coolpi 4b user guide for developer

Cool Pi 4 model B 用户手册

第一章 初识

嵌入式Linux开发单板已经普及多年，选择一款合适的开发板对广大学生以及众多嵌入式爱好者尤为重要。良好的讨论社区以及丰富的学习资料，能够降低学习门槛，加深对新领域的探索兴趣，快速上手创意设计。

官方技术论坛：​​https://www.cool-pi.com​​

1.1 硬件接口

本派系具有丰富的硬件接口，涵盖嵌入式行业常用通信总线，如I2C、SPI、UART、CAN等。在多媒体音视频方面，能够支持8K 60帧视频输出。8核芯CPU能够满足日常多任务需求，如服务器、网关等应用场景。

上图中40 pin排母功能定义如下表（图中左下为编号1，左上为编号2，右下为编号39，右上为编号40）

备注：

a) 板内集成一颗RTC时钟芯片，连接在 i2c6节点下;

b) 以上gpio为默认代码配置，部分gpio可以通过更改配置复用其他功能，如can、uart、pwm等；

c) 电源供电支持常见TypeC接口适配器，若使用POE供电请安装POE扩展板使用。

第二章 上手

本派系主板支持多种磁盘启动，如SATA硬盘（通过USB转接线）、U盘、TF卡、EMMC等，均可以离线刷机。您可以提前下载镜像文件到任意电脑，安装刷机工具，制作系统盘。当您拿到本派系主板，插入启动盘通电即可开机使用，非常方便。

2.1 镜像地址

本派系提供参考镜像（通过百度云下载），也欢迎开发者分享交流镜像。

其他系统镜像在论坛上不定期更新，请关注。

2.2 镜像刷机

本派系支持多种刷机工具，如 Win32DiskImager、 balenaEtcher 。刷机工具无相关依赖，任意电脑均可以操作。

可选工具一

Win32DiskImager

备注：请注意设备选择待刷机的磁盘，刷机执行过程中会清除该磁盘空间内容数据。

可选工具二

balenaEtcher

备注：请注意设备选择待刷机的磁盘，刷机执行过程中会清除该磁盘空间内容数据。

推荐在linux系统（Debian、Ubuntu等）环境中刷机，假定待刷机的磁盘节点是sdx，可以使用如下指令完成：

dd if=镜像.img of=/dev/sdx bs=1M status=progress;sync

第三章 开发

本派系主板开放linux源码，方便开发者调试内核驱动。相应镜像制作方法可以在论坛​​www.cool-pi.com​​交流探讨。

3.1 内核编译

linux内核源码支持在X86-64环境开发编译，也支持在本派系主板上直接开发编译。相应方法一致，如下以本派系主板运行Ubuntu系统为例说明：

下载源码

ubuntu@coolpi:~$ mkdir test
ubuntu@coolpi:~$ cd test/
ubuntu@coolpi:~/test$ git clone https://gitee.com/yanyitech/coolpi-kernel.git
正克隆到 'coolpi-kernel'...
remote: Enumerating objects: 88605, done.
remote: Counting objects: 100% (88605/88605), done.
remote: Compressing objects: 100% (75148/75148), done.

执行脚本编译

ubuntu@coolpi:~/test/$ ./build-kernel.sh

编译完成后，在源码out目录下生成的文件，可用于更新系统或用于制作新镜像。

3.2 镜像制作

本派系镜像文件划分为两个分区（实际多个也可以，目前只使用两个），基本分区信息如下表：

我们创建一个2GB镜像文件作为范例：

a) 创建img并分区

~$ mkdir img_test`
~$ cd img_test/`
~/img_test$ ls`
~/img_test$ dd if=/dev/zero of=coolpi.img bs=1M count=2048`
记录了2048+0 的读入`
记录了2048+0 的写出`
2147483648 bytes (2.1 GB, 2.0 GiB) copied, 2.1999 s, 976 MB/s`
~/img_test$ fdisk coolpi.img 

欢迎使用 fdisk (util-linux 2.31.1)。
更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。


命令(输入 m 获取帮助)： p
Disk coolpi.img：2 GiB，2147483648 字节，4194304 个扇区
单元：扇区 / 1 * 512 = 512 字节
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xeeeeb672

命令(输入 m 获取帮助)： n
分区类型
   p   主分区 (0个主分区，0个扩展分区，4空闲)
   e   扩展分区 (逻辑分区容器)
选择 (默认 p)： p
分区号 (1-4, 默认  1): 
第一个扇区 (2048-4194303, 默认 2048): 
上个扇区，+sectors 或 +size{K,M,G,T,P} (2048-4194303, 默认 4194303): +300M

创建了一个新分区 1，类型为“Linux”，大小为 300 MiB。

命令(输入 m 获取帮助)： t
已选择分区 1
Hex 代码(输入 L 列出所有代码)： b
已将分区“Linux”的类型更改为“W95 FAT32”。

命令(输入 m 获取帮助)： n
分区类型
   p   主分区 (1个主分区，0个扩展分区，3空闲)
   e   扩展分区 (逻辑分区容器)
选择 (默认 p)： p
分区号 (2-4, 默认  2): 
第一个扇区 (616448-4194303, 默认 616448): 
上个扇区，+sectors 或 +size{K,M,G,T,P} (616448-4194303, 默认 4194303): 

创建了一个新分区 2，类型为“Linux”，大小为 1.7 GiB。

命令(输入 m 获取帮助)： p
Disk coolpi.img：2 GiB，2147483648 字节，4194304 个扇区
单元：扇区 / 1 * 512 = 512 字节
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xeeeeb672

设备        启动   起点    末尾    扇区  大小 Id 类型
coolpi.img1        2048  616447  614400  300M  b W95 FAT32
coolpi.img2      616448 4194303 3577856  1.7G 83 Linux

命令(输入 m 获取帮助)： w
分区表已调整。
正在同步磁盘。

~/img_test$

b) 挂载分区格式化写入

~/img_test$ losetup -f
/dev/loop18
~/img_test$ sudo losetup /dev/loop18 coolpi.img 
[sudo] xxx 的密码： 
~/img_test$
~/img_test$ sudo kpartx -av /dev/loop18 
add map loop18p1 (253:0): 0 614400 linear 7:18 2048
add map loop18p2 (253:1): 0 3577856 linear 7:18 616448
~/img_test$ 
~/img_test$ sudo mkfs.vfat -F 32 /dev/mapper/loop18p1 
mkfs.fat 4.1 (2017-01-24)
~/img_test$ sudo fatlabel /dev/mapper/loop18p1 system-boot
fatlabel: warning - lowercase labels might not work properly with DOS or Windows
~/img_test$ 
~/img_test$ sudo mkfs.ext4 /dev/mapper/loop18p2 
mke2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
丢弃设备块： 完成                            
创建含有 447232 个块（每块 4k）和 112000 个inode的文件系统
文件系统UUID：c4c8cda5-77ae-4872-9f50-4d4c20cf048f
超级块的备份存储于下列块： 
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912

正在分配组表： 完成                            
正在写入inode表： 完成                            
创建日志（8192 个块） 完成
写入超级块和文件系统账户统计信息： 已完成

~/img_test$ sudo e2label /dev/mapper/loop18p2 writable
~/img_test$ 
~/img_test$ sudo mount /dev/mapper/loop18p1 /mnt/
预先准备好cmdline.txt config.txt initrd.img modules.tar.gz rk3588s-cp4.dtb vmlinuz
拷贝文件到挂载目录/mnt
~/img_test$ sudo umount /mnt/
~/img_test$ sudo mount /dev/mapper/loop18p2 /mnt/
预先准备好rootfs.tar.gz
解压根文件系统到挂载目录/mnt
请注意同时将驱动包一起解压到/mnt/usr/lib
~/img_test$ sudo umount /mnt/
~/img_test$ sync
~/img_test$ sudo kpartx -dv /dev/loop18 
del devmap : loop18p2
del devmap : loop18p1
~/img_test$ sudo losetup -d /dev/loop18 
~/img_test$ losetup -f
/dev/loop18
~/img_test$
恭喜您完成镜像制作！

此时您可以插入U盘或移动硬盘，使用dd方式愉快是刷写新固件。

3.3 镜像备份

本派系主板系统可以随时进行备份提取或重新制作新的镜像，方法比较简单，按照如下描述即可。

a) 将系统盘插入linux系统（Debian、Ubuntu均可）环境；

b) 挂载系统盘两个分区，一般系统都会自动挂载，请确认对应挂载目录；

c) 打开终端命令行，拷贝system-boot分区目录文件备份到本地目录（如/opt）；

d) 打开终端命令行，切换到root权限，cd 到writable目录，执行压缩命令tar -czpvf /opt/rootfs.tar.gz *

e) 执行sync刷新磁盘写入；

至此已完成系统镜像备份，可按照3.2章节说明进行新镜像制作。