Khadas VIM3 開發指南

Khadas VIM3 是採用 ARM64 架構的單板電腦。您可以在 VIM3 上執行 Fuchsia。本指南將向 Fuchsia 貢獻者說明如何在 VIM3 上安裝 Fuchsia，以及執行其他常見的開發工作。

如要進一步瞭解 Fuchsia 支援哪些 VIM3 功能，請參閱「附錄：功能支援」。

目標對象

本指南假設您熟悉以下內容：

  • 電子和硬體的修理。
  • 從原始碼和其他 CLI 工作流程建構 Fuchsia。

在 Khadas VIM3 主機板上安裝 Fuchsia

如果在安裝過程中遇到任何問題，請參閱「疑難排解」和「附錄：支援服務」。

必要條件

你需要下列所有硬體和軟體：

  • Khadas VIM3 單板電腦。Google 員工應透過 Fuchsia Ops 團隊申請主機板。

  • 搭載 Linux 且有 2 個 USB 連接埠的桌上型電腦或筆記型電腦。這台電腦稱為「主機」。

  • 主機的電源供應器至少為 24W。啟用 DVFS 時，VIM3 可以消耗這麼多電力。

  • 主機上運作的 Fuchsia 開發環境。換句話說，您應該可以從主機上的原始碼建構 Fuchsia。

  • USB 轉 TTL 序列傳輸線。

  • 支援資料傳輸和電力輸送的 USB-C 轉 USB-A 傳輸線。USB-C 端是用於 VIM3。另一端則是給主機。

以下為選用項目：

  • 散熱片。這樣一來，VIM3 就能以全速執行 2 個 CPU 核心，且不會達到 80°C 的臨界溫度，超過這個溫度時，核心就會降速。

如需相容配件的範例，請參閱 Khadas 商店中的 VIM3 系列。

建構 Fuchsia

如果您尚未設定環境，請立即開始這個程序，因為完成可能需要一段時間：

  1. 下載 Fuchsia 原始碼。

  2. 設定及建構 Fuchsia。

    • 設定建構時，請使用 fx set core.vim3。

您將使用 Fuchsia 開發環境為 VIM3 建構 Fuchsia 映像檔，並執行樹狀結構內 CLI 工具，將 Fuchsia 映像檔刷新至 VIM3。

設定硬體

設定 VIM3 與主機進行通訊：

  1. 使用 USB-C 至 USB-* 傳輸線將 VIM3 和主機連接。VIM3 上的白色 LED 燈應會亮起。

    這個連線用於為 VIM3 供電，並透過 fastboot 進行韌體刷新。

  2. 將序列線連接到 VIM3 的 GPIO：

    • GND 到針腳 17。

    • TX (VIM3 的輸出) 至 18 針。

    • RX (連接至 VIM3) 至 19 針。

    • 請勿將序列線的電源線連接到任何 VIM3 GPIO。VIM3 會透過 USB 傳輸線供電。

    請參閱序列偵錯工具，瞭解序列線應如何連接至 VIM3 的示意圖。

  3. 將序列線的 USB 端連接至主機。

驗證序列連線

確認您可以查看序列記錄：

  1. 開啟 Fuchsia 的序列主控台：

    fx serial

  2. 按下 VIM3 上的重設按鈕。重設按鈕是電路板上印有 R 的按鈕。如需圖表，請參閱「VIM3/3L 硬體」。在序列主控台中，您應該會看到人類可讀的記錄。

如果 VIM3 似乎一直重新啟動，請參閱「疑難排解：啟動循環」一節。

清除 eMMC

您必須先將 VIM3 韌體和軟體設為已知可用的狀態，才能安裝 Fuchsia。第一步是清除 eMMC。

  1. 按下 VIM3 上的重設按鈕。

  2. 按下重設按鈕後，請在 VIM3 開機時重複按下 Space 鍵。請確認游標已聚焦在序列主控台上。引導程式程序應會暫停，序列控制台應會顯示 kvim3# 提示。序列主控台現在可讓您存取 U-Boot 殼層。

  3. 在 U-Boot 殼層中執行下列指令：

    store init 3

    序列控制台記錄應可驗證 eMMC 是否已正確清除。

詳情請參閱「清除 eMMC」。

更新 VIM3 上的 Android 映像檔

接下來，請將 VIM3 韌體和軟體設為已知可用的狀態：

  1. 按一下下列網址，即可下載已知可與後續 Fuchsia 安裝作業搭配使用的 Android 映像檔：https://dl.khadas.com/firmware/vim3/android/VIM3_Pie_V211220.7z

  2. 解壓縮壓縮封存檔案 (VIM3_Pie_V211220.7z)。解壓縮後，您應該會看到 VIM3_Pie_V211220 目錄，其中包含 update.img 檔案。

  3. 請按照「在 eMMC 中安裝 OS」中的操作說明進行操作。執行 aml-burn-tool 時，-i 旗標的值應為 update.img 檔案的路徑。指令應如下所示：

    aml-burn-tool -b VIM3 -i ~/Downloads/VIM3_Pie_V211220/update.img

  4. 如果 VIM3 上的白色和紅色 LED 燈都關閉，而藍色 LED 燈亮著，表示 VIM3 處於睡眠模式。請嘗試將 VIM3 重新置於升級模式，然後再次按下重設按鈕。

此時，VIM3 上的白色 LED 應會亮起，且在按下 VIM3 上的重設按鈕後，您應該會在序列控制台中看到記錄。

更新系統啟動載入程式

本節說明如何將預先建構的 Fuchsia 修改版 U-Boot 刷入 VIM3。如果您偏好從原始碼建構經過修改的 U-Boot，請參閱以下連結：https://third-party-mirror.googlesource.com/u-boot/+/refs/heads/vim3

  1. 按下重設按鈕，然後在序列主控台中重複按下 Space 鍵，即可再次存取 U-Boot 殼層。當序列主控台顯示 kvim3# 提示時，表示您已進入 U-Boot 殼層。

  2. 在 U-Boot 殼層中執行下列指令：

    fastboot

    您應該會在序列主控台中看到以下記錄：

    g_dnl_register: g_dnl_driver.name = usb_dnl_fastboot

USB RESET
SPEED ENUM

USB RESET
SPEED ENUM

    如果您看到第一行 (g_dnl_register: g_dnl_driver.name = usb_dnl_fastboot)，但沒有看到後續的線條，請嘗試使用其他 USB-C 轉 USB-* 傳輸線，並確認該傳輸線同時支援資料和電力傳輸。

  3. 在主機上開啟新的終端機視窗，然後執行下列指令：

    cd ~/fuchsia/prebuilt/third_party/fastboot
./fastboot flashing unlock
./fastboot flashing unlock_critical
./fastboot flash bootloader ~/fuchsia/prebuilt/third_party/firmware/vim3/u-boot.bin.unsigned
./fastboot reboot

將 Fuchsia 刷入 eMMC (僅限一次)

請僅在首次將 Fuchsia 刷新至 VIM3 時使用此工作流程。如果您已在 VIM3 上執行 Fuchsia，請使用更新 Fuchsia 映像檔工作流程，因為這會更快。

  1. 如果您剛執行上一節中的 ./fastboot reboot 指令，VIM3 應已處於 fastboot 模式。您可以查看 fx serial 記錄來確認。否則請按下重設按鈕，然後在 fx serial 主控台中重複按 F 鍵，直到再次看到 USB RESET 和 SPEED ENUM。

  2. 在主機的其他終端機中執行下列指令：

    fx flash

VIM3 現已搭載 Fuchsia！

更新 Fuchsia 映像檔

如果 VIM3 上已執行 Fuchsia，且您想更新 Fuchsia 映像檔，請完成下列步驟。

  1. 在主機的終端機中執行下列指令：

    fx serve

    讓這項指令繼續執行。

  2. 在樹狀結構中的 Fuchsia 檢查點中進行一些變更，並建構變更。

  3. 開啟新的終端機視窗，然後在 VIM3 上執行 Fuchsia 映像檔的 OTA 更新：

    fx ota

停用 VIM3 風扇以降低噪音

如果 VIM3 風扇的噪音太大，你可以透過下列任一工作流程將其關閉：

  • 將 --args vim3_mcu_fan_default_level=0 新增至 fx set 叫用作業。
  • 如果您使用持續性本機建構引數，請將 vim3_mcu_fan_default_level=0 新增至 ~/fuchsia/local/args.gn。

確保 VIM3 試用工作執行

在提交訊息中加入下列行，確保 VIM3 試做工作會執行：

Cq-Include-Trybots: luci.turquoise.global.try:bringup.vim3-debug,core.vim3-debug,core.vim3-vg-debug

疑難排解

本節將說明常見問題的解決方法。

疑難排解：啟動循環

問題：

您正在查看 VIM3 序列記錄。記錄顯示 VIM3 會持續重新啟動。

根本原因：

不明。Khada 的電源供應實作項目似乎有潛在錯誤。Fuchsia 已解決 問題 122113 中的錯誤。

解決方法 1：

拔除 USB 傳輸線，然後重新插入。視需要重複 2 至 3 次。

解決方法 2：

請務必使用 USB-C 對 USB-A 傳輸線。

疑難排解：硬體不相容

問題：

刷新 Fuchsia 時發生此錯誤：Hardware mismatch! Trying to flash images built for vim3 but have 0

解決方法：

返回「更新 Android 映像檔」步驟。

附錄：修正 VIM3 磚塊

如果 VIM3 已「磚化」，需要進行「恢復原廠設定」，請按照下列步驟操作：

  1. 清除 eMMC。
  2. 更新 Android 映像檔。
  3. 更新 Bootloader。
  4. 將 Fuchsia 快閃記憶體灌入 eMMC (僅限一次)。

附錄：支援

附錄：功能支援

Fuchsia 目前支援 VIM3 的以下功能：

  • UART 序列偵錯工具
  • 透過乙太網路和 USB 鋪設
  • 儲存空間 (eMMC)
  • HDMI 螢幕和螢幕緩衝區
  • GPU (Mali) 和 Vulkan 圖形
  • 乙太網路
  • SDIO
  • I2C
  • GPIO
  • 溫度感應器和 DVFS
  • RTC
  • 時鐘
  • 風扇
  • NNA
  • 周邊模式的 USB-C
  • USB-A
  • 音訊1

以下功能仍在開發中，可能不支援：

  • 影片解碼器
  • SPI

以下功能不受支援，但日後可能會透過貢獻內容加入：

  • SPI 快閃記憶體
  • 主機模式的 USB-C
  • 電源管理和 PMIC
  • 網路喚醒
  • UART BT

系統不支援下列功能，且不太可能新增：

  • 影片編碼 (因為使用非公開韌體)
  • 受信任的執行環境 / 安全開機

附錄：更新啟動畫面

如要將啟動畫面更新為 Fuchsia 標誌，請在 VIM3 處於 fastboot 模式時，從主機終端機執行下列指令：

~/fuchsia/prebuilt/third_party/fastboot/fastboot flash logo \
    ~/fuchsia/zircon/kernel/target/arm64/board/vim3/firmware/logo.img

  1. VIM3 不包含揚聲器和麥克風等轉換器，除了轉換器之外，還需要透過 GPIO 標頭新增和整合 DAC/ADC 等外部硬體，才能以這種方式播放及擷取音訊。 ↩