全志V853双核开发实战：RISC-V E907小核启动与Linux-RTOS通信详解-平芜编程栈

1. 项目概述：在V853-PRO上启动RISC-V E907小核

最近在折腾100ASK_V853-PRO这块开发板，它搭载的全志V853芯片有个挺有意思的特性：集成了Arm Cortex-A7大核和RISC-V E907小核的双CPU架构。这颗玄铁E907小核，本质上是一个完全可综合的高端MCU处理器，兼容RV32IMAC指令集，自带单双精度浮点单元，中断响应也很快。对于想在Linux大系统之外，跑一些实时性要求高、功耗敏感的小任务，比如传感器数据采集、电机控制、或者作为AI推理的预处理协处理器，这个E907小核就非常合适了。

但要把这个小核用起来，光有硬件支持还不够，得打通从固件编译、内核驱动配置到双核通信的整个链路。这个过程涉及到Tina Linux（全志定制系统）的设备树修改、内核驱动使能，以及E907 RTOS（基于Melis）的编译环境搭建、链接脚本调整。网上资料比较零散，我结合官方文档和社区大佬（比如Yuzuki）的成果，把整个流程踩了一遍，记录下关键步骤和遇到的坑，希望能帮到同样想玩转V853双核的朋友。

2. 环境准备与源码获取

2.1 硬件与软件基础清单

动手之前，先理清你需要准备的东西。硬件上，除了100ASK_V853-PRO开发板本体，你还需要一根USB转串口模块（比如CH340、CP2102这类），用于连接E907小核的调试串口（UART3）。软件环境方面，我是在Ubuntu 20.04 LTS下操作的，其他Linux发行版理论上也行，但工具链和依赖可能需要微调。

核心的软件资源有三部分：

Tina Linux SDK：这是全志为V853芯片定制的OpenWrt分支，包含了U-Boot、Linux内核、根文件系统等。你需要从官方或合作伙伴处获取针对V853-PRO的SDK。
E907 RTOS BSP包：这是运行在E907小核上的实时操作系统（基于Melis）的源码和编译工具链。感谢社区开发者Yuzuki的整理和开源，我们不必从零开始移植。
全志烧写工具（PhoenixSuit）：用于将编译好的Tina系统镜像烧录到开发板的SPI NAND Flash中。

2.2 E907开发包下载与解压

E907的开发包，Yuzuki大佬已经整理好了。你可以直接从他的GitHub仓库获取BSP包和预编译的工具链。为了方便国内网络环境，我也传了一份到百度网盘（链接见后文）。这里假设你把开发包放在/home/book/workspaces目录下。

# 进入工作目录 cd /home/book/workspaces # 下载E907 RTOS BSP包（如果从网盘下载，通常是一个压缩包） # 假设压缩包名为 e907_rtos.tar.gz ls # 输出应包含：e907_rtos.tar.gz # 解压源码包 tar -xzvf e907_rtos.tar.gz # 进入解压后的目录 cd e907_rtos ls

解压后，你会看到rtos和rtos-hal等目录。rtos/source是Melis系统的核心源码目录。编译工具链也已经包含在rtos/toolchain/目录下，是riscv64-elf格式的，无需额外安装，这点很省心。

注意：工具链的路径是硬编码在Makefile里的，通常位于../toolchain/riscv64-elf-x86_64-20201104/。如果你移动了e907_rtos目录，可能需要检查或修改相关Makefile中的工具链路径。

2.3 Tina SDK基础环境确认

确保你的Tina SDK已经正确解压，并且能够完成基础的编译配置。通常你需要先运行source build/envsetup.sh然后lunch选择对应的方案（例如v853_100ask-tina）。这部分是Tina开发的基础，在此不赘述。重点是保证你的SDK能正常编译出可启动的镜像。

3. E907 RTOS 固件编译详解

3.1 编译环境配置与源码编译

E907的固件编译过程类似于Linux内核的make menuconfig流程，但更轻量。首先，我们需要进入源码目录并设置环境。

# 进入E907 RTOS源码目录 cd /home/book/workspaces/e907_rtos/rtos/source # 设置Melis编译环境 source melis-env.sh # 选择开发板配置 lunch

执行lunch后，会看到一个菜单。对于100ASK_V853-PRO开发板，我们需要选择3. v853-e907-100ask。这个选项包含了针对这块开发板的预设配置，比如内存布局、外设引脚复用等。

选择完成后，终端会打印出确认信息。接下来就可以直接编译了：

make

编译过程会持续几十秒到一分钟。如果一切顺利，你会在最后看到#### make completed successfully ####的提示。编译产物位于ekernel/目录下，最重要的文件是melis30.elf，这就是我们要烧录到E907小核的固件。

3.2 关键配置项解析（make menuconfig）

虽然默认的v853-e907-100ask配置已经能工作，但了解核心配置项对后续自定义开发至关重要。在source目录下执行make menuconfig可以进入配置界面。

这里有几个关键配置需要理解：

内存布局（DRAM配置）：在Kernel Setup -> Kernel Feature -> Memory Layout中，定义了E907可用的内存起始地址和大小。这个地址必须与Tina Linux设备树中预留的E907内存区域完全一致，否则小核无法正确运行或访问内存。默认配置通常已适配好。
串口驱动与输出：为了让E907的打印信息能输出，需要使能串口驱动。路径是Kernel Setup -> Drivers Setup -> SoC HAL Drivers -> UART Devices。确保[*] enable uart driver被选中，并且(3) cli uart port number设置为3（即使用UART3）。同时，需要在SoC HAL Drivers -> Common Option中选中[*] enable sysconfig，以启用从sys_config.fex文件解析引脚配置的功能。
系统配置解析器：为了读取sys_config.fex中的引脚复用信息，需要在Kernel Setup -> Sub system support -> devicetree support中选中[*] support traditional fex configuration method parser.。sys_config.fex是全志平台传统的配置文件格式，用于定义引脚功能、电源管理等。

3.3 链接脚本（kernel.lds）与内存地址的奥秘

编译生成的melis30.elf文件，其代码和数据在内存中的布局是由链接脚本kernel.lds决定的。这个文件位于projects/v853-e907-100ask/目录下。

用文本编辑器打开它，找到MEMORY部分，你会看到类似这样的定义：

MEMORY { /*DRAM_KERNEL: 4M */ DRAM_SEG_KRN (rwx) : ORIGIN = 0x48000000, LENGTH = 0x00400000 }

这里的ORIGIN = 0x48000000就是E907固件运行时认为的“内存起始地址”。LENGTH = 0x00400000表示内存大小为4MB。

为什么是这个地址？这需要从整个系统的内存映射说起。假设V853芯片有128MB的DDR内存，Linux内核通常会占用低地址部分。为了不让两个核访问同一块物理内存导致冲突，我们需要在Linux的设备树中，为E907“预留”（reserve）出一块独立的内存区域。0x48000000这个地址，意味着我们从128MB（0x48000000 = 128MB）的起始地址往后，划出4MB（0x00400000）专供E907使用。这样，A7大核就不会去使用这块区域，E907小核则可以安心地在这里运行。

所以，链接脚本中的这个地址，必须和Tina Linux设备树中reserved-memory节点为E907指定的地址一模一样。后续在配置Tina时会再次强调这一点。

4. Tina Linux 侧配置与驱动使能

要让A7大核（运行Tina Linux）认识并管理E907小核，需要在Linux内核中使能相关的驱动框架。这主要涉及三个部分：Remoteproc、Rpmsg和共享内存（Mailbox）。

4.1 设备树（DTS）配置详解

设备树是Linux内核描述硬件资源的重要文件。我们需要修改开发板对应的设备树文件，通常是device/config/chips/v853/configs/100ask/board.dts。

首先，找到reserved-memory节点。我们需要在这里为E907预留内存，并为双核通信（Rpmsg）预留共享内存缓冲区（vring）。

reserved-memory { e907_dram: riscv_memreserve { reg = <0x0 0x48000000 0x0 0x00400000>; // 为E907预留4MB内存 no-map; // 非常重要！表示Linux内核不会映射此区域，仅供E907使用 }; vdev0buffer: vdev0buffer@47000000 { compatible = "shared-dma-pool"; reg = <0x0 0x47000000 0x0 0x40000>; // 256KB共享内存池 no-map; }; vdev0vring0: vdev0vring0@47040000 { reg = <0x0 0x47040000 0x0 0x20000>; // 128KB，用于virtio vring0 no-map; }; vdev0vring1: vdev0vring1@47060000 { reg = <0x0 0x47060000 0x0 0x20000>; // 128KB，用于virtio vring1 no-map; }; };

地址规划解析：

e907_dram：从0x48000000开始的4MB，给E907当“主内存”。
vdev0buffer：从0x47000000开始的256KB，作为双核通信的数据缓冲区。
vdev0vring0和vdev0vring1：紧挨着缓冲区，各128KB，是virtio通信机制中用于传递缓冲区描述符的“环”（ring）。这些地址需要连续，且与E907侧的配置对应。

接着，添加E907的远程处理器（Remoteproc）节点：

e907_rproc: e907_rproc@0 { compatible = "allwinner,sun8iw21p1-e907-rproc"; clock-frequency = <600000000>; // E907的时钟频率 memory-region = <&e907_dram>, <&vdev0buffer>, <&vdev0vring0>, <&vdev0vring1>; // 关联上面定义的内存区域 mboxes = <&msgbox 0>; // 使用硬件邮箱（Mailbox）通道0进行核间中断通知 mbox-names = "mbox-chan"; iommus = <&mmu_aw 5 1>; // IOMMU设置，用于地址转换 memory-mappings = <0x48000000 0x00400000 0x48000000>; // 内存映射表，格式为 <设备地址 长度 物理地址> core-name = "sun8iw21p1-e907"; firmware-name = "melis-elf"; // 固件名称，加载时会查找 /lib/firmware/melis-elf status = "okay"; };

最后，配置Rpmsg控制器和示例设备节点：

rpbuf_controller0: rpbuf_controller@0 { compatible = "allwinner,rpbuf-controller"; remoteproc = <&e907_rproc>; // 关联到上面的e907_rproc ctrl_id = <0>; // 控制器ID，对应 /dev/rpmsg_ctrl0 iommus = <&mmu_aw 5 1>; status = "okay"; }; rpbuf_sample: rpbuf_sample@0 { compatible = "allwinner,rpbuf-sample"; rpbuf = <&rpbuf_controller0>; status = "okay"; };

一个关键的硬件修改：E907的调试串口UART3（引脚PH0, PH1）默认可能与内核中的UART3驱动冲突。为了防止Linux内核抢占并初始化这个串口，我们需要在设备树中禁用Linux侧的UART3节点。找到&uart3节点，将其status改为"disabled"。

&uart3 { pinctrl-names = "default", "sleep"; pinctrl-0 = <&uart3_pins_active>; pinctrl-1 = <&uart3_pins_sleep>; uart-supply = <®_dcdc1>; status = "disabled"; // 修改为 disabled };

同时，将UART3的引脚复用设置为GPIO输入模式，避免引脚状态冲突：

uart3_pins_active: uart3@0 { allwinner,pins = "PH0", "PH1"; allwinner,function = "uart3"; allwinner,muxsel = <5>; allwinner,drive = <1>; allwinner,pull = <1>; }; uart3_pins_sleep: uart3@1 { allwinner,pins = "PH0", "PH1"; allwinner,function = "gpio_in"; // 睡眠状态设为GPIO输入 allwinner,muxsel = <0>; };

4.2 内核驱动配置（kernel_menuconfig）

设备树配置好后，需要在内核中编译进对应的驱动模块。在Tina SDK根目录下执行make kernel_menuconfig。

使能硬件支持（Mailbox）：
- 进入Device Drivers -> Mailbox Hardware Support。
- 选中sunxi Mailbox和sunxi rv32 standby driver。Mailbox是核间硬件中断通信的控制器。
使能Rpmsg驱动：
- 进入Device Drivers -> Rpmsg drivers。
- 选中以下选项：
  - <*> allwinnertech rpmsg driver for v853-e907(全志V853的Rpmsg驱动)
  - <*> allwinnertech rpmsg hearbeat driver(心跳包驱动，用于检测小核状态)
  - <*> sunxi rpmsg ctrl driver(Rpmsg控制驱动，用于创建/销毁通信通道)
  - <*> Virtio RPMSG bus driver(Virtio总线驱动，Rpmsg基于此)
使能Remoteproc驱动：
- 进入Device Drivers -> Remoteproc drivers。
- 选中<*> SUNXI remote processor support。这是加载和管理E907固件的核心驱动。

配置完成后，保存退出。回到Tina SDK根目录，执行make编译内核，然后执行pack打包系统镜像。最终会生成一个v853_linux_100ask_uart0.img文件，将其烧录到开发板。

4.3 硬件检查与UART3连接

在烧录新镜像并启动前，有一个硬件坑点必须检查。在100ASK_V853-PRO开发板上，有一个标记为R36的电阻。这个电阻的存在会导致UART3的默认波特率异常增高，使得串口无法正常通信。

解决方法：找到开发板上的R36电阻（通常在CPU附近，丝印为R36），用电烙铁将其移除。移除后，PH0和PH1引脚才能作为标准的UART3使用。

连接UART3进行调试：

将USB转串口模块的RX接开发板的PH0 (UART3_TX)。
将USB转串口模块的TX接开发板的PH1 (UART3_RX)。
将USB转串口模块的GND接开发板的GND。开发板背面有清晰的引脚丝印，对照连接即可。在PC端使用串口工具（如MobaXterm、Putty、minicom）打开对应的COM口，波特率设置为115200。

5. 启动E907小核与双核通信实战

5.1 加载并启动E907固件

将编译好的melis30.elf文件拷贝到开发板文件系统的/lib/firmware/目录下。可以通过ADB、SCP或者SD卡等方式。

# 假设melis30.elf已在开发板的/root目录下 cp /root/melis30.elf /lib/firmware/ ls /lib/firmware/ # 确认文件存在

然后，通过Remoteproc的调试接口加载并启动小核：

# 1. 指定固件文件 echo melis30.elf > /sys/kernel/debug/remoteproc/remoteproc0/firmware # 2. 启动远程处理器（E907） echo start > /sys/kernel/debug/remoteproc/remoteproc0/state

如果一切正常，你会在**主串口（UART0，即调试串口）**看到内核提示E907启动的日志：

[ 3926.510018] remoteproc0: powering up e907_rproc ... [ 3926.550538] remoteproc0: remote processor e907_rproc is now up

同时，在连接PH0/PH1的UART3串口终端，你会看到E907小核的启动信息，最后出现msh >提示符，表示已成功进入Melis系统的命令行。

5.2 建立双核通信通道（Rpmsg）

Rpmsg（Remote Processor Messaging）是基于Virtio的核间通信机制。在E907小核上，我们可以使用内置命令来创建通信端点（endpoint）。

在小核的MSH命令行中：

msh >eptdev_bind test 2

这条命令创建了一个名为test的Rpmsg服务，并指定其端点数量为2（即会创建两个通信通道）。执行后，可以查看当前的监听列表：

msh >rpmsg_list_listen name listen alive test 2 0 console 100 0

可以看到test服务有两个监听端点。

在Tina Linux大核端，我们需要打开对应的通道来建立连接：

# 打开两个通道，对应小核端的两个端点 echo test > /sys/class/rpmsg/rpmsg_ctrl0/open echo test > /sys/class/rpmsg/rpmsg_ctrl0/open

每执行一次open操作，内核会创建一个/dev/rpmsgX设备文件（X从0开始递增）。执行两次后，检查设备节点：

ls /dev/rpmsg* # 应该能看到 /dev/rpmsg0 和 /dev/rpmsg1

此时，在小核的串口终端，你会看到自动输出的绑定成功信息，表明通道已建立。

5.3 双向数据传输测试

通道建立后，双核就可以像读写普通文件一样进行通信了。

从A7大核发送消息到E907小核：在Tina Linux的终端中：

echo "Hello from A7 Core!" > /dev/rpmsg0 echo "Another message" > /dev/rpmsg1

在E907小核的UART3终端，你会立即看到接收到的消息：

rpmsg0: Rx 20 Bytes Data:Hello from A7 Core! rpmsg1: Rx 16 Bytes Data:Another message

从E907小核发送消息到A7大核：在小核的MSH命令行中，使用eptdev_send命令。其第一个参数是端点ID（对应/dev/rpmsg0是ID 0，/dev/rpmsg1是ID 1）。

msh >eptdev_send 0 "Hello from E907 Core!" will send Hello from E907 Core! to rpmsg0 msh >eptdev_send 1 "E907 says hi!" will send Hello from E907 Core! to rpmsg1

在A7大核端，可以使用cat命令监听对应的设备文件来接收消息：

# 终端1，监听rpmsg0 cat /dev/rpmsg0 # 输出：Hello from E907 Core! # 按 Ctrl+C 停止监听 # 终端2，监听rpmsg1 cat /dev/rpmsg1 # 输出：E907 says hi! # 按 Ctrl+C 停止监听

cat命令会阻塞并持续监听，直到你按下Ctrl+C。你可以多次从小核发送消息，cat会持续接收并打印。

5.4 通信通道的管理与关闭

当通信不再需要时，应该主动关闭通道以释放资源。在A7大核端操作控制接口即可：

# 关闭端点0对应的通道 echo 0 > /sys/class/rpmsg/rpmsg_ctrl0/close # 关闭端点1对应的通道 echo 1 > /sys/class/rpmsg/rpmsg_ctrl0/close

关闭后，对应的/dev/rpmsg0和/dev/rpmsg1设备文件会消失。同时，E907小核端也会收到通道解除绑定的通知。

6. 常见问题排查与深度优化建议

6.1 编译与启动问题排查表

问题现象	可能原因	排查步骤与解决方案
E907编译失败	1. 工具链路径错误。 2. 源码包不完整或损坏。 3. 环境变量未正确设置。	1. 检查`source/melis-env.sh`或 Makefile 中工具链路径是否正确指向`riscv64-elf-x86_64-20201104/bin`。 2. 重新下载并解压BSP包。 3. 确保在`source`目录下执行了`source melis-env.sh`和`lunch`。
`make kernel_menuconfig`找不到配置	Tina SDK环境未正确设置或方案未选中。	在Tina根目录下，确保已执行`source build/envsetup.sh`和`lunch`，并选择了正确的方案（如`v853_100ask-tina`）。
E907小核启动失败，内核报错`request_firmware failed`	1. 固件文件未放入`/lib/firmware/`。 2. 固件文件名不匹配。 3. 设备树中`firmware-name`设置错误。	1. 确认`melis30.elf`已在`/lib/firmware/`目录。 2. 检查设备树`e907_rproc`节点中`firmware-name`属性是否为`"melis-elf"`（默认）。 3. 使用`echo melis30.elf > /sys/.../firmware`指定固件时，确保文件名正确。
UART3无输出	1. R36电阻未去除。 2. 串口线连接错误（RX/TX反接）。 3. Tina设备树中UART3未禁用，被内核占用。 4. E907配置中未使能UART3驱动或引脚复用错误。	1.首要检查：用万用表或目检确认R36已去除。 2. 交换USB转串口模块的RX和TX线序再试。 3. 确认`board.dts`中`&uart3`的`status = "disabled";`。 4. 在E907的`make menuconfig`中确认UART驱动已使能，且`cli uart port number`为3，并检查`sys_config.fex`中`[uart3]`的引脚配置。
双核通信无法建立	1. Rpmsg内核驱动未编译进内核或模块未加载。 2. 设备树中`reserved-memory`地址与E907链接脚本不匹配。 3. 共享内存（vring）地址冲突或大小不足。	1. 确认内核配置已选中`allwinnertech rpmsg driver`等，并使用`lsmod`查看相关模块是否加载。 2.仔细核对：设备树`e907_dram`的`reg`属性必须与E907`kernel.lds`中的`ORIGIN`完全一致。 3. 检查`vdev0buffer`和`vdev0vringx`的地址是否连续且无与其他内存区域重叠。

6.2 性能优化与高级调试技巧

调整E907核心频率：在设备树e907_rproc节点中，clock-frequency属性可以设置E907的时钟频率。根据实际任务负载和功耗要求进行调整。提高频率可提升计算性能，但会增加功耗和发热。
优化内存布局：默认的4MB内存对于复杂任务可能不够。你可以在设备树中增大e907_dram的LENGTH（例如0x00800000为8MB），并同步修改E907链接脚本kernel.lds中的LENGTH值。确保预留的内存区域在物理上连续且未被Linux其他部分使用。
使用更高效的通信机制：Rpmsg是面向消息的，对于大量数据流效率可能不是最高。可以考虑：
- 共享内存（Share Memory）：在reserved-memory中划分一块更大的区域作为纯共享内存。双核通过约定好的地址直接读写，配合Mailbox发送中断通知。这种方式延迟极低，适合传输摄像头帧、音频块等大数据。
- 自定义IPCC（Inter-Processor Communication Controller）：如果项目对通信实时性和带宽要求极高，可以研究芯片手册，直接操作Mailbox寄存器实现更底层的协议。
E907侧代码调试：
- 串口打印：最基础的调试手段，确保printf或类似接口正确输出到UART3。
- 软件断点：由于E907是RISC-V核心，可以使用GDB配合OpenOCD进行源码级调试。这需要额外的JTAG调试器（如DAPLink）和相应的调试服务器配置，比较复杂但功能强大。
- 日志存放到共享内存：E907将运行日志写入到一块A7也能访问的共享内存中，A7侧定期读取并打印。这样可以在不占用调试串口的情况下获取小核日志。
电源管理：E907小核在空闲时可以进入低功耗状态。需要根据Melis RTOS的电源管理框架，配置正确的休眠和唤醒源。例如，可以配置E907在完成任务后进入WFI（Wait For Interrupt）状态，由A7通过Mailbox发送中断来唤醒它，从而节省系统整体功耗。

6.3 项目规划与扩展思路

成功启动双核并建立通信只是第一步。在实际项目中，你需要规划好双核的职责分工：

A7大核（Linux）：负责复杂的应用逻辑、网络通信、图形显示、文件系统管理等富功能。
E907小核（RTOS）：负责高实时性、确定性响应的任务，如：
- 实时控制：PID电机控制、无人机飞控、机械臂伺服。
- 高速数据采集与预处理：ADC采样、传感器数据滤波、图像预处理（裁剪、格式转换）后再交给A7做AI识别。
- 低功耗值守：在系统休眠时，E907保持运行，监听按键、传感器事件，并在需要时唤醒A7。

一个典型的AI摄像头项目架构可以是：E907小核持续从MIPI CSI接口捕获图像，进行缩放、色彩空间转换等预处理，然后通过共享内存将处理后的图像帧传递给A7大核。A7大核运行Linux和AI推理框架（如Tengine、NCNN），对图像进行识别，并将结果通过网络或屏幕输出。这样，繁重的AI计算和丰富的应用功能由A7承担，而高帧率、确定性的数据采集和预处理则由E907保障，两者通过Rpmsg或共享内存高效协同。

最后，在开发过程中，务必养成随时查阅《V853芯片手册》和《TRM（技术参考手册）》的习惯。特别是内存映射表、Mailbox寄存器、中断控制器等章节，是解决深度问题和进行性能调优的终极依据。双核开发的乐趣和挑战，就在于如何让这两颗各有所长的大脑高效地协同工作，发挥出“1+1>2”的效能。