Linux 小电视:稚晖君的开源桌面终端,从 6 层板到 Quark

2020 年 3 月，稚晖君（彭稚晖）发了一条约 3 分钟的视频：在自制的「小电视」里播放 B 站小电视——经典的套娃画面。机身不过苹果耳机盒大小，却能跑完整 Linux，还能做人脸识别和语音对话。

很多人把它当成可爱摆件，实际上这是 自研主板 + 全链路软件 的整机：原理图、6 层 PCB、贴片、U-Boot、内核、驱动、应用、3D 外壳，一个人走通。核心 PCB 后来抽成量产的 夸克（Quark），软件与硬件资料集中在开源 Project-Quantum（量子计划）。

如果你正在自己 Bring-up 一块板子，缺的往往不是「又一块能跑系统的开发板」，而是 整机链路怎么串。这篇文章，把这个链路摊开——从上电顺序看技术栈，再说怎么学。

别和 HoloCubic 混了：那是 ESP32 + 棱镜摆件；本文只谈 全志 H3 + 完整 Linux

原视频：【自制】B站最强小电视 https://www.bilibili.com/video/BV1jE41137eu/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click

1. 它到底是什么

一句话：不是电视，是超迷你 Linux 主机。

• SoC
  ：全志 H3，四核 Cortex-A7，最高约 1.2 GHz
• 硬件
  ：自研 6 层 DDR 高速板 + 小屏、USB、Wi-Fi、音频、麦克风、TF 卡等
• 软件
  ：U-Boot + Linux + Debian 系 rootfs（可装 Xfce 桌面）
• 体积
  ：约耳机充电盒级；外壳为 Rhino 建模 + 3D 打印
• 和商品开发板的区别
  ：当时 没有现成整机可买，Bring-up 全自研；路线与 Quark 一致

图1：从硬件到应用的大致链路

2. 难在哪里

难点一：硬件不是「能亮就行」。 H3 带 DDR 控制器，PCB 要做到 6 层、阻抗与 EMI 过关。DDR 不稳，内核连启动都谈不上。

难点二：软件没有「下载镜像就能用」。 要从 U-Boot 移植 做起，再配 内核 + 设备树，再把屏、USB、Wi-Fi、音频、摄像头、存储等 驱动逐项对齐。稚晖君后来也提过：硬件「熬夜还能扛」，软件调试更让人头秃——所以项目里曾 改版重画了一版板子。任何一层和硬件对不上，就是你熟悉的那句：「能进系统，但某个外设死活不工作。」

3. 技术栈怎么串

从芯片到应用，大概可以分成下面几层（后面按这个顺序往下拆）：

上电 → U-Boot → kernel + dtb → mount rootfs → 桌面/服务 → 应用

图2：各层职责（与上表对应）

3.1 硬件与结构（硅片之上的第一层）

• 方案
  ：H3 最小系统 + DDR + 电源 + eMMC/TF 等存储
• EDA
  ：Altium Designer 画原理图与 Layout
• 生产
  ：钢网刷膏、贴片、回流焊（密集脚位难度高）
• 结构
  ：Rhinoceros 建模，3D 打印外壳，机加工亚克力面板
• 外设接口
  ：显示、USB（键鼠/摄像头）、SDIO（Wi-Fi 常见）、I2S（音频）等——后面每一类都要在 DTS和驱动「对上号」

3.2 Boot：U-Boot 干什么

这一层解决「板子能稳定跑到内核门口」：

• 裁剪、移植 U-Boot，配置从哪启动（eMMC/TF 等）
• 完成 DDR training、时钟、存储控制器等早期初始化
• 把 内核镜像 + dtb 加载进内存并跳转

串口里的 U-Boot 命令行，是 Bring-up 前半场的主战场。

3.3 内核与设备树：板子长什么样，由 DT 写清楚

• 使用全志生态下的 Linux BSP（内核 defconfig、驱动开关）
• Device Tree（.dts）
   描述外设：地址、引脚、时钟、供电
• 驱动通过 compatible 与 DT 节点 probe 绑定——节点写错，内核里就像「没有这个设备」

典型路径：改 dts → 编译 dtb → 重启 → 看 dmesg。

3.4 驱动层：外设逐项打通

Bring-up 里很常见的一幕：串口能进 U-Boot，桌面也能起来，偏偏 Wi-Fi 或摄像头单独挂掉——问题往往就卡在这一层。

项目里需要调通的能力与常见栈如下（调试时可对照 dmesg、设备节点）：

驱动层往往是软件阶段 最磨人 的一环：难的不是背多少技术名词，而是 每一项外设都要和你的板子设备树对上号。

3.5 用户态与应用：像普通 Linux 一样叠功能

驱动稳了之后，用户态就和常见 Linux 桌面/服务器类似：

• rootfs
  ：Debian 系 + systemd + apt 装包
• 桌面与远程
  ：Xfce + 键鼠；SSH、VNC/RDP（不嫌屏小可当真终端）
• 网络与媒体
  ：Wi-Fi 联网、RTSP 推流、Web / 博客等个人服务
• AI demo
  ：OpenCV、TensorFlow（A7 算力有限，适合轻量模型）；USB 摄像头识别、麦克风 + 语音对话
• 开发语言
  ：驱动之上常见 C/C++、Python 等

视频里最能说明「这是完整 Linux」的几项：套娃播放（小屏播 B 站小电视）、流媒体、Web 服务、视觉与语音 demo——都建立在上述用户态之上，不必为每个 App 重写底层。

要点在于：框架装在用户态即可，整机软件栈闭环。

4. 怎么学

不必复刻一整台小电视，按开源路线把 Boot → 内核 → DT → 驱动 走通，收获已经很大。整机并未以「商品资料包」全部公开，但核心板与软件资料拆成了可复用模块：

夸克 / Project-Quantum（H3，贴近小电视）

• 小电视核心板的量产形态，Seeed 合作套件（稚晖君正版授权可购硬件的主要渠道之一）
• 仓库：https://github.com/peng-zhihui/Project-Quantum
• Wiki：https://wiki.seeedstudio.com/Quantum-Mini-Linux-Development-Kit/
• 含硬件工程、U-Boot、Kernel、镜像与文档，可与上文 Boot 到应用各节对照着看

Planck Pi（F1C200s，低成本入门）

• 全志 F1C200s（ARM9、SIP DDR），BOM 很低
• 仓库：https://github.com/peng-zhihui/Planck-Pi
• 适合先跑通 Boot + 内核 + 最小 rootfs，再回来看 H3 六层板难在哪

建议五步

1. 看原视频 BV1jE41137eu，建立功能边界
2. 克隆 Project-Quantum，烧录镜像，串口登录
3. 打开 设备树，对照驱动层表格看外设节点
4. 选一个外设（Wi-Fi 或摄像头）跟 dmesg 走一遍
5. 门槛再低时，用 Planck-Pi 练最小闭环

自检：你卡在哪一层？

• 电路 / 高速 PCB → 本项目含 6 层 + DDR
• U-Boot / 内核 / DT → 自研板必做
• 多外设驱动 → 本项目核心难度
• Debian / 桌面 / RTSP / OpenCV → 驱动通了之后的上层

5. 别和 HoloCubic 搞混

搜「稚晖君小电视」常会看到两条线：

图3：两框「小电视」产品对比

6. 小结

1. 整机是叠出来的
   ：硬件、Boot、内核、DT、驱动、rootfs 必须对齐同一块板。
2. 难在两头
   ：DDR 高速板 + 无现成镜像；软件问题有时会逼你改硬件。
3. 可复用的是核心板
   ：小电视 → Quark → Project-Quantum；学习路径是 视频定边界 → 仓库烧录 → DTS/驱动实操。

参考与链接

• 原视频：https://www.bilibili.com/video/BV1jE41137eu/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click
• 量子计划：https://github.com/peng-zhihui/Project-Quantum
• Planck Pi：https://github.com/peng-zhihui/Planck-Pi
• Seeed夸克Wiki：https://wiki.seeedstudio.com/Quantum-Mini-Linux-Development-Kit/
• HoloCubic：https://github.com/peng-zhihui/HoloCubic
• 作者 GitHub：https://github.com/peng-zhihui