全志H6开发板-从零入门ARM高速电路设计
简介
本项目开源主要目的是帮助想学ARM高速电路的小伙伴们，学会自己做一个ARM开发板(eg. 全志H6开发板)。快来看看是否真从零入门，有手就行！
简介：本项目开源主要目的是帮助想学ARM高速电路的小伙伴们，学会自己做一个ARM开发板(eg. 全志H6开发板)。快来看看是否真从零入门，有手就行！开源协议
：CERN Open Hardware License
描述
教程已更新完毕，如需帮助可私信我，也欢迎在评论区分享你自己的学习成果！(讨论群：391544092)
更新记录
- 2023-2-27：初次发布项目；
- 2023-3-13：发布教程《从零入门ARM高速电路设计-第一章-需求和设计考量》
- 项目需求有哪些？希望做成什么样子？
- 为什么我选择了全志H6芯片？如果，你要选择做其他主控芯片，要考虑哪些东西？
- 整体设计和规划上面有哪些考虑？
- 2023-3-20：发布教程《从零入门ARM高速电路设计-第二章-原理图设计》
- 模块级方案设计
- 原理图设计的精髓-抄？
- 设计中的注意事项
- 原理图自查的方式
- 更进一步
- 2023-3-31：发布教程《从零入门ARM高速电路设计-第三章-PCB设计(上)》
- 一个谜
- 初遇高速PCB设计
- 密密麻麻的PCB
- 原来PCB设计软件中有这么多概念，之前都走马观花了
- 高速电路基础知识-阻抗和层叠
- 触碰工艺边界
- 2023-4-7：发布教程《从零入门ARM高速电路设计-第三章-PCB设计(中)》
- 模块化布局
- BGA出线-原来是有套路的
- 高速电路设计的大山-DDR与蛇形等长
- 什么叫蛇形走线？
- 为什么要等长？
- 哪些信号算一组？
- 同组同层
- 2W/3W线距约束
- DDR拉线
- LCEDA中的工具
- 拉线工程师
- 2023-4-14：发布教程《从零入门ARM高速电路设计-第三章-PCB设计(下)》
- 电源，去耦电容和电源平面的分割
- PMU和电源铺铜
- 主控和DDR的去耦电容
- 电源平面的分割
- PDN
- 打板前的检查
- LCEDA的优势和不足之处
- 更进一步
- 经验流
- 理论仿真流
- 电源，去耦电容和电源平面的分割
- 2023-4-21：发布教程《从零入门ARM高速电路设计-第四章-焊接和调试(上)》
- 打板和SMT贴片
- 工欲善其事，必先利其器
- 焊接的基础知识
- 助焊剂的作用
- 热风焊台的使用
- 模仿SMT机器贴片
- 2023-4-27：更新JLC免费打板要求&轻微电源完整性问题的进展
- 2023-4-28：发布教程《从零入门ARM高速电路设计-第四章-焊接和调试(下)》
- 机焊的质量-整板焊接
- 第一座大山-QFN焊接和调试
- 在迷宫中慢慢摸索-BGA焊接和调试
- 看到曙光了-DragonHD DDR内存测试
- 2023-5-6：发布教程《从零入门ARM高速电路设计-第五章-软硬件联调》
- 再见Orange-正常进入Ubuntu
- WIFI测试-比想象中的顺利
- 音频测试-音质还可以
- GPIO测试-兼容OrangePi还是省事不少
- USB电源控制、USB摄像头和USB固态硬盘
- GPU测试-小板子上看到3D的效果还是有点激动的
- 稳定性测试-疑似电源完整性问题
- 更进一步
- 江湖再见
- 2023-9-1：连续稳定运行100天，可以支持长期稳定运行轻量任务，包括GUI，MQTT服务和python mqtt程序。
- 2023-9-27：有小伙伴在问有没有讨论群，现在它有了(讨论群：391544092)。欢迎各位讨论和分享！
- 2023-12-11：连续稳定运行200天，更新关于H6两个芯片版本的注意事项。
全志H6开发板
简介
全志H6开发板以全志H6为主控芯片，拥有2GB LPDDR3内存，8GB EMMC，AP6212(WIFI+BT)，常见的USB，HDMI，耳机音频等接口，以及开放了26Pin的GPIO。
硬件上面兼容了Orange Pi 3 LTS，可以烧写香橙派的系统，完全对接它的软件，比如：使用香橙派提供的GPIO操作工具，操作IO端口。
支持系统
- Ubuntu 22.04 - Jammy等
- Debian 11 - Bullseye等
- Android TV 9.0
特性
- 基于全志 H6 芯片，4核Cortex A53，Mali-T720 GPU
- 2GB LPDDR3 内存(经DragonHD实测最高跑到888MHZ)与 8GB eMMC 储存，支持TF卡扩展
- HDMI最高支持4K@60HZ，实测至少支持2K@60HZ
- 板载AP6212(WIFI+BT)(WIFI速度实测下载30Mbps+，上传20Mbps+)
- 4个USB口，包括1个USB 3.0，1个USB 2.0，1个USB OTG，1个USB Type C电源接口
- 支持HDMI和3.5mm接口输出音频(音质清晰，未见杂音)
- 板载 26 Pin GPIO，支持常用接口，eg. I2C, SPI, UART, PWM等，兼容Orange Pi 3 LTS的GPIO接口
- 独立调试串口，启动时输出UBOOT，内核调试信息，进入系统后可作为Console使用
- 搭配AXP805电源方案
- 支持从eMMC和TF卡启动
- 支持通过调试USB直接烧写固件(仅Android系统)
Demo视频和照片
Demo视频(音乐播放和3D测试)
见附件视频
正面照片
网速测试
GPIO-PWM
渲染图
PCB包裹
板子正面(SMT贴片后)
BGA焊接的摸索
左边是重新植球后的芯片(掉了一个锡珠+锡珠偏小)，右边是焊接失败的主控芯片
焊接中的板子
主控芯片32.768K晶振
主控芯片24M晶振
LPDDR3内存测试
加载linux内核
加载Ubuntu桌面
连续稳定运行30天
连续稳定运行100天
运行轻量任务，包括GUI，MQTT服务和python mqtt程序。
连续稳定运行200天
运行轻量任务，包括GUI，MQTT服务和python mqtt程序。
资源链接
- 全志H6硬件开发资料：来自吴川斌的博客
- DragonHD(DDR内存测试工具) V1.7.7版本：见附件
- PhoenixSuit(安卓一键刷机工具) V1.10：见附件
- 系统，软件和使用指南：同Orange-Pi-3-LTS
其他
打板
- 本开发板基本符合JLC 6层板免费的打板要求，使用JLC06161H-3313阻抗。
- 由于JLC免费规则在变化，以下是和最新要求(2023.04.27)的差异：
- 本开发板中过孔使用了画板子时(2022.12)免费的最小规格0.2mm/0.45mm。当前(2023.04.27)JLC免费规则已经修改为0.3mm/0.4mm。过孔外径变小，因此板子更好画了，但是，还是需要做相应的修改，才能符合免费打板规则。
BOM
- LCEDA导出的BOM表中的元器件型号就是最终的型号，画原理图时就已经对应好了。
成本
- 打板：0元；
- SMT贴片：0元(双十一领了300元的券)；
- BOM表：208.66元
- H6+AXP805套片：68元{TB}
- LPDDR3：45元{TB}
- eMMC 8G：22元{JLC}
- AP6212：28.66元{JLC}
- 电阻电容电感晶振接口等：45元{JLC}
- Orange Pi 3 LTS单独主板：229元(2023.02.24，淘宝)
- PS：实际上自己做单板的成本远高于上面写的，比如：为了做冗余，光H6+AXP805套片就买了4套，为了焊接陆续买了各种工具，总共估计花了1000元左右(700元物料+300元工具)。
- 更新：@frostcc 找到了降低物料成本的方案-泰奇猫电视盒子，咸鱼价格60左右。我看了一下挺齐全的，H6，AXP805, LPDDR3(1GB), eMMC, AP6212都有。可以参考一下。
遗留问题
- LPDDR3的原理图库存在问题，其中G6引脚实际上是VSS，原理图中错误的认为是VDD。(EDA里面搜出来的器件，当时未仔细确认正确性)
- AP6212蓝牙未能调通，猜测是软件配置上面不对。
猜测存在轻微电源完整性问题，可能和我使用0603封装的电容而不是0402封装，导致并不能将所有的电容都摆的离主控芯片比较近。- 将开发板供电从可调电源换成手机充电器，已经看不到电源完整性导致的问题了，当前已经连续稳定运行30天。
- 猜测是手机充电器的电源质量要比100元+的可调电源要优秀。
注意事项
- 打板免费规则变化，见上方 打板 部分
- 遗留问题，见上方 遗留问题 部分
- 关于H6两个芯片版本的问题：目前只能用H6 V200 AI版本，不能用H6 V200 OS版本。
- 目前，我使用的H6 V200 AI的芯片版本，OrangePi和泰奇猫也是这个版本。
- 市面上还流通着H6 V200 OS的芯片版本，一开始以为两种是一样的。但是，经群里面 @aΠ同学 的踩坑尝试，发现H6 V200 OS可以通过内存测试，但是OrangePi的Ubuntu镜像会卡在Start Kernel阶段，Android镜像直接内核panic，armbian镜像也不行。而替换成H6 V200 AI的芯片版本，就没有这个问题了。猜测两个版本的H6可能是有差别的，且目前没有找到适配H6 V200 OS芯片的镜像。
从零入门ARM高速电路设计
缘起
每次看到手机，电脑，XX派的PCB里面密密麻麻的元器件，就想着啥时候我也能做个类似的东西。但是真的想要去做去学的时候，就觉着无从下手。网络上有不少讲STM32，ESP32等MCU的电路硬件设计和软件开发，LCEDA就办了好多这样的活动。但是完全没有见过有人讲怎么设计一个类似于树莓派的开发板/应用，基本都是讲怎么在这个派上面配置软件和环境，玩各种创意。开源的派倒也不少，但是都只是给出了最终的成果(原理图+PCB+Demo视频)，缺乏中间过程，更不知道怎么让自己学会独立做出这样的东西。看完了别人的派之后，羡慕，但除了羡慕什么也做不了。
后来我在学习硬件的过程中，一直在关注寻找相关的信息。直到有一天我找到了一份全志H6的软硬件开发文档(来自吴川斌的博客)，文档里面包含了非常详细的信息，原理图，PCB，调试手册，IC datasheet，甚至连生产指南都有。博客里面还特别说了一句，可以用H6来入门ARM高速电路设计。我感觉差不多时机成熟了，虽然具体要怎么做依然不是那么清晰，但先走着看看。
从最开始的学习到最终在板子上面调通各种功能，历时5个月时间，有效工作时间是2.5个月的晚上业余时间(2-3小时)。学习一个月，原理图两星期，PCB两星期，调试两星期。这个过程也是各种摸索和踩坑。
教程目的
除了我以外，肯定也会有其他小伙伴有类似的想法，想入门学习一下高速电路设计，但苦于资料太少了。既然当初我找不到这样的学习教程，不如现在我自己来做一个这样的教程。本教程，将给出一个可行的学习路径，分享我自己在做的过程中的一些经验(看别人似乎挺容易的，但自己操作起来怎么那么难，eg. BGA焊接)，以及设计过程中的一些考量。 我也是一个业余爱好者，大家一起共同学习吧！愿大家都能成为自己曾今羡慕的人！
前置要求
- 能够独立完成一个基于MCU的小项目，包括原理图设计，PCB设计和嵌入式软件开发，类似于立创EDA训练营的项目，比如：USB电流电压表，小贱钟，RGB灯带控制，辉光管时钟等。相信玩立创开源广场的同学，应该比较容易满足这个条件吧。
- 什么？满足不了，要从完全不懂电路开始。这个教程也是可以有的，毕竟16个月前我也是从完全不懂开始的(如果，高中物理电路知识不算的话)。只是类似的教程和项目其实已经挺多的了，比如：立创EDA就有好些训练营的项目。如果，真有人感兴趣，后面可以再写写。
教程大纲
- 需求和设计考量：教程-第一章
- 项目需求有哪些？希望做成什么样子？
- 为什么我选择了全志H6芯片？如果，你要选择做其他主控芯片，要考虑哪些东西？
- 整体设计和规划上面有哪些考虑？
- 原理图设计：教程-第二章
- 模块级方案设计
- 原理图设计的精髓-抄？
- 设计中的注意事项
- 原理图自查的方式
- 更进一步
- PCB设计：
- 焊接和调试：
- 软硬件联调：教程-第五章
- 再见Orange-正常进入Ubuntu
- WIFI测试-比想象中的顺利
- 音频测试-音质还可以
- GPIO测试-兼容OrangePi还是省事不少
- USB电源控制、USB摄像头和USB固态硬盘
- GPU测试-小板子上看到3D的效果还是有点激动的
- 稳定性测试-疑似电源完整性问题
- 更进一步
- 江湖再见
Demo视频(音乐播放和3D测试)
设计图
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暂无BOM
克隆工程
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请在进行项目复刻时自行验证电路的可行性，并自行辨别该项目是否对您适用。您对复刻项目的任何后果负责，无论何种情况，本平台将不对您在复刻项目时，遇到的任何因开源项目电路设计问题所导致的直接、间接等损害负责。
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