全志 Allwinner 开发指南

编制日期 2026-10-14

从 BROM / FEL 启动、Tina Linux 编译，到 SPI Flash 与 eMMC 量产烧录与多媒体外设 —— 一份把「全志特有的坑」全部前置的工程手册

结论：全志是「用一颗 SoC 同时解决算力、视觉、实时控制与联网」的典型代表， 几乎每一颗中高端型号都是异构架构（T527 = 8×A55 + 玄铁 E906，V853 = Cortex-A7 + RISC-V E907， R128/F133/D1-H = RISC-V + Cortex-M），大核跑 Tina Linux、MCU 核跑 RTOS 负责电源管理与实时外设。 它的开发链路比 MCU 复杂，但也有一条别的厂商给不了的兜底通道： FEL 固化在 BROM 里，无论固件写成什么样都能救回来。真正让人卡住的从来不是代码，而是三件小事： 启动偏移落在 8 KB 位置把 GPT 分区表冲掉、U-Boot 打印串口的 CONS_INDEX 与 pinmux 改了一处漏了两处、 H616 之后的芯片没有 CPUS 管理处理器导致 suspend 走不通。 本文按「启动 → 环境 → 编译 → 烧录 → 量产」的真实流水线组织， 每一段都给出可复制的命令、可对照的表格、以及该段最常踩的坑。

报告总结

全志的资料分布在一个官网产品页（参数）、一个开发者社区（编译与例程）、一个 Tina 在线文档（操作步骤）、 以及一个 linux-sunxi.org Wiki（主线与 boot 细节）四个地方，彼此之间没有交叉索引。 网上的中文教程绝大多数停留在「下载 SDK → lunch → make → pack → PhoenixSuit 刷机」这一步， 一旦遇到进不了 FEL、eMMC 识别不到、内核不打印、摄像头花屏就无解。本文档做了三件分散文档没做的事：

• 把 FEL 定位成排障的核心工具：明确指出「用 sunxi-fel uboot 把 U-Boot 跑起来」这个动作 能一刀切开「BROM / DRAM / U-Boot 有问题」和「介质内容 / 内核有问题」——这是全志平台最有效的二分法。
• 把坑写在坑发生的地方：不单独罗列「常见问题」，而是在讲每个环节时就把该环节的失效现象、原因、处置一起给出。
• 补齐存储视角：全志生态对存储方案最友好（BROM 支持 SD / eMMC / 原始 NAND / SPI NOR 四类启动介质， 还支持「未贴片预烧录」），本文按存储选型的角度把这条线单独抽出来讲，见第 3.7 节与附录 B。

读者路径

本文档共 17 章 + 4 个附录，按「先跑通、再理解」的顺序组织：

• 只想尽快跑通第一个系统：第 4 章（Tina 编译）→ 第 5 章（烧录）→ 第 17 章（核查清单），三章足够。
• 要做产品开发：第 2 章选型 → 第 3 章启动链 → 第 7 章硬件设计 → 第 12 章设备树。
• 调不通、报错：直接翻第 16 章故障排查速查表，按现象分层定位。
• 要写驱动：第 8 章 GPIO → 第 9 章 SPI/I2C/ADC/PWM → 第 10 章显示视频 → 第 11 章网络 USB CAN。
• 做视觉产品（IPC / 门锁 / AI 眼镜）：第 2.5 节选型 → 第 6 章异构 → 第 10.4 节 ISP → 附录 B 存储组合。
• 做电池供电的终端：第 14 章低功耗，注意 H616 起没有 CPUS 这条硬约束。
• 从树莓派迁移：第 15.1 节 —— GPIO 编号完全一致，代码可以大面积复用。
• 评估存储方案：附录 B —— 五种启动介质对比与四种存储组合方案。

1 · 文档导读与阅读路径

这一章说明本文档的边界：覆盖什么、不覆盖什么，以及为什么把内容按「流水线」而不是按「功能模块」组织。

1.1 覆盖范围

本文档覆盖从拿到一块全志开发板，到固件跑起来、能在串口停下、并能量产烧录的完整链路：

• 家族与选型：T / A / H / V / MR / R / F / D1 八条线的规格对照，以及按「终端类型」而非「性能」的选型思路。
• 启动链：BROM 地址布局、eGON.BRM 内部序列、启动介质探测顺序、FEL 的五种进入方式与命令用法、boot0 旧式布局、U-Boot 官方构建与四种安装方式。
• 开发环境：Tina Linux 五步编译流程、依赖包清单、repo 工具与镜像源、SDK 目录结构、sys_partition.fex 分区配置、只编一块的快捷命令、主线 Linux 路线。
• 烧录与量产：五种官方烧录工具矩阵、PhoenixSuit 完整流程、sunxi-fel 命令详解、产线三种模式对比、Secure Boot 与固件加密、存储器件预烧录方案。
• 异构架构：Linux 核与 RTOS 核的分工、AMP / RPMsg 通信、V821 双核的低功耗范式。
• 硬件设计：电源分区与上电时序、时钟与复位、启动相关引脚、存储接口布线（SMHC / SPI / 原始 NAND）、显示与摄像头、USB 走线、散热。
• 驱动与外设：GPIO 编号算法、libgpiod、pinmux、调试串口、SPI / I2C / ADC / PWM、显示子系统、VE 编解码、ISP、音频、GMAC / USB / CAN。
• 调试与排障：四层调试通道、串口与 U-Boot 命令、ADB、ftrace / perf、时钟与电源域观测，以及四类故障速查表。

1.2 不覆盖什么

以下内容超出本文档范围，需要时请查阅对应官方资料：

• ISP 算法级调优：全志提供 PC 端 ISP 工具支持在线/离线/远程调试，但 3A 参数、噪声抑制曲线、 色彩矩阵的具体调优是光学与算法工程，本文只给「硬件到出图」的定位路径（第 10.4 节）。
• Android 应用开发：A 系列的 Android BSP、Framework 与 APP 移植属于 Android 生态话题，本文只覆盖 Linux 侧。
• 每一款封装的完整管脚定义：本文给出接口数量与关键引脚原则，完整管脚表必须查对应 SoC 的 User Manual 与 Datasheet。
• 具体寄存器位域全集：全志 User Manual 动辄上千页，本文只给做决策必须的「哪个模块在哪、找谁帮忙」，写代码时仍需对着手册核。
• PCB 高速仿真：DDR / MIPI / USB 3.1 的 SI 仿真需要专业工具与厂商模型，本文给的是可执行的规则与经验值。
• RTOS 侧的 RTOS 本身：Melis 的调度器、IPC 机制不在本文范围，本文只讲「怎么分工、怎么通信」。

1.3 全志的产品线命名规律

全志的型号命名比 MCU 厂商复杂，原因是它同时按应用场景与算力档位两个维度命名。 先记住一条铁律：第一个字母决定应用场景，数字决定算力档位。

1.4 事实来源与免责

本文档所有数值型信息来自全志官方产品页、官方社区文档、U-Boot 官方文档与 linux-sunxi.org， 正文关键处标注出处。主要来源及口径如下：

2 · 家族全景与选型

全志不是「一个系列做很多料」，而是「八条产品线各做一堆料」。这一章先把货架摆开，讲清每条线存在的理由，再给选型路径。

2.1 九条产品线的定位

全志（珠海，全志科技股份有限公司，Fabless）的产品线是按应用场景切的，而不是按性能切的。 这与 STM32 / 沁恒按「资源档位」切的思路完全不同，也直接决定了选型的第一刀应该砍在哪里：

2.2 T 系列：工业与车载（当前主推）

T 系列是全志现在最值得投入的一条线 —— 它有 AEC-Q100 车规型号（T527V）， 有 -40~85℃ 工业级覆盖，有 3 TOPS NPU 的中高端型号（T736），也有 4 核 + 3 网口 + 双 CAN-FD 的工控型号（T153）。 智能座舱、工业 PLC、工业网关、边缘计算网关都在用。

T527 的框图里还有几个容易被忽略但很实用的单元，值得单独记住：

• 独立 RISC-V MCU（玄铁 E906 @200 MHz）：负责电源管理与实时外设，与 8 核 A55 通过 AMP 通信。 这就是 T527 能做到「独立 MCU 控制更实时」的原因。
• HiFi4 DSP：音频专用加速器，做语音唤醒与音频前处理比让 CPU 干更快更省电。
• 双链路 LVDS ×2 + MIPI-DSI ×2 + RGB ×2 + HDMI + eDP：支持双屏同显或异显， 工控 HMI 与双屏 POS 的关键能力。
• MIPI CSI「1+4」多摄：并口 CSI 支持 BT.1120 4×1080P@30fps，MIPI CSI 每 lane 最高 2.0 Gbit/s， 最大采集分辨率 8M@30fps。
• 原始 NAND 支持 80 bit/1 KB ECC：并行 NAND 方案的核心指标，直接决定颗粒选型。

2.3 A 系列：通用智能终端

A 系列面向「跑 Android 或 Linux 的通用终端」：平板、商显、智能家居中控、边缘计算盒子。 A733 是全志目前性能最强的通用平台，sbc.compare 的 7-Zip 实测里它的单核与多核成绩都超过 RK3399 与 RK3576。

2.4 H 系列：OTT 与家庭影音

H 系列的定位非常窄但市场很大：电视盒子、智能屏、投影仪。它的核心指标是视频解码规格 + HDMI 版本， 不需要 NPU，也不需要 PCIe / USB 3.0。

另外两条容易忽略的事实：

• H616 相比 H6 砍掉了 USB 3.0 与 PCIe，但多了一路 10/100M 以太网。 代价是可用带宽下降，收益是 BOM 简化。
• H616 起不再有 CPUS（ARISC 管理处理器）与配套的 A2 SRAM —— 意味着 suspend-to-RAM 必须完全依赖 Linux 自身的 PM 子系统，不能用 crust。 这条对电池供电产品是硬约束，见第 14.1 节。

2.5 V 系列：低功耗 AI 视觉

V 系列是全志近两年增长最快的一条线。它们的共同特征是双核或多核异构 + AI-ISP + 极低功耗， 面向 IPC、智能门锁、门铃、AI 眼镜、辅助驾驶这类「小体积 + 长时间待机 + 要看图」的产品。

V853：三核异构 + 1 TOPS

V853 的核心卖点是「通用计算 + 实时控制 + AI 加速 + 高清视觉」四合一： Cortex-A7 跑 Tina Linux 负责系统调度与网络，RISC-V E907 跑 Melis RTOS 负责低功耗待机、毫秒级唤醒与传感器处理， 两者通过 AMP / RPMsg 通信。1 TOPS NPU 支持主流框架， ISP 支持 3A、鱼眼校正、图像旋转缩放，最大 8 MP 传感器输入。 它的招牌是「1+4」五路摄像头（MIPI CSI 与并口 CSI 组合），在安防监控与辅助驾驶场景优势明显。

V821：极低功耗与存储组合的范本

V821 把低功耗做到了极致：Wi-Fi DTIM10 路由器保活功耗低至 180 μA @4.2V（官方数据）， 支持 AOV 低功耗方案与毫秒级系统冷启动图像及视频抓拍。 集成 Wi-Fi（2.4G 1T1R，内置 LNA / PA / T/R 开关），做 IPC 整机不需要外挂 Wi-Fi 芯片。

V821 的 ISP 能力在同价位里非常突出，值得单列：最大 3264×2448 传感器输入； 支持 3A（AE/AWB/AF）且参数可调；支持 TDM 分时复用最多 2 个通道； 像素坏点校正与镜头阴影校正；局部色调映射；多级降噪（空域 + 时域）与色噪消除； 色彩调节与增强；4 路缩放（1×~1/16×）输出； PC 端工具支持在线 / 离线 / 远程调试 ISP。

V821 的版本差异（选型时必须区分）：

参考：索智 V821 开发板（SC1742V-V821）的公开配置为 主芯片 RISC-V up to 1 GHz + MCU up to 600 MHz、分立 DCDC 电源管理、SiP 64 MB DDR2、 16 MB SPI NOR（XB25VQ128）、2.4 GHz Wi-Fi、100 Mb 以太网、双目 1950×1080@15fps、2.4 寸屏、 125×90 mm 四层板，支持 Tina Linux 5.0。

2.6 MR / R 系列：机器人与 IoT

2.7 F / D1 系列：低成本与 RISC-V 入门

2.8 料号怎么读

以 A733MX-HN3 为例（也适用于 T527MX-G001 这类写法）：

2.9 选型决策路径

把上面这些收敛成七个问题的决策树，从下往上问，第一个命中的分支就是答案：

来源：allwinnertech.com + linux-sunxi.org + aw-ol.com

补充三条不成文经验：

• 不确定就买官方或第三方的参考设计对应的芯片型号。全志参考设计里的板子已经把 DDR、PMIC、存储、 摄像头、显示全部验证过了 —— 你的产品即使要改，也应该只在参考设计的基础上改，而不是从零画原理图。
• 同一系列产品线内优先选高一档算力。T527 与 T536 差价有限，但 T527 有 2×CAN 与更多 UART/TWI， 后期发现接口不够的返工成本远高于差价。
• 做视觉产品先确认 ISP 而不是先确认 NPU。ISP 决定「能不能出好图」，NPU 决定「能不能跑算法」。 一个 1 TOPS NPU + 好 ISP 的组合，通常比 3 TOPS NPU + 弱 ISP 的组合出片质量好得多。

3 · 启动链与 BROM / FEL

这一章是全志文档里最该先读的一章。启动链的每一步都对应一类「板子不启动」的故障，把链路搞清楚，排障就有了坐标系。

3.1 四级启动链

全志的启动是一条固定四级链：

来源：linux-sunxi.org/BROM

3.2 BROM 的地址布局

以 A10/A20 为例（后续系列结构类似但有裁剪），BROM 分成两半：

boot 里立刻跳到 check_uboot，检查状态引脚（常称 FEL / BSP / uboot）： 为低电平则进 FEL 模式（地址 0xFFFF0020）；为高电平则依次尝试各启动介质， 每一步失败都继续试下一个，全部失败后也执行 FEL 模式。

3.3 启动介质探测顺序

不同系列顺序不同，但大体遵循「SD → eMMC / NAND → SPI NOR → FEL」：

3.4 为什么全志几乎不会变砖

这一节单独强调，因为它改变的是排障的思维方式：不要从「猜哪里坏了」开始，而要从「用 FEL 反证」开始。

来源：docs.u-boot.org + docs.aw-ol.com

3.5 进入 FEL 的五种方法

3.6 boot0 / boot1 与旧式布局

使用全志官方 bootloader（尤其从 NAND 启动）时，顺序略有不同：

SD 卡经典布局（32 步长）

Legacy boot0 方法（了解即可）

• boot0 是32 KB 的 blob，负责 DRAM 初始化、加载其余固件、切换到 AArch64 模式。
• 提取：dd if=/dev/sd of=boot0.bin bs=8k skip=1 count=4。
• 原始 boot0 在 uSD 卡 19096 KB 处找 U-Boot，并期望特定 magic 头与校验。
• 打包工具 boot0img：boot0img -o firmware.img -B boot0.img -u u-boot-dtb.bin -e -s bl31； -B 选项可让它不找 19 MB 处，改成紧跟 boot0 之后读取。

3.7 启动介质与存储选型

这一小节是本文档专门为存储选型同事准备的。全志平台对存储方案的友好度在国产 SoC 里排第一： BROM 支持 SD / eMMC / 原始 NAND / SPI NOR 四类启动介质，厂商还提供「未贴片预烧录」服务。

更完整的存储组合方案（含 NOR + SD NAND、预烧录等）见 附录 B。

4 · Tina Linux 开发环境

这一章讲怎么把 SDK 拉起来、把固件编出来。全志的构建体系比 MCU 复杂，但流程本身是固定的五步。

4.1 三条软件路线怎么选

4.2 编译环境搭建

推荐 Ubuntu 20.04（WSL / 虚拟机均可）。老 SDK 可能只能编在 Ubuntu 14，可用 Docker 解决。

repo 工具（必须用全志提供的）

sudo curl -o /usr/bin/repo https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo
sudo chmod a+x /usr/bin/repo
repo --version

# 国内镜像（强烈建议）
echo export REPO_URL='https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/git-repo' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

# 缓存凭据，避免一小时内反复输入密码
git config --global credential.helper store

4.3 repo 与 SDK 拉取

mkdir tina-sdk && cd tina-sdk

repo init -u https://sdk.aw-ol.com/git_repo/D1_Tina_Open/manifest.git \
          -b master -m tina-d1-h.xml
# 提示 Username 时输入全志在线开发者论坛的账号密码

repo sync
repo start product-smartx-d1-h-tina-stable-v2.0 --all

bash: build/envsetup.sh: line 1: syntax error near unexpected token `$'{
''
bash: build/envsetup.sh: line 1: `function hmm() {'

sudo apt install dos2unix
find -type f | xargs dos2unix

4.4 SDK 目录结构

来源：docs.aw-ol.com/docs/soc/f136/software/SDK_使用指南

4.5 五步编译流程

来源：docs.aw-ol.com

source build/envsetup.sh       # ① 获取环境变量
lunch                          # ② 载入方案（交互菜单）
                               #    也可 lunch d1-h_nezha-tina 直写
make -j32                      # ③ 编译
pack                           # ④ 打包
                               # ⑤ 烧录（见第 5 章）

make -j1

4.6 分区配置 sys_partition.fex

这个文件决定固件布局，注释自带在文件内。核心片段：

[mbr]
size = 16384

[partition_start]

[partition]
name = boot-resource
size = 504
downloadfile = "boot-resource.fex"
user_type = 0x8000

[partition]
name = env
size = 504
downloadfile = "env.fex"
user_type = 0x8000

[partition]
name = env-redund
size = 504
downloadfile = "env.fex"
user_type = 0x8000

[partition]
name = boot
size = 10080
downloadfile = "boot.fex"
user_type = 0x8000

[partition]
name = rootfs
size = 126000
downloadfile = "rootfs.fex"
user_type = 0x8000

[partition]
name = private
size = 10240
user_type = 0x8000

[partition]
name = rootfs_data
size = 10240
user_type = 0x8000

4.7 只编一块的快捷命令

4.8 主线 Linux 路线

不想背 Tina 的构建体系，可以走主线。这条路在 H616/H618 这类新平台上是主线可用的。

git clone https://git.trustedfirmware.org/TF-A/trusted-firmware-a.git
cd trusted-firmware-a
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- PLAT=sun50i_h616 DEBUG=1
export BL31=$(pwd)/build/sun50i_h616/debug/bl31.bin

make <board>_defconfig
make

4.9 SDK 常见问题速查

更复杂的编译烧写问题，全志官方论坛是最终去处：https://bbs.aw-ol.com/。

5 · 烧录与量产

把固件写进启动介质。这一章讲工具怎么选、命令怎么用，以及全志生态里最有价值的一个产能方案。

5.1 五种官方烧录工具

来源：docs.aw-ol.com/d1/study/study_4compile/

5.2 PhoenixSuit 完整流程

驱动说明：企业开发者在安装 APST 的同时也会安装全志 USB 驱动，无需单独再安装。 个人开发者从官网下载驱动包即可。

5.3 sunxi-fel 命令详解

sunxi-fel 是全志平台的命令行烧录工具，功能比 GUI 工具强，也是排障的核心。

# 编译
git clone https://github.com/linux-sunxi/sunxi-tools.git
cd sunxi-tools && make

# 识别设备（-v 详细、-p 打印端口名）
./sunxi-fel ver -v -p
# 输出形如：AWUSBFEX soc=00001689(A64) ...

5.4 U-Boot 镜像的四种安装

来源：docs.u-boot.org/en/latest/board/allwinner/sunxi.html

全志 ARM 平台的 U-Boot 构建系统生成单一集成镜像 u-boot-sunxi-with-spl.bin， 它同时包含 SPL（含 BROM 可识别的签名头与校验）、U-Boot proper、板级设备树，以及 SoC 需要时的其它固件镜像。

64 位 SoC 必须先构建 TF-A 的 BL31（A64 / H5 / H6 / H616 / R329），平台对照见 4.8 节。

可选的 crust：部分带 CPUS 管理控制器的 SoC 可用它提供电源管理（主要是 suspend-to-RAM）。 需要 OpenRISC（or1k）交叉编译器；不构建时设 SCP=/dev/null 消除警告。 H616 起没有 CPUS，这条路走不通。

5.5 产线三种模式对比

产线烧录的检查项

• 固件版本号与产线工单一致（不要拿错包），MD5 已记录
• Secure Boot 是否已启用（决定后续能否降级）
• 分区加密 encrypt 设置已评估（影响速度）
• 分区校验 verify = 1 已开启
• 私有数据分区 keydata = 1 是否需要保留（校准数据 / 密钥）
• 量产 SD 卡是否可重复使用（写坏后需重新制作）
• 8 机并发时是否稳定（USB 供电与带宽是瓶颈）

5.6 Secure Boot 与固件加密

T527 级以上的框图里能看到：Trustzone / Secure Boot / Crypto Engine / Security ID。