如何让 Linux 运行在你自己设计的 PCB 卡片电脑上

让 Linux 运行在你自己设计的 PCB 卡片电脑上，通常需要以下几个步骤：

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1. 选定处理器和架构

你的 PCB 需要包含一个支持 Linux 的 处理器（SoC 或 MCU），常见的选项包括：

• ARM（如 Allwinner、Rockchip、NXP i.MX、Raspberry Pi Broadcom）
• RISC-V（如 StarFive、Kendryte K210）
• x86（如 Intel、AMD）
• MIPS（较少使用）

如果你想要成熟的生态和驱动支持，ARM 是一个较好的选择。

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2. 设计 PCB

• 最小系统设计（处理器、电源管理、存储、I/O 接口）
• 内存（RAM）：通常使用 DDR3/DDR4（如果是高性能 SoC）
• 存储：
  • eMMC、NAND Flash 或者 SD 卡（用于存储 Linux 和文件系统）
  • SPI Flash（存放 Bootloader）
• 电源管理：提供 3.3V/5V/1.8V 供电
• 外设接口：
  • USB、UART（调试）、I2C、SPI、GPIO、HDMI/LCD、Ethernet 等

建议使用 开源的硬件设计工具（如 KiCad、Altium Designer）进行设计。

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3. 启动流程

Linux 启动通常分为以下几个阶段：

1. BootROM（SoC 内置，负责加载 Bootloader）
2. Bootloader（如 U-Boot）
3. Linux Kernel
4. Root Filesystem（根文件系统）

如果你使用的是常见的 ARM SoC，它通常会在上电时从 SPI Flash 或 eMMC 读取 Bootloader（如 U-Boot）。

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4. 适配 Bootloader（U-Boot）

• 获取官方 U-Boot 源码：

  git clone https://source.denx.de/u-boot/u-boot.git
  

• 配置和编译 U-Boot
  你需要为你的 SoC 选择合适的 设备树（Device Tree, DTB） 和 默认配置：

  make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- <你的SoC型号>_defconfig
  make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
  

• 烧录 U-Boot 到存储设备（SPI Flash 或 SD 卡）

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5. 移植 Linux 内核

• 下载 Linux 内核源码：

  git clone https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git
  

• 选择适配的设备树
  你需要根据你的硬件设计，编写 Device Tree 文件（.dts），描述 CPU、内存、GPIO、串口、I2C、SPI 等外设信息。
• 编译内核

  make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- <你的SoC型号>_defconfig
  make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j$(nproc)
  

• 生成 zImage 和设备树文件（DTB）

  make zImage dtbs
  

• 把内核拷贝到 SD 卡或 eMMC。

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6. 制作 Root Filesystem

你可以使用 BusyBox 创建一个最小的 Linux 发行版：

git clone https://git.busybox.net/busybox
cd busybox
make menuconfig  # 选择静态编译
make install

然后制作一个 rootfs，并拷贝到 eMMC/SD 卡中。

或者使用 Yocto、Buildroot、Debian ARM 发行版 直接构建完整的 Linux 系统。

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7. 启动 Linux

1. 通过 U-Boot 加载内核：

   bootz 0x80000000 - 0x81000000
   

2. 查看启动日志（使用 UART 连接开发板）。
3. 成功进入 Shell 或桌面环境！

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下一步

• 移植驱动（WiFi、以太网、LCD、USB、GPIO）
• 优化 Linux 设备树
• 适配图形界面（如 X11、Wayland）
• 制作系统镜像，支持 OTA 更新

你具体的方案取决于你选用的 SoC 和开发需求，我可以帮助你细化各个步骤！