Android + Своими руками

❯ Предисловие

Думаю многие мои давние читатели заметили, что примерно четверть статей в моем блоге так или иначе касается вопроса игр и портативного гейминга. За почти три года существования блога, мы с вами успели не только поностальгировать и потыкать игровые гаджеты, но и отремонтировать часть из них, узнать как разрабатывались и работали «под капотом» игры и даже попытались спроектировать свою собственную игровую консоль!

Почти два года назад в моей голове уже возникала идея сделать «портативку» из полурабочего гаджета. В то время я хотел рассказать читателям о том, что многие старые девайсы можно использовать в качестве одноплатных компьютеров и HMI-панелей благодаря наличию пятачков с шиной UART на плате, с которой можно легко взаимодействовать в Android-приложениях! В качестве реального примера использования я взял планшет с нерабочим тачскрином, подключил через UART геймпад, разработанный на базе RP2040 и написал программу, которая читает UART и инжектит состояние кнопок напрямую в драйвер ввода:

С тех пор прошло много времени, в моей коллекции появились некоторые серийные игровые-смартфоны и даже прототипы никогда не выходивших устройств. Однако по своей натуре я прожженный гик, у меня постоянно чешутся руки что-то запрограммировать и собрать самому.

Недавно я осматривал свою коллекцию гаджетов и на полочке с смартфонами Samsung обнаружил легендарный Galaxy S4 Mini, который мне когда-то дарил один из читателей. У смартфона отсутствовала задняя крышка, средняя часть корпуса была немного ободрана, однако несмотря на почтенный возраст в 12 лет, смартфон продолжал нормально работать и даже AMOLED-матрица у него ничуть не выгорела!

И тут в моей голове что-то щёлкнуло: я вспомнил что S4 Mini — смартфон с довольно неплохим железом для эмуляторов и очень крутым даже по современным меркам AMOLED дисплеем. На моей памяти, в мире не выходило ни одного серийного игрового телефона в монолитном корпусе с OLED-матрицей, а тут ещё рядом лежал оригинальный N-Gage, который я недавно купил в утиле и восстановил после воды. Я взвесил все за и против, прикинул схему и конструктив будущего устройства и принялся мастерить...

Перед тем как начать работу, нам необходимо определится с тем что нам нужно будет сделать для реализации такого гаджета на практике:

• В первую очередь, нам необходимо продумать как геймпад будет общаться с нашим устройством. За исключением моего хака с UART'ом, у нас есть два варианта: первый — микроконтроллер выполняет роль USB-HID устройства (прикидываясь клавиатурой) и подключается к OTG-хосту гаджета. Среди плюсов этого подхода можно выделить низкую задержку, однако минусов гораздо больше. Например, далеко не все старые устройства поддерживают OTG и могут быть проблемы с реализацией одновременной работы USB-хоста и зарядки (зависит от реализации OTG в каждом конкретном устройстве). А второй вариант — это Bluetooth-HID, который работает почти с любыми Android устройствами, однако потребляет чуть больше энергии и может иметь небольшой инпут-лаг.
  
  После расследования выяснилось, что у S4 Mini OTG нет, а значит остается лишь один вариант — Bluetooth. Среди дешевых микроконтроллеров с BT выделяется лишь ESP32, который стоит буквально три пачки доширака. Его мы с вами и выберем.

• Далее нам необходимо придумать внешний вид устройства. Изначально мне хотелось, чтобы гаджет по форм-фактору и эргономике напоминал оригинальный N-Gage. Но поскольку мне не хотелось делать слишком длинную «колбасу» и бюджета по свободному пространству в корпусе откровенно не хватало, пришлось пойти на некоторые ухищрения — например, расположить блок кнопок вертикально.

• Теперь самое сложное — смоделировать более-менее адекватный корпус и подогнать детали так, чтобы их хоть как-то можно было состыковать и закрепить. Я в 3D-печати новичок, а в вопросах проектирования корпусов — вообще неотесанный селюк, поэтому мне оставалось лишь смоделировать в блендере выпуклый меш, импортировать в TinkerCad и затем CSG'шками вырезать в нём дырки отверстия.

• И самое легкое — написать прошивку для микроконтроллера и спаять всё вместе, дабы наши кнопочки не просто прикольно щелкали, но и на практике работали в системе!

Звучит как приключение на 5 минут. Но вот как на практике? Давайте посмотрим!

❯ Моделируем корпус

В первую очередь я сел моделировать корпус устройства и прикидывать его размеры. В TinkerCad'е CSG'шками сделать корпус по референсу проблематично (по крайней мере для меня), поэтому я решил смоделировать основу в блендере. Я взял рендеры N-Gage с фронтальной части, установил камеру в ортографическую проекцию и принялся повторять контур корпуса оригинального телефона. После этого я создал грани на одной половинке корпуса, продублировал все вершины и отзеркалил их с другой стороны. Таким образом, корпус получился одинаковым (кривым) с обеих сторон.

Далее я убрал лишние рёбра посередине и вытянул корпус по оси Z с помощью инструмента Extrude. Теперь это напоминает поделку семикласника на уроке обращения с рубанком:

Дальше я использовал инструмент Inset faces, дабы создать новые грани на плоскости и вытянуть из них фронтальную часть корпуса. Таким образом, мы получаем ровные и мягкие стенки, которые затем можно смягчить ещё больше с помощью модификатора Bevel:

Однако сейчас геометрия нашего корпуса полая, внутри неё ничего нет. Чтобы добавить внутренние стенки, мы воспользуемся модификатором Boolean (CSG) в блендере: дублируем геометрию нашего корпуса, немного уменьшаем её по оси X и Y (чем меньше дубль, тем толще будут стенки), и затем сдвигаем немного вниз, а затем на основном объекте корпуса добавляем модификатор Boolean, устанавливаем режим Difference, ставим дубль в качестве второго объекта и жмём Apply. Теперь у нашего корпуса внутри отнюдь не пустота!

Далее экспортируем модель в STL, импортируем её в TinkerCad и берём линейку в зубы. Пора замерять габариты нашего устройства и размер дисплея.

Поскольку S4 Mini уж очень скругленный, я аппроксимировал его размеры до прямоугольника (ни слово про мыло!). Над этим прямоугольником я расположил прямоугольник размером с дисплей, который и вырежет нам пространство для этого самого дисплея:

На этом подготовка болванки корпуса закончена, переходим к реализации геймпада.

❯ Геймпад

Изначально я решил распаять все кнопки геймпада на двух макетных платах — первая с «стрелками» будет установлена слева, вторая с кнопками действий — справа. Поскольку место в корпусе сильно ограничено, текстолит я решил распилить: для этого я сделал насечки канцелярским ножом и затем руками отломал ненужные части.

В качестве кнопок я решил использовать обычные DIP-микрики, поскольку в моем городе не было ни плоских SMD-кнопок, ни тем более мягких мембранных. А ещё они прикольно щёлкают. Я, как пользователь механической клавиатуры, гарантирую это!

Для реализации обработки кнопок есть несколько подходов:

• «В лоб»: самый простой и самый подходящий для геймпадов. На один входной GPIO микроконтроллера вешается подтягивающий резистор и кнопка, которая коммутирует массу. Главный плюс такого подхода — возможность зажимать сколько угодно кнопок одновременно, а если ножек на микроконтроллере не хватает, то всегда можно использовать сдвиговый регистр!

• На резисторах: требует наличия ADC в микроконтроллере. Принцип работы заключается в том, что на выходе каждой кнопки установлен резистор определенного номинала. В прошивке микроконтроллера опытным путем задается диапазон значений ADC, который соответствует нажатой кнопке. Такой подход иногда используется в планшетах для обработки кнопок по типу включения, громкости и т.п.

• Матричный: используется в клавиатурах, в том числе и в телефонах. Позволяет реализовать 16-кнопочную клавиатуру всего с 8-ю сигнальными линиями, однако с таким подходом нельзя нажимать сразу несколько кнопок кнопок в одной «линии» одновременно. Этим и страдали некоторые китайские игровые консоли, на которых нельзя было одновременно зажать вверх и влево или A и B!

Поскольку у нас всего 10 кнопок, мы выберем первый подход. Для этого мы подведем общую массу к нашей макетке, от которой пустим перемычки (дорожки) к каждой кнопке, а с другой стороны подпаяем провода, которые пойдут на входы в наш микроконтроллер.

После этого я наконец-то напечатал первую примерочную болванку, в которой всё помещалось идеально! Время от раздумий до первой болванки — ~5-6 часов:

❯ Стыкуем корпус

Если с моделированием корпуса у меня проблем не возникло, то стыковка деталей — вопрос совершенно другой, особенно для человека без опыта проектирования корпусов. В какой-то момент времени я даже впал в депрессию и сломал парочку болванок, хотя планировал их оставить в коллекции на память. Что-ж, будет памятью о моей вспыльчивости:

Сначала я решил сделать толкатели кнопок. Для «стрелок» я решил сделать классическую крестовину в духе GBA, а кнопки действий решил сделать цилиндрическими. Здесь в целом ничего сложного: подгоняем размеры толкателей к размерам кнопок, делаем у них небольшую выемку снизу, которая будет «шляпкой» для самих кнопок, а также добавляем «юбку» по бокам как ограничитель, дабы они не выпадали из корпуса:

С крестовиной всё чуточку сложнее: сначала я сделал монолитную в стиле GameBoy, однако из-за того что расстояние между кнопками относительно маленькое, при нажатии на стрелку иногда нажималась и вторая кнопка. Поэтому я решил её разделить на несколько частей, оставив характерный рельеф посередине для лучшей тактильности. Я печатал много разных вариантов: подгонял зазоры для уменьшения люфта и добавлял тактильные выемки, однако остановился на классическом варианте. Далее встал вопрос как закрепить плату с геймпадом с обратной части корпуса. Я долго думал и прикидывал варианты: хотел и саморезы вкручивать, и гайки вплавлять, но потом придумал что самым лучшим и надежным решением будут салазки приклеенные на дихлорэтан, которые при желании можно снять не ломая корпус, но которые будут хорошо выдерживать постоянное усилие со стороны игрока!

Когда зазоры были подогнаны, я принялся моделировать заднюю крышку. Дабы она не выбивалась из общего стиля, я сделал её из фронтальной части корпуса: продублировал, отменил все CSG-операции характерные для основного корпуса и обрезал стенки одним большим кубиком.

Нарезаем модель в слайсере и печатаем! Как по мне, получилось очень даже стильно. Да, кто-то скажет, мол, видно, что это колхоз, не Industrial-grade, но как по мне для самоделки вполне на уровне!

На этом разработка корпуса наконец-то закончена!

❯ Пишем прошивку

Теперь, когда корпус нашего устройства готов и элементы в нём более-менее стыкуются, можно перейти к написанию прошивки. Как я уже говорил ранее, в качестве микроконтроллера я решил выбрать ESP32 благодаря копеечной цене и наличию неплохого BT-стека:

В качестве основы я взял официальный сэмпл BT HID-устройства с гитхаба Espressif. Собрав прошивку и протестировав что всё работает нормально, я принялся адаптировать её под свои задачи. Сначала я написал код для опроса кнопок: устанавливаем GPIO в режим входа с подтяжкой к высокому уровню, затем по запросу итерируемся по массиву с GPIO и заносим состояние кнопок в отдельный массив:

У любых механических кнопок есть особенность, которая называется дребезг. Случается она в момент когда мы отпускаем кнопку, но при этом размыкатель ещё не полностью поднялся в крайнее верхнее положение. Бороться с этим можно по разному, самый простой способ — программный, когда мы обновляем состояние кнопки только когда прошло определенное время (измеряемое в миллисекундах) с момента прошлого апдейта.

Все HID-устройства описываются специальным дескриптором, однако формат пакетов с репортами о состоянии устройства у них очень сильно отличается: мышки передают ускорение по осям X и Y, а также состояние кнопок, клавиатуры передают до 8-нажатых клавиш одновременно (наследие PS/2), а у геймпадов целый ворох стандартов (DirectInput, XInput... чего только нет. Кстати именно поэтому внешние геймпады обычно имеют несколько режимов). Алгоритм отправки репортов очень прост: 60 раз в секунду проверяем состояние кнопок, если какие-то нажаты — заполняем буфер с нажатыми клавишами и затем отправляем репорт хост-устройству.

Вуаля! Всё работает идеально!

❯ Доводим ПО смартфона

Мы уже почти дошли до финала, осталось лишь чуть-чуть доработать прошивку смартфона! Для этого, его сначала необходимо рутировать: ставим CWM через Odin и устанавливаем SuperSU!

Поскольку кнопку включения я не предусмотрел в корпусе, было решено реализовать автостарт устройства от зарядки — прямо как на айфоне! Большинство смартфонов при отображении анимации зарядки на самом деле загружают ядро Linux и запускают специальную программу. Если эту программу подменить на перезагрузку в обычный режим — мы получим автостарт устройства!

На смартфонах Samsung за это отвечает бинарник /system/bin/lpm или же /system/bin/playlpm. Изначально я хотел сделать жёсткую ссылку на программу reboot, которая не работала пока не были запущены какие-то Samsung'овские службы. Затем я узнал что есть возможность напрямую направить ядру запрос о перезагрузке устройства с помощью sysrq.

Далее был написан простенький скрипт:

Который тоже не работал. И я понял что lpm нужно подменять другой самопальной программой. Так была написана и собрана с помощью NDK вот такая мелкая утилита, с которой уже всё заработало:

Далее необходимо было решить вопрос с виртуальными кнопками: поскольку в корпусе консоли виден только дисплей смартфона без кнопки Home, нам нужен был способ как-то управлять системой. Для этого было достаточно лишь пропатчить build.prop и добавить qemu.hw.mainkeys=0. В S4 Mini программные кнопки работают немного кривовато (только в портретной ориентации - т.е в нашем случае в режиме смартфона), но в целом пойдет. Я ещё немного поигрался в build.prop ради фана и добавил упоминания N-Gage :)

❯ Аппаратные доработки

Далее необходимо было решить вопрос с зарядкой. Как я уже говорил выше, было решено использовать Type-C. Я заказал разъём на плате, разобрал смартфон и кинул перемычки с цепи питания и сигнальных линий на разъем.

Теперь нужно решить задачу запитывания микроконтроллера. ESP32 в режиме BLE кушает целые 130мА (что очень много, телефоны нулевых кушали меньше с учетом параллельно работающего GSM-тракта!) в режиме активной передачи данных. Поскольку на самой плате с ESP32 используется LDO AMS1117 с высоким dropout-напряжением в 1.2В, для использования с обычным литий-ионным аккумулятором необходимо было использовать ULDO с дропаутом в ~0.3В...

...но зачем, если контроллер питания смартфона — буквально и есть многоканальный DC-DC преобразователь, который выдаёт сразу несколько различных напряжений:

• 0.8В-1.2В - VCore, это шина питания ядер процессора. Именно на ней работает вся или почти вся внутренняя логика системы на кристалле.

• 1.2V-1.8V VRef - обычно это референсное напряжение для работы процессора с внешней логикой. Впрочем, с таким напряжением может быть и одна из шин питания для каких-то модулей (например камеры), это зависит от платформы.

• 3.3V - Ну, здесь всё очевидно. 3.3В — одно из самых распространенных напряжений в микроэлектронике и может использоваться в широком спектре модулей. Например оно может использоваться для запитки модуля камеры, различных датчиков, контроллера тачскрина, усилителя и т.п. Именно эта шина питания в идеале нам и нужна.

Однако 3v3 уровни могут быть и логическими. Крайне не рекомендую вешать нагрузку аж в целых 130мАч на какую-нибудь цифровую линию, есть неиллюзорный риск спалить процессор или контролер питания. Лучше всего брать эту шину питания с здоровых decoupling-конденсаторов, однако имейте ввиду что шина может быть нагружена другими устройствами и вы со своей нагрузкой в сотню миллиампер можете увести КП в защиту!

В случае с S4 Mini у меня был сервис-мануал с схемой, где я принялся искать нужное напряжение. Изначально у меня была возможность взять 3.3В с питания eMMC, однако по ходу изучения схемы я заметил ещё одну подходящую шину питания — 3P0 (т.е 3В ровно), которая питает Wi-Fi, ИК-порт и тачскрин.

Я решил заглянуть в даташит на микроконтроллер и убедился, что он умеет работать в том числе и при 3В на входе, однако это пороговое напряжение при котором может работать чип. Если питание нестабильное и проседает, то МК либо зависнет, либо упадет в ресет. Однако я был уверен что на выходе DC-DC с КП смартфона точно должно быть всё нормальным. Я быстренько вывел перемычку и запитал МК буквально «в воздухе», проверил что всё работает стабильно, а затем припаял несколько жилок с LVDS-кабеля и закрепил УФ-маской.

Ну что ж, пришло время собрать всё воедино! Не без помощи дихлоэретана салазки были установлены, платы геймпада вставлены, все питания припаяны, а резьба в задней крышке была нарезана.

И вот, наконец-то моё детище собрано! Давайте же посмотрим что я там насобирал!

❯ Тестируем

Одним из основных критериев будущего игрового смартфона была конечно-же возможность сохранить функционал телефона. Иными словами, мне очень хотелось чтобы девайс повторял концепцию N-Gage и действительно в себе совмещал возможность звонить и удобно играть в игры!

В целом, я считаю что у меня это вполне получилось. Помимо функций самой звонилки, Android 4.4 всё ещё вполне может порадовать владельца базовым серфингом сети (большинство сайтов не откроется... ну нам и опеннета хватит!) и мессенджерами - здесь пока ещё работают и Telegram, и ВК в лице в Kate Mobile. Однако есть определенный нюанс... я взял GT-I9190 - т.е односимочную 3G-версию S4 Mini. А как известно, 3G в России уже практически не используется, поэтому вне Wi-Fi придется ограничится EDGE :)

Вчера я сделал анонс статьи на Пикабу и несколько читателей задали резонный вопрос: это же буквально смартфон 2013 года, он же, на первый взгляд, ничего не умеет в современных реалиях. Однако спешу вас заверить что под капотом всё не так уж и плохо! 400'ого Snapdragon'а хватает для большинства мобильных игр тех лет, не говоря уже об эмуляторах. При этом в отличии от старших 600'ых снапов (тогда 800'ый ещё не вышел), он не слишком сильно греется и более лоялен к и без того не самому объёмному аккумулятору!

Однако про опыт использования смартфонов прошлых лет в современных реалиях я уже не раз рассказывал в других своих статьях, поэтому предлагаю перейти к тесту игр. И начнем мы с вами с эмулятора NES.

Когда запускаешь любимый Super Mario Bros на офигенной AMOLED-матрице, то сразу понимаешь что весь проект был затеян точно не зря. После отключения линейного фильтра и растягивания картинки на весь экран, то диву даешься какие тут сочные цвета - не как на ЭЛТ-телевизоре, но тоже очень годно! Эмулятор работает очень шустро!

Давайте же перейдем к чему-то ещё более пестрому и "графонистому" - а именно к Sega Mega Drive с оригинальным Соником! Здесь игра точно также летает, звук не хрипит, а картинка выглядят максимально приятной. Когда-то AMOLED-матрицы Samsung ругали за PenTile и немного не естественную цветовую схему... но в эмуляторах она как-будто какой-то шарм придает.

Далее предлагаю опробовать DOS'овскую классику - Wolfenstein 3D. Помимо "вольфа", я хотел добавить в тесты также и Quake... но порты попались кривые и не запускались. Очевидно что игра, которая шла даже на 286'ом, будет отлично летать на S4 Mini:

Ну и нативные игрушки здесь тоже работают неплохо. В какие-нибудь аркады типа Angry Brids, Fruit Ninja или Asphalt можно поиграть с большим удовольствием!

❯ Заключение

Вот такой незамысловатый и полезный девайс у нас с вами сегодня получился. Вы можете собрать такой и сами, схему, код прошивки и исходные файлы моделей я выкладываю на своём Github. Корпус можно "пощупать" в TinkerCad.

Сама разработка заняла всего 7 дней, большая часть времени ушла на подгонку деталей. Да, эту неделю я определенно точно почти не спал и даже один раз попсиховал. Однако все время разработки мне было дико весело и интересно. Ну, а что ещё пареньку в 23 года то нужно, кроме как писать код, копаться в девайсах и ТАЗах!?

Жду ваше мнение о моей самоделке в комментариях! А если вам интересна тематика ремонта, моддинга и программирования для гаджетов прошлых лет, подписывайтесь на мой Telegram-канал «Клуб фанатов балдежа», куда я публикую бэкстейджи статей, иногда полезные посты ну и немножечко щитпоста! Если вам интересны мои видео той же тематики — предлагаю подписаться на мой YouTube-канал.

Важно

Друзья! Для подготовки статей с разработкой самопальных игрушек под необычные устройства, объявляется розыск телефонов и консолей! В 2000-х годах, китайцы часто делали дешевые телефоны с игровым уклоном — обычно у них было подобие геймпада (джойстика) или хотя бы две кнопки с верхней части устройства, выполняющие функцию A/B, а также предустановлены эмуляторы NES/Sega. Фишка в том, что на таких телефонах можно выполнять нативный код и портировать на них новые эмуляторы, чем я и хочу заняться и написать об этом подробную статью и записать видео! Если у вас есть телефон подобного формата и вы готовы его задонатить или продать, пожалуйста напишите мне в Telegram (@monobogdan) или в комментарии. Также интересуют смартфоны-консоли на Android (на рынке РФ точно была Func Much-01), там будет контент чуточку другого формата :)

А также я ищу старые (2010-2014) подделки на брендовые смартфоны Samsung, Apple и т. п. Они зачастую работают на весьма интересных чипсетах и поддаются хорошему моддингу, парочку статей уже вышло, но у меня ещё есть идеи по их моддингу! Также может у кого-то остались самые первые смартфоны Xiaomi (серии Mi), Meizu (ещё на Exynos) или телефоны Motorola на Linux (например, EM30, RAZR V8, ROKR Z6, ROKR E2, ROKR E5, ZINE ZN5 и т.п, о них я хотел бы подготовить специальную статью и видео т. к. на самом деле они работали на очень мощных для своих лет процессорах, поддавались серьезному моддингу и были способны запустить даже Quake!). Всем большое спасибо за донаты!

Статья подготовлена при поддержке TimeWeb Cloud. Подписывайтесь на меня и @Timeweb.Cloud чтобы не пропускать новые статьи каждую неделю!

❯ Что такое девкит?

Если вы крутой и продвинутый инженер, то ответ на вопрос что такое evaluation board наверняка знаете и сами. Однако сегодняшний материал будет написан в эдаком научпоп-стиле «для всех», поэтому строго в комментах не судите — старался всё расписать максимально доступно для рядового читателя!

• Чипсет: сердце устройства, фактически процессор. Однако от процессоров общего назначения мобильные чипсеты отличаются тем, что в одном кристалле помимо ARM-ядер также находятся вспомогательные модули — контроллер памяти и eMMC/UFS, графический ускоритель, DSP-модуль для обработки изображения с камер, аудио-тракт, отвечающий за вывод звука через встроенный ЦАП или через протокол i2s на внешний кодек, а также модуль управления пинами общего назначения (GPIO) и общения с внешними устройствами с помощью шин SPI и I2C.

• BT/Wi-Fi/GPS/FM радиотракт: обычно один комбо-чип, объединяющий в себе все указанные технологии беспроводной передачи данных. Модуль подключён к процессору напрямую, ранее — через SDIO, сейчас с помощью иных аппаратных шин. Вокруг чипа стоит обвязка — усилители сигнала и различные небольшие компоненты, необходимые для функционироавния тракта.

GSM радиотракт: также известный как модем. Именно от него зависит, какие стандарты связи и наборы частот будет поддерживать устройство. Основой модема служит бейсбенд — специальный DSP-процессор со своей собственной прошивкой, который занимается измерением уровня сигнала, выбором вышки и коммуникацией с ней, а также обработкой AT-команд, которые посылаются чипсетом при совершении звонков, обработке SMS и т. п. Также бейсбенд занимается декодированием звука. К бейсбенду в пару идет антенный усилитель и свитч, обычно в одном или нескольких чипах (в зависимости от набора поддерживаемых стандартов).

Контроллер питания: этот чип выполняет сразу несколько важных ролей, связанных с питанием устройства — схема зарядки (чарджер) литий-ионных АКБ, многоканальный ШИМ-контроллер, способный выдавать несколько уровней напряжений (обычно называемых Power Rail'ами. Типичные напряжения в смартфоне/планшете — ~0.8V питание ядер процессора, 1.8V — питание логики, 3.3V — питание контроллера тачскрина/дисплея, 5V — напрямую никуда не поступает, бывает лишь на входе USB). К КП всегда идёт обвязка в виде мелких SMD-компонентов и ключей. В редких случаях (привет Unisoc) и его умудряются запихнуть в чипсет!

Звучит сложно? После практики ремонта и моддинга смартфонов всё значительно проще :)
Однако спроектировать такую большую систему «на коленке» сложно и для разработчиков смартфонов/планшетов существуют специальные платы, называемые evaluation board или понятным любому русскому человеку словом девкит.

На таких платах распаяно всё необходимое для работы устройства: процессор, память, радиотракт, джек для звука и микрофона, чарджер для АКБ, USB и конечно-же, JTAG для отладки с гребенкой, на которую выведены пины процессора. Кроме того, на девкиты часто устанавливаются уже готовые дисплеи и тачскрины, а процессор с ОЗУ и памятью нередко выносят в отдельные системы на модуле (SoM, о серийном планшете с съемным процессором читайте в моей отдельной статье). Делается это для возможности быстрой замены спаленного проца (ну, в конце-концов, не все инженеры могут сдуть и поставить процессор в BGA-корпусе) и в некоторой степени для упрощения дизайна самой платы (поскольку на SoM есть лишь самая необходимая обвязка). То есть сами девкиты — это формально две платы, где основная представляет из себя лишь набор интерфейсов и гребенки пинов с процессора!

На самом деле, evaluation kit'ы не шибко отличаются от современных одноплатников — единственное отличие в габаритах (одноплатники в разы меньше и подходят для готовых устройств), доступных шинах и GPIO: хотя и здесь есть интересные устройства типа Olimex A20 SoM, который выводит почти все пины с AllWinner A20. Так что можно смело сказать, что одноплатники отпочковались от девкитов и являются их куда более дешевыми, а главное поддерживаемыми коммьюнити аналогами.

Недавно мне удалось купить девкит Snapdragon 410 под названием Variscite Dart SD410. Это, конечно, не самый крутой доступный девкит (у него нет GSM-части), но тем не менее это полноценная плата с собственным столом, дисплеем, тачскрином и различными образами ОС.
Нашёл я его на известной онлайн-барахолке, человек хотел сделать из него игровую консоль, но не сложилось. Так и выставил за 5.000 рублей. Немножко торга и вот — девкит уже у меня, а я как большой ценитель различных редких и интересных одноплатников и девкитов не могу нарадоваться :)

Давайте же распакуем его и познакомимся с ним поближе!

❯ Распаковка

Поставляется девкит в довольно большой коробочке с кратким мануалом, а также блоком питания. Для чуть более старых девкитов, например Idea6410 на базе Samsung S3C6410, характерны были DVD-диски в комплекте с лицензионной (?) Visual Studio 2005, Platform Builder с Windows CE и, конечно-же, BSP.

Сама плата прикручена к специальному «столу», дабы всё нужное не висело «на соплях». Несмотря на относительно большие размеры, девкит вполне можно превратить и в готовое устрйоство, размерами близкими к 7-дюймовому планшету. Делаем свой Nintendo Switch на Снапе!? :)

С верхней стороны платы расположен коннектор камеры, гребенка для JTAG, I2C/SPI и куча GPIO. Также сверху есть батарейка для поддержания работы RTC и три кнопки, характерных для Android (назад, домой и включение), а также перемычки на переключение режима загрузки. SD410 умеет грузиться с MicroSD, eMMC и… USB! Вот уж неожиданно для устройства на «снапе»!

По центру расположена та самая съёмная система на модуле с процессором и ОЗУ на борту. В качестве чипсета выступает APQ8016E с eMMC производства Samsung, на плате SoM также можно увидеть радиотракт Wi-Fi/BT/GPS и с обратной стороны контроллер питания. Фактически — это минимально необходимый набор для работы планшета или смартфона, остальная плата — лишь разведенная периферия!

Снизу платы разведен сетевой контроллер для LAN, а также USB-порты и 3.5мм разъемы Jack для подключения микрофона и динамиков. Есть также пятачки для ручной пайки динамиков и некоторых иных элементов.

С левой стороны платы расположен дисплей с емкостным тачскрином. Меня сразу удивила надпись LVDS, поскольку в мобильных устройствах гораздо более характерен MIPI DSI (схожий протокол), однако сняв и осмотрев дисплейный модуль я убедился, что Variscite изготовили переходную плату с TTL RGB на LVDS с помощью внешнего скалера. Зачем? Я и сам не знаю. Но с обратной стороны платы выведены пины DSI напрямую для подключения дисплея с мобильных гаджетов.

Справа мы видим свитч питания и набор пользовательских светодиодов, которыми можно поморгать. Кнопочки, кстати, тоже отдельные GPIO экспортированные в систему и их можно использовать для своих нужд.

Давайте же запустим плату!

❯ Запускаем

Для функционирования платы необходимо как минимум две вещи. Первая — исходный код ядра. Так уж получилось, что далеко не все чипсеты поддерживают Mainline-ядро Linux и используют свои форки, пока ещё не объединённые с основной веткой. Вторая называется BSP (Board Support Package) — пакет для поддержки системой определенной платы. В случае Linux, в BSP содержится конфиг сборки ядра, device-tree или machine-файлы (если ядро не мейнлайн и без поддержки dtb) с описанием подключенных к плате устройств и конечно-же сами драйвера для дополнительной периферии (например контроллера дисплея).

Чтобы получить образы системы, нужно регистрироваться на сайте вендора и заходить на приватный FTP… но у меня такой возможности нет, поскольку девайс я покупал с рук. Но продавец выслал мне BSP с recovery-образами двух систем: Android и Yocto Linux.

Android уже был предустановлен на eMMC и здесь всё в целом стандартно: обычная система версии 7.1, AOSP, но с различным тестовым и презентационным софтом от Qualcomm. В целом, это уже фактически готовый самый обычный Android-планшет, только с внешней гребенкой и питающийся только от 5В:

Гораздо более интересной выглядит установка Linux. Образы поставляются в виде прошивки для fastboot, которые шьются буквально одной кнопкой. Сначала нужно ввести плату в режим fastboot: делается это включением платы с зажатой кнопкой «назад». Затем распаковываем архив с Yocto Linux и выбираем нужный образ — есть десктопный, консольный и с оконным менеджером Weston. Я выбрал последний: распаковываем gz-архив и редактируем скрипт прошивки, дабы он брал образ rootfs с weston:

После этого запускаем процесс прошивки, ждём секунд 30:

И у нас есть полноценный Linux как на одноплатнике!

❯ Заключение

Ну что друзья, в сегодняшнем материале мы с вами рассмотрели такую интересную систему на модуле. Надеюсь, вам было интересно! А с какими интересными девбордами и чипсетами работали вы?

Друзья, если у вас есть похожие девкиты или просто одноплатники на каких-то интересных чипсетах типа древних самсунгов (времен S5PC), OMAP'ов, i.MX и т. п. и вам они не особо нужны — я готов рассмотреть их покупке. Особенно интересно было бы поколупать такой легендарный процессор, как Intel PXA (или его продолжателя в лице Marvel PXA) — киты с ним в свое время было достать несложно. Пишите в личку в ТГ (@monobogdan) :)

Кстати, если у кого-то из читателей есть ненужные устройства (в том числе с косяками) или дешевые китайские подделки на айфоны/айпады/макбуки и другие брендовые девайсы будучи нерабочими, тормозящими, или окирпиченными и вам не хотелось бы выкидывать их на свалку, а наоборот, отдать их в хорошие руки и увидеть про них статью — пишите мне в Telegram или в комментах! Готов в том числе и купить их. Особенно ищу донора дисплея на китайскую реплику iPhone 11: мой ударник, контроллер дисплея калится и изображения нет :(

Статья подготовлена при поддержке TimeWeb Cloud. Подписывайтесь на меня и @Timeweb.Cloud чтобы не пропускать новые статьи каждую неделю!

Обычно Android-устройства принято считать "бесполезными" через 5-10 лет после выхода. Особенно, это касается бюджетных моделей, которые "не тянут" современные сервисы или те девайсы, которые по каким-то причинам физически пострадали в процессе своей жизни. Но пока одни выкидывают смартфоны и планшеты, считая их электронным хламом и засоряя мир, другие стараются найти применение всему подряд и оказывается, что Android-устройства ещё вполне себе могут оказаться полезными. Однако порой необходимо реализовать автоматическое включение устройства при подключения к зарядке и вот здесь многие впадают в ступор - ведь замкнуть кнопку включения зачастую недостаточно! В сегодняшнем материале я расскажу свои кейсы запитывания устройств от блоков питания, а также реализацию автовключения на разных чипсетах. Интересно? Тогда добро пожаловать под кат!

❯ Как и зачем?

Вероятно, читатель спросит мол "зачем 10-летние Android устройства могут быть нужны?". И если немного призадуматься, то можно прийти к выводу, что действительно гаджеты прошлых лет могут быть достаточно полезными во многих сферах, причём не только планшеты, но и Android-смартфоны. И помимо реализации чего-то "стандартного" на манер красивых Android-часов с будильником или, например, мультимедиа станции а-ля iPod, есть ещё множество интереснейших кейсов, в которых можно использовать такие устройства. Я лично собрал для себя несколько:

• HMI-панель: это умные программируемые дисплейные модули, которые могут выводить ту или иную информацию с микроконтроллеров или любых других устройств на экран. Благодаря 10-дюймовому планшету можно сделать очень удобное переключение режимов работы каких-то устройств, либо сделать показ информации с различных датчиков в помещении в реальном времени. Никто не мешает и в машину такой планшет поставить для сбора информации о двигателе.

  У Android-устройств перед классическими HMI-дисплеями есть огромное преимущество: наличие 3D-ускорителя и возможность выводить красивые визуалиации и графики, а также анимацию. В будущем проекте со своей машиной - "ВАЗ 2110", я покажу как использовать планшет в таких целях на практике.

• Сбор данных: у микроконтроллеров слишком маленький объем встроенной Flash-памяти, чтобы хранить какие-то большие датасеты и строить из них статистику. Конечно можно подключить MicroSD... но ведь ко всем сразу не будешь по отдельной флэшке подключать, да и MicroSD отнюдь невечные при постоянной перезаписи данных - и здесь приходит на помощь такой планшет. eMMC обычно значительно более выносливая через MicroSD, с неё можно достать данные (при отсутствии шифрования), а мощный процессор планшета вполне может ещё и обрабатывать приходимые данные и куда-то отправлять. Вполне полезно!

• Использование как одноплатника: я писал об этом недавно статью. Во многих бюджетных планшетах разведен UART на плате, к которому есть доступ из пользовательского окружения и даже Java-приложений! Таким образом, можно общаться с микроконтроллерами по проводному интерфейсу, или напрямую дергать ножками микроконтроллера реализовав прошивку-прослойку для МК.

• Нестандартные применения: ну, тут я просто хотел похвастаться своим проектом с превращением планшета в игровую консоль с помощью внешнего микроконтроллера :)

Так что, как мы с вами видим, устройства прошлых лет отнюдь не бесполезны и при определенной смекалке мы можем им дать вторую жизнь и приспособить для работы на каком-нибудь объекте. Понятное дело что что-то серьёзное на них никто вешать не будет, но например панель заказа нямки в чебуречной или что-то на манер ГУ в машине - почему бы и нет?

Однако порой возникает задача реализовать авто-старт устройства при подключении смартфона к зарядке или вообще реализация автономной схемы питания. Автономная схема питания реализуется относительно легко: порой можно кинуть 5В от блока питания на VBat (плюсовой и минусовой контакт АКБ) напрямую. КП у MediaTek, имеют пороговое напряжение на аккумуляторе до 5.5-5.6В и не выгорают. Но это рискованно, если БП плохой и произойдет скачок - есть шанс того, что окажется пробитой обвязка/КП/ключи (вход со стороны USB обычно защищен от такого). Лучше всего использовать DC-DC преоразователь на ~4.2В с током от 1.5-2А.

А вот с авто-стартом вопрос интереснее. Всё зависит от реализации этой самой кнопки включения и от чипсета: например, на смартфонах Sony с чипами Qualcomm иногда достаточно лишь сдуть кнопку включения и замкнуть её контакты перемычкой: всё будет работать без каких-либо проблем. Но на некоторых смартфонах, зажатая кнопка включения будет уводить устройство в циклический ребут каждые 10 секунд, что может быть неприемлемо.

Несколько месяцев назад, читатель под ником @A1f подогнал мне китайский iPhone 7 Plus на Android - всё как я и люблю :) Девайс был рабочий, однако после того, как читатель отдал его в сервис, у него по каким-то причинам потерялось пару винтов, оказалась сломана кнопка включения на шлейфе, а смартфон не заряжался...

Ну, с зарядкой вопрос я решил быстро: китайские айфоны иногда используют свои "Lighting'и", несовместимые с оригиналом и которые не могут заряжатьоригинальный айфон. Благо в комплекте был пожухлый оригинальный кабель, который я разобрал и припаял всё обратно. Теперь и USB, и зарядка работают нормально!

С кнопкой вопрос был интереснее: хотя найти такую на шлейфе и кинуть с неё перемычки - дело 5 минут, я лёгких путей не искал и решил сделать автостарт при подключении к зарядке - как и на оригинальном айфоне :)

И, как вы уже поняли, просто так поставить перемычку на контакте Power и массу не получится - смартфон будет постоянно уходить в ребут. Поэтому я сдампил загрузчик с помощью SP Flash Tool и начал ковырять его в IDA Pro, благо устройство не требует разблокировки этого самого загручзика. Способ рабочий для многих устройств на MediaTek, в том числе и некоторых 67xx (возможно придется разблокировать загрузчик), а на устройствах с другими чипсетами алгоритм может быть +- похожим, но если нет возможности напрямую вмешаться в загрузчик, можно сделать авто-загрузку патчем boot.img.

❯ Реверсим и патчим

Для реализации автозагрузки, необходимо пропатчить загрузчик. В устройствах на чипсетах MediaTek их два - первый Preloader, который занимается первичной инициализацией периферии и ОЗУ, а второй - lk, который инициализирует дисплей, грузит ядро Linux и передаёт ему управление. В сети уже давно лежат слитый исходный код и Preloader, и lk, так что с их изучением проблем не возникнет, идея общая у всех устройств.

Итак, что-же происходит при включении смартфона? lk определяет так называемый режим загрузки, в зависимости от которого меняется раздел, с которого грузится ядро (boot или recovery), а также параметры передаются ядру (atags). В процессе работы lk и перед загрузкой ядра, перед тем как показать анимацию зарядки, загрузчик проверяет нажата ли кнопка включения - и если да, то быстренько перезагружает устройство в обычный режим.

Да, всё так легко! Таким образом, нам остаётся лишь пропатчить условие с проверкой кнопки включения, дабы смартфон считал что кнопка нажата тогда, когда она по факту не нажата. В IDA Pro, lk загружается с смещением памяти в 0x0, а найти нужную инструкцию нам поможет зацепка в виде отладочной строки. IDA Pro сразу строит все xref'ы и обращения к строкам, так что найти нужные данные не составит труда. Ищем "[%s] PowerKey Pressed in Kernel Charging Mode Before Jumping to Kernel, Reboot Os" и смотрим все обращения к адресу памяти, с которого начинается строка.

Чуть выше метода вызова printf, можно найти наше условие, которое начинается с инструкции CMP R0, #0. Сразу после него идёт инструкция BNE, которая бранчит код и продолжает загрузку системы в режиме "зарядки". Нам остаётся лишь заменить её на NOP в hex-редакторе в той-же IDA Pro и система сразу после попытки включится в режиме зарядки уйдет в ребут и перезагрузится в обычном режиме, будто мы просто включили смартфон с кнопки!

Прошиваем наш новый lk:

И видим, что всё работает! :)

❯ Второй способ

Если возможности пропатчить загрузчик нет, в дело вступает второй способ, заключающийся в патче boot.img - раздела с ядром устройства и ramdisk'ом, в котором содержаться скрипты для инициализации устройства (*.rc). Всё дело в том, что даже при зарядке смартфон загружает ядро Linux, первоначальный рамдиск и в зависимости от режима загрузки запускает либо app_process (главныйй процесс в Android), стартуя загрузку системы, либо специальную программу, которая часто называется charger и находится в /system/bin/ (иногда в самом boot.img).

На смартфонах с разными чипсетами реализация этого способа может сильно отличаться, однако приведу пример с смартфонами Sony Erisson из 2011 года (у меня есть Xperia Play с сломанной кнопкой включения). Там устройство начинает выполнение скрипта init.rc, тот в свою очередь запускает init.semc.rc и на этапе инициализации запускает программу chargemon, которая выводит анимацию зарядки, отключает смартфон, если кабель вытащили и слушает нажатие кнопки включения, продолжая процесс загрузки, если пользвоатель зажал кнопку включения. Соответственно, весь фикс - закомментировать эту строку :)

#exec /system/bin/chargemon

В случае MTK, можно попробовать ещё пропатчить init.rc, дабы он продолжал загрузку системы даже в случае подключения кабеля в режиме зарядки. Способов много, главное проявить смекалку и не бояться разбираться в чём-то непонтяном :)

❯ Заключение

Как видите, ничего сложного в реализации автоматического старта устройства нет. Где-то можно обойтись перемычкой на кнопку включения, где-то патчем boot.img, а где-то и патчем загрузчика. Но тем не менее, это вполне возможно на практике и позволяет делать такие приколюхи, как я со своим китайским айфоном :)

Надеюсь, материал вам был интересен и полезен! Пишите, нужно ли вам было реализовать что-то подобное и как это делали в комментариях!

Друзья, если у вас есть подобные китайчики и вы не разделяете желания пытаться вдохнуть в них жизнь, но выбрасывать их жалко — можете задонатить их мне :) Как сами видите — девайсы попадают в хорошие руки. Из недавнего — я взял нерабочую, утопленную китайскую копию 14 Pro Max из под СЦ в качестве основного смартфона. Также у меня есть канал в Telegram, куда я выкладываю бэкстейджи статей, различные заметки о ремонте, моддинге, программировании и реверс-инжиниринге и свои мысли, а также ссылки на свои новые статьи и видео. Кому интересно — залетайте!

Статья подготовлена при поддержке TimeWeb Cloud. Подписывайтесь на меня и @Timeweb.Cloud, чтобы не пропускать новые статьи каждую неделю!

В наше время, из-за санкций одноплатники стали стоить каких-то «конских» денег. Даже б/у RaspberryPi Zero стоит 2-3 тысячи рублей на барахолках, что, мягко скажем, не совсем лояльная цена для «самого дешевого одноплатного компьютера в мире». Конечно, Orange Pi Zero всё ещё можно купить в пределах 1.500-2.000 рублей, но как по мне и эта цена не слишком лояльна за те характеристики, который предлагает такой одноплатник. С другой стороны, Android-планшеты 10-летней давности продаются на барахолках по 100-300 рублей, что выглядит гораздо привлекательнее, причём на некоторые устройства практически без костылей можно установить полноценный дистрибутив Linux! Вероятно, многие читатели скажут мол «автор бомж» и будут правы: ведь в рамках этой статьи, я хочу рассказать о том, как использовать полурабочий древний планшет в качестве полноценного одноплатника путём подключения его к микроконтроллеру и выводу GPIO! Сегодня мы с вами: узнаем, как подключить микроконтроллер к шине UART в планшете и научимся работать с последовательной шиной в Android прямо из Java и нативных программ. Интересна моя концепция антикризисного одноплатника? Тогда добро пожаловать под кат!

❯ Зачем это нужно?

Пожалуй, нельзя сказать, что подобная концепция пристраивания старых планшетов — вопрос исключительно цены. 2-3 тысячи рублей не такие уж и большие деньги и при желании можно купить хотя-бы Б/У, но всё таки полноценный одноплатник с нормальной GPIO-гребенкой. Однако здесь стоит вопрос не столько дешевизны, сколько E-Waste: зачем выкидывать в помойку потенциально рабочие планшеты с живым процессором, если их можно пристроить куда-то ещё?

На самом деле, планшеты с ROOT-доступом уже из коробки могут выполнять весьма полезные задачи, как, например, хостинг http-сервера для домашней страницы, работать как панель с часиками и погодой, или, например, работать в качестве HMI-панели для оформления заказов в шаурмечной. Кроме того, многие планшеты на базе смартфонных чипсетов (MediaTek, Spreadtrum) имеют полноценный Bluetooth-модуль, что позволяет «подружить» планшет с микроконтроллером через радиоканал, что значительно расширяет возможный спектр применений.

Преимуществ у такого подхода много: у «пожилого» планшета уже есть большой, достаточно качественный (хороший TN, либо даже IPS) дисплей с тачскрином, который поддерживает мультитач, GPU для вывода 3D-графики, 3.5мм для вывода звука + встроенные динамики, а также весьма неплохое, по сравнению с дешевыми одноплатниками, железо. Звучит весьма вкусно для цены в 300 рублей: собрать хоть немного похожую конфигурацию на базе RPi выйдет в 10-15 тысяч рублей (учитывая дороговизну MIPI-матриц с тачскринами + цену самой «малинки» и обвязки для аудиотракта).

Но при всех перечисленных достоинствах, атрибутом любого полноценного одноплатника является наличие GPIO — и даже здесь мы сможем с вами выкрутится! Первый способ, о котором я чуть выше вскользь рассказал, позволяет реализовать общение с МК и «ногодрыг» через BT-радиоканал, но минусы такого подхода очевидны (МК с BT дороже, радиоканал потребляет дополнительную энергию, некоторые могут посчитать BT небезопасным). Однако есть и второй подход, который заключается в использовании диагностических пятачков UART на плате устройства для наших личных целей!

С таким подходом можно использовать как «голый» Linux, используя концепцию, которую я представил в этой статье, так и взаимодействовать из Java-приложений для Android (что даёт уже, как минимум, удобный GUI-фреймворк). Сегодняшняя статья будет «без воды», только чистая конкретика, поэтому давайте перейдем к реализации!

❯ Подготовка

Как я уже говорил выше — в рамках данной статьи мы рассмотрим использование UART в планшете для наших собственных целей. UART — это двунаправленная полнодуплексная цифровая шина, которая позволяет обеспечить стабильную передачу данных при относительно невысокой скорости, измеряемой вбодах. То есть, быстро стримить картинку с её помощью вы не сможете, но сможете, например, получить состояние входов МК, прочитать что-то на шине I2C, используя мост UART -> I2C или, например, прочитать показания датчиков, которые МК предварительно опросил.

Сама по себе концепция очень простая: многие китайские производители планшетов и смартфонов не только разводят UART в виде отдельного пятачка на плате, но и подписывают его, задействуя UART-канал как вывод для логов ядра, а иногда и предоставляя доступ к рутовой консоли! В свою очередь, из юзерспейса мы можем получить доступ к UART с помощью устройства/dev/ttyS<x>на подавляющем числе чипсетов и/dev/ttyMT<x>на MediaTek. Однако учтите, что в некоторых случаях придется патчить загрузчик, дабы редиректнуть логи ядра в /dev/null.

Однако наличие UART на плате — не всегда признак того, что он сконфигурирован в системе верно. Например, на смартфонах с чипсетами SC6820 нормально завести UART я так и не смог, а на некоторых устройствах на базе MT657x нужно патчить загрузчик, дабы он «увидел» нужный канал UART! В моём случае, героем статьи стал планшет Prestigio, у которого отказал тачскрин, но был доступен UART:

Конкретно в моём случае, после установки последней официальной прошивки планшет перестал слать логи на UART и устройство /dev/ttyMT3 оказалось доступным для наших операций, в вашем же случае может потребоваться настройка devicetree, или просто патчинг загрузчика, дабы редиректнуть консоль на другой вывод UART. Кроме того, необходимо обязательно получить root-доступ хотя-бы к adb shell, поскольку доступ к /dev/tty устройствам возможен только от имени суперпользователя. Как же проверить UART на возможность чтения/записи? Сначала нам необходимо взять ESP32 или любой UART-USB преобразователь, припаять сигнальные линии RX/TX и использовать любую программу для работы с последовательным портом, например Putty. Заходим в adb shell, и пишем что-нибудь в консоль:

Работает? Замечательно, значит мы сможем использовать планшет вместе с микроконтроллером! Переходим к практической реализации нашего приложения!

❯ Используем из Java

Я специально решил выделить для Java-подхода отдельный раздел, поскольку просто взять и открыть /dev/ttyMT3 с помощью FileInputStream не выйдет. Дело в том, что даже несмотря на наличие root-доступа, по факту ни одно Android-приложение его не имеет (за исключением подписанных системных в папке /system/app/) и для всех операций, требующих повышенных привилегий, либо распаковывают и запускают внешнюю нативную программу из под суперпользователя, либо с помощью специального костыля с запуском sh-программ читают/пишут нужные блочные устройства сами. Связано это с тем, что все Android-приложения работают в хост-процессе app_process, который форкается (отпочковывается) от «главного» процесса, который запущен из под «простого» пользователя, который не находится в группе system.

Здесь концепция также очень простая: su имеет аргумент -c, который позволяет запустить команду от имени root-пользователя и возвращает объект процесса, дабы мы потом могли перехватить stdout:

Таким образом, для чтения текстовых данных из UART'а нам достаточно лишь периодически «слушать» stdout команды cat и обрабатывать данные:

Костыль, но со вкусом :) Если вас не устраивает такой подход или ваше приложение значительно более комплексное, вы можете использовать UART и из под нативных программ.

❯ Используем из C

Работа с последовательными портами в Linux не отличается от работы с любыми другими файлами и устройствами: вызовов open, read, write и close обычно хватает и лишь иногда к ним в довесок нужен ioctl.

Для работы с терминалом необходимо использовать модуль termio который предоставляет все необходимые структуры для настройки режима работы терминала, в т.ч и бодрейт. Дело в том, что изначально последовательное устройство настроено на режим работы в качестве терминала, т.е драйвер отдаст данные только после того, как устройство на UART пошлёт \n, или превысит размер внутреннего буфера для сообщения. Если вам нужно работать с бинарными данными и получать их «на лету» — необходимо настроить последовательный порт в «binary» режим:

Если же вам достаточно текстового терминального режима, то можно продолжить как есть и использовать fgets, fscanf и прочие удобные функции из libc! О том, как собрать нативную программу для смартфона и как вообще выбросить Android из него, читайте в моей отдельной статье.

❯ Заключение

Вот таким образом можно использовать проводную шину в планшете для собственных нужд! Как видите, совершенно ничего сложного и используя эти наработки, я реализовал уже не один проект! Надеюсь, материал вам был интересен и полезен :) Пишите своё мнение, можно ли использовать дешевые планшеты по 300 рублей в качестве одноплатников?

Статья была подготовлена при поддержке TimeWeb Cloud. Подписывайтесь на меня и @Timeweb.Cloud, дабы не пропускать новые статьи каждую неделю! Ну а больше подробностей о будущем контенте, как обычно, в первом комменте! Также у меня есть свой Telegram-канал, куда я выкладываю свои мысли, советы по ремонту и моддингу различных гаджетов, а также вовремя публикую ссылки на новые статьи!