Writer，OS Type选择“Android”，并在Select Root和Select Kernel中分别选择mmc.bin和zImage-sd.bin文件，如图5-7所示。单击“Scan”按钮，如果 SD 卡已连接 PC，会自动扫描到 SD 卡的盘符。最后单击“Program"按钮将mmc.bin和zImage-sd.bin文件写入SD卡。如果写入成功，会显示“It's ok”对话框。

▲图5-7 向SD卡写入mmc.bin和zImage.bin

第3步：烧写Android前的准备工作

首先将android_fs.tar、mmc.bin和zImage文件复制到SD卡上，然后按照表5-1所示的规则设置OK6410开发板上的启动开关。

表5-1 OK6410启动开关规则

在图5-1所示的OK6410开发板电池上方有8个可以拨动的开关。最靠近电池的开关为Pin8，依次递减。通过设置这8个开关可以控制OK6410开发板的启动方式。表5-1是两种启动方式的设置规则。这8个开关可以来回拨动。从图5-1的方向，向左拨动为off，向右拨动为on。表中的“×”表示忽略该开关。OK6410烧写Android比较容易，但需要使用SD卡启动，烧写完成后再用Nandflash启动Android。根据表5-1的描述，用SD卡启动需要将Pin4至Pin8都向右拨动。当烧写完成后，再将Pin6和Pin7向左拨动即可。要注意的是，在波动开关之前要关闭开发板，拨动完后再打开开发板。

注意

本书使用的是OK6410-A，如果使用OK6410-B或其他型号的开发板，设置启动方式请参考官方文档的说明。

第4步：开始从SD卡烧写Android

现在将SD卡插入OK6410开发板的插槽，并设置成SD卡启动，打开开发板。这时开发板就开始从 SD 卡烧写 Android。首先会向开发板内存写入一些用于启动 Android 的数据。相当于将boot.img刷到手机上，如图5-8所示。

▲图5-8 向开发板写入启动数据

写完启动数据后，会进行系列的检测，然后会出现#提示符，输入如图 5-9 所示的 yjsx命令。

▲图5-9 输入yjsx命令

输入.yjsx命令后开始复制SD卡中的数据（主要是system目录中的文件），如图5-10所示。

▲图5-10 开始复制系统文件

如果最后出现如图5-11所示的“great！！！ all jobs is over”信息，说明已成功将Android安装到OK6410开发板上。

▲图5-11 成功安装Android

第5步：校准屏幕

安装完 Android 后别忘了关闭开发板，然后将开关恢复到Nandflash启动状态，否则启动后会再安一遍。

重新启动开发板，Android系统会在第一次启动时要求校准屏幕。最好使用随开发板一起带的触摸笔。校准界面如图5-12所示，共左上、右上、左下、右下，中心 5 个校准点。用触摸笔点中一个校准点后会出现下一个校准点。5个校准点都处理完后Android会继续启动。

▲图5-12 校准屏幕

如果读者感觉屏幕的触摸位置不准确，可以在minicom中输入如下的命令删除屏幕校准文件，再次启动时会重新要求校准屏幕。

    # rm /data/pointercal

成功启动后的Android主界面如图5-13所示。

▲图5-13 Android主界面

5.4 配置有线网络

开发板与其他设备连接的常用方式包括串口线、USB数据线、蓝牙、Wi-Fi和网线。串口线和USB数据线直接插在PC的相应接口上就直接可以连通（很多Android手机也可以使用USB数据线和PC连接），蓝牙和Wi-Fi需要相应的配件（一般开发板的标配并不带蓝牙和Wi-Fi模块，需要单独购买）才能使用。设置方式和手机完全一样。而大多数开发板都会有一个以太网口，可以直接使用网线和外部设备连接。但并不是使用网线将开发板和路由或 Hub 连接，开发板就可以连接进网络。因为很多开发板带的Android系统（如本书使用的OK6410-A）都不会自动分配IP以及设置子网掩码和网关，所以在用网线连接后，需要手工设置开发板的IP、子网掩码和网关。

由于Android本质上是Linux系统，因此可以使用Linux命令ifconfig设置IP和子网掩码，用route命令设置网关。ifconfig命令默认会将子网掩码设为255.255.255.0，因此，如果读者的子网掩码是255.255.255.0，可以不用指定子网掩码。下面的命令（需要在开发板上执行）可以将开发板的IP设为192.168.17.166，子网掩码设为255.255.255.0，网关设为192.168.17.254。

    # ifconfig eth0 192.168.17.150 netmask 255.255.255.0 up
        # route add default gw 192.168.17.254 dev eth0

其中“netmask 255.255.255.0”可以省略。

如果设置成功，使用如下的命令可以查询开发板当前的 IP 配置和路由表（查看信息要使用busybox中的ifconfig和route命令）。

    # /system/busybox/sbin/ifconfig
        # /system/busybox/sbin/route

执行上面的命令后，会显示如图5-14所示的信息。

▲图5-14 查看IP地址和路由表

前面的设置方式只能将结果保存在内存中，一旦重启开发板，所有的设置将消失。当然我们可以编写一个脚本文件，将上面的命令放到脚本文件中，当开发板每次重启后执行该脚本文件。但这样比较麻烦。很多开发板都提供了一个开机自动执行的脚本文件。OK6410-A的文件名为linuxrc（也可能叫类似的名字，具体信息请咨询客服），位于 Android 系统的根目录。通过 vi 命令打开 linuxrc文件，找到如图 5-15 所示白框中的内容，将前面的井号（#）去掉，并将 IP、子网掩码和网关改成直接的值，然后保存linuxrc文件。现在重启开发板，就可以自动连接进网络了。如果IP和网关可以连入Internet，那么开发板就可以通过网线上网了，速度要比Wi-Fi快得多。

▲图5-15 修改linuxrc文件的内容

如果读者不想修改linuxrc文件的内容，在随书光盘提供的虚拟环境中的/root/drivers目录中有一个netconfig.sh脚本文件。将开发板通过USB数据线连接到PC后（有时需要将USB数据线拔下来重新插上），并执行如下的代码来设置IP和网关（子网掩码是255.255.255.0）。

    # sh netconfig.sh 192.168.17.166 192.168.17.254

由于很多开发板的MAC地址相同，所以当多台开发板共处于同一个网络时，就只能有一台开发板可以上网了。因此，当有多台开发板连接进同一个网络，并且它们的MAC地址相同时，需要使用ifconfig命令修改当前开发板的MAC地址，为了一劳永逸，可以在linuxrc文件中加入如下几行代码，其中08:90:00:A0:90:80是新的MAC地址。

    # 关闭网卡设备
        /system/busybox/sbin/ifconfig eth0 down
        # 设置新的MAC地址
        /system/busybox/sbin/ifconfig eth0 hw ether 08:90:00:A0:90:80
        # 打开网卡设备
        /system/busybox/sbin/ifconfig eth0 up

5.5 小结

本章只介绍了如何在OK6410-A开发板上安装Android。当然，读者可以选择其他的开发板，也可以直接在手机上测试Linux驱动程序。由于不同的开发板和手机安装Android的方法有一定的差别，所有无法介绍得面面俱到。如果读者使用本书未介绍的硬件测试本书的例子，需要仔细阅读相应的官方说明文档以便了解如何使用这些设备。