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研究某基于F1C100S主控的桌面超媒硬件,对其改造、再开发。JuLaiDian Desktop Super Media based on F1C100S scheme REDEVELOPMENT.

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LexsionLee/JLD_F1C100S_ReDevelopment

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JLD_F1C100S_ReDevelopment


前言:


这是一款桌面共享充电器。最初的信息是:IC被打磨且方案未知,看起来就很廉价,明显不像Android平台。估计该机器工作时,用户扫码充电看广告。平时机器的手机充电线是没有输出的,扫码后程序会控制电源板部分,打开充电电路,给手机充电。本项目意在以学习为目的对此硬件进行二次开发,欢迎拥有此硬件的朋友参与到此项目中。

本项目的目标在于研究学习,相关文件皆搜集自互联网。若有文件侵犯相关公司版权或商业隐私,可提交Issue告知我删除,谢谢!

分析概览:


  1. 电池虽为非知名厂商产品,但容量较大,有一定的利用价值。最简单的利用方法便是设计一个简单的开关电路激活输出,作为一个桌面备用电源。
  2. 主控为全志F1C100S,荔枝派NANO使用的也是此IC。网络上有大量学习资料,主要电路逻辑已经测出,可以尝试参考这些资料对本硬件进行二次开发。
  3. 屏幕分辨率为480*960,其会在主板上电时被单片机初始化,所以针对屏幕驱动的操作,可直接延时等待单片机对其初始化,而不必须考虑写代码初始化问题。
------------- 型号
主控IC 全志 F1C100S
GPRS模块 Air202
WIFI模块 RTL8710AF
屏幕驱动 ST7701S
音频功放IC 8002

各目录用途:


Analyze:

存放分析相关文件,如逻辑分析数据,串口输出信息,电路逻辑等。

Documents:

存放项目相关文档,如芯片或模块的数据手册、规格书,相关的开发文档等。

Firmware:

存放固件文件,即各种产出的二进制固件文件。

Others:

存放其他文件,即与本项目相关但不便分类的文件。

SourceCode:

存放源代码文件,即本项目进行过程中使用的源代码。

Todo:


  • 分析主控IC型号
  • 找寻IC相关文档
  • 测量主要线路逻辑
  • 如何搭建开发环境
  • 适配一个Bootloader
  • 适配一个Linux系统
  • 裸机开发

参考学习网站:


挖坑网:https://whycan.cn/index.html

荔枝派NANO:http://nano.lichee.pro/index.html

Lexsion's Blog

分析记录-正文


机器拆解可分为上下两个部分,以下分别分析:

机器下半部分的分析:

机器的下半部分主要由电池和电源控制板构成。看电池表面印字,得知此为不知名厂商生产的两枚10000mAh锂聚合物电池。两枚电池并联后连接到电源控制板上。经过分析得知以下内容:

1:此电路板没有针对主IC(SP4502)的关机功能设计。 2:如果意外关机,需要插入外接电源使其开机。 3:输出线上无输出,想作为普通电源使用,需改电路打开。

接插件脚位的分析:

(方向:此类接插件标准编号方向为:宽边向左,窄边向右,从下向上依次为Pin1~7) 1:GND 2:+5V 3:过限流电阻与LM393-Pin1(1OUT)相连(指示某种状态) 4:过限流电阻与LM393-Pin7(2OUT)相连(外接电源指示) 5:充电输出开关(高电平有效) 6:过晃动开关接地(晃动检测,防盗功能) 7:电池电压采样电路(输出约为电池电压40%)

机器上半部分的分析:

具有显示屏的主控部分拆开后可见:显示屏 * 1、主电路板 * 1、8Ω扬声器 * 1、2.4GPCB天线 * 1、GSMPCB天线 * 1.

显示屏方案分析:

显示屏上带有CTC5.7+7701S字样,屏幕排线40Pin。判断此屏幕可能是深超光电生产的尺寸为5.7英寸屏幕,其驱动IC可能是ST7701S。如果前面判断成立,根据查到资料分析,分辨率可能在480 * 854或480 * 960。根据外观结构判断,此屏幕不具备触摸交互功能。(后尝试驱动屏幕时,已经确定分辨率480*960)

主板方案分析:

首先我们可以从主板上取下以下附件:

1: 16G MicroSD卡 * 1 (该内存卡表面无印字且被刻意分区,Win下只显示3.x G,之前被误认为4G容量,但实际为16G)
2: 中国移动物联卡 * 1 (测试可以连接基站,但无法打开数据,估计已经欠费)

然后我们可以看到主板上主要的集成电路(IC)或模块如下:

U1:观察电路可知,此为主IC,其表面印字被打磨,无法看出型号。此IC封装为QFN88,一枚24M晶振连接在51&52脚,RST键连接在70脚。目前有大量理由怀疑是全志的F1C100S(或F1C600,网上有资料表示此两款IC结构功能几乎或完全相同)

U23:RTL8710AF,初步判断螃蟹家的2.4GHz WIFI 芯片。

U14:Air202,一款GSM模块,网上可以查到资料。

U9:25Q32CS16,一枚32Mbit(即4MB)SPIFlash*(注:后期开发中可改装为更大的16MB)*

U10:8002E,音频功放。

U13:IC表面无印字,经分析可能是定制单片机,用于初始化屏幕,亦存在加密IC功能之可能。

U4、U5、U15:印字A17X,U4输出电压1.1V,这一般是ARM核心的供电电压;U5输出电压3.3V,这一般是各种嵌入式处理器,微控制器等各种器件的工作电压;U15输出受U1控制,激活后输出电压3.85V,电路中明显看出,其为U14供电,即GSM模块Air202。此IC类型为小电流DC/DC,具体型号为M3406。

U7:印字43TL,测量其输出电压为2.5V,这一般是DRAM的供电电压。具体型号有待分析。

U8:印字B39F,分析电路此为液晶背光升压驱动,具体型号WD3139。

主要IC的连接逻辑已经部分测出,具体在Analyze目录下的NetAnalyze文件中提供。

U1的详细分析过程:

通过观察首先确定此为主IC,表面打磨非常彻底,无法看出型号。首先数出IC引脚总数,确定其封装为QFN88。观察外围电路确定其晶振频率为24M,其连接在IC的第51和52脚。板载按键SW3实际功能为复位(RESET),通过测量得知其连接在IC的第70脚。

拔下存储卡,发现机器不能正常显示开机动画,而是出现白屏倒计时,这情况表示可能有一部分系统数据存储在存储卡中。翻出读卡器,插到电脑上研究里面的文件,发现除了广告视频文件之外,还有一些二进制文件或配置文件。其中有一个扩展名为.axf的文件,这个文件很有意思。通过查询,在Stack Overflow中得到以下描述:The AXF file is an object file format generated by ARM's RealView compiler (also part of Keil's ARM-MDK) and contains both object code and debug information. (译:AXF文件是由ARM的RealView编译器(也是Keil的ARM-MDK的一部分)生成的目标文件格式,同时包含目标代码和调试信息)。二话不说,直接上16进制编辑器,发现其中多次出现“cpu=ARM926EJ-S”字段,判断此IC内核可能是ARM926EJ-S,*有用的知识增加了!*通过Google搜索ARM926EJ-S + QFN88,全志公司的官网就出来了。搜索ARM9 QFN88 24MHz就找到了AllWinnerF1C100S的数据手册。之前没有接触过全志的微处理器,了解了一下,发现F1C100S或F1C600封装符合,功能定位也符合这个货的功能。Google搜索到了数据手册和应用手册,下载手册后通过对比发现:晶振频率与脚位、复位脚位、各路电源脚位与取值,均完全符合,估计就是这货了。

之后有另一位网友表示,他从电路板上的测试点中探出了串口,获取了串口输出的启动信息。荔枝派技术大群有大牛看过该信息后,判断其极可能为F1C100S的某个系统所输出。

于是我们随便编译了一个全志F1C100S的Bootloader,烧录到了SPI Flash中,然后我们成功的从串口观察到了启动信息。如此便证实了此IC的型号确为:全志F1C100S。

U13研究:

U13电路连接情况:

1 : 3V3 8 : GND
2 : To --> U1:49 / PE0 7 : To -- > CON1 - 37
3 : To --> CON1 - 40 6 : To --> CON1 - 39
4 : To --> U1:53 / PE5 (10K to 3V3) 5 : To --> CON1 - 38

逻辑分析仪各通道连接情况与功能猜测:

逻辑分析仪通道 U13脚位 功能猜测
0 Pin 4 SCL
1 Pin 2 SDA
- - -
2 Pin 7 CS/UnKnow
3 Pin 5 MOSI
4 Pin 6 CLK
5 Pin 3 MISO /CS

我们通过分析发现,U13仅在上电时与屏幕通信。保持供电,仅对U1复位时,U13只会产生与U1的通信。猜测:U13可能为单片机,负责为显示屏上电初始化。考虑U13与U1通信后面部分会有变化,猜测U13可能还兼做加密使用。U13与屏幕通信方式可能为SPI、与U1通信方式可能为I2C。

使用DreamSourceLab的逻辑分析仪采集的信息存在于Analyze目录下,需要查看的可从中下载,上位机工具可去梦源实验室官网下载。


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