ลินุกซ์บนแท็บเล็ตเชิงพาณิชย์แบบสัมผัสหน้าจอ 15.6 นิ้ว: คู่มือการเข้ากันได้ของฮาร์ดแวร์และการปรับแต่ง

เอ แท็บเล็ตเชิงพาณิชย์แบบสัมผัสหน้าจอขนาด 15.6 นิ้ว มักถูกเลือกใช้เนื่องจากขนาดหน้าจอ โครงสร้างภายนอก วิธีการติดตั้ง อินเทอร์เฟซ และสภาพแวดล้อมในการใช้งาน แต่เมื่อโครงการต้องการระบบปฏิบัติการ Linux แทน Android การเลือกระบบปฏิบัติการจะไม่ใช่เพียงเรื่องของความชอบด้านซอฟต์แวร์อีกต่อไป ทว่ากลายเป็นส่วนหนึ่งของการพิจารณาความเข้ากันได้กับฮาร์ดแวร์

ประเด็นนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผู้รวมระบบ (system integrators) และนักพัฒนาซอฟต์แวร์ที่มีแอปพลิเคชันหรือสภาพแวดล้อมแบบฝังตัว (embedded environment) ที่ใช้ Linux อยู่แล้ว ซึ่งอาจกำลังมองหา แท็บเล็ตหน้าจอสัมผัสขนาด 15.6 นิ้ว ที่สามารถทำหน้าที่เป็นอินเทอร์เฟซทางกายภาพสำหรับระบบที่มีอยู่แล้ว แทนที่จะต้องเปลี่ยนไปใช้ซอฟต์แวร์สแต็กแบบใหม่ทั้งหมดที่ขับเคลื่อนด้วย Android

สำหรับโครงการประเภทนี้ คำถามที่มีประโยชน์ไม่ใช่แค่ถามว่า แท็บเล็ตแอนดรอยด์สำหรับการพาณิชย์ ใช้โปรเซสเซอร์ RK3566 หรือโปรเซสเซอร์อื่นที่รองรับ Linux หรือไม่ แต่คำถามที่เป็นรูปธรรมมากกว่านั้นคือ แพลตฟอร์มแท็บเล็ตทั้งระบบ — รวมถึงแผงวงจร (PCBA) หน้าจอแสดงผล แผงสัมผัส อินเทอร์เฟซ ชุดซอฟต์แวร์ระดับต้น (BSP) แก่นระบบ (kernel) และไดรเวอร์ — สามารถทำงานร่วมกับสภาพแวดล้อม Linux ที่ตั้งใจใช้งานได้ดีเพียงใด

เหตุใดลินุกซ์จึงกลายเป็นข้อกำหนดสำหรับแท็บเล็ตสัมผัสเชิงพาณิชย์

ลินุกซ์สามารถเข้าร่วมโครงการ แท็บเล็ตสัมผัสเชิงพาณิชย์ ได้ด้วยเหตุผลหลายประการ ตัวอย่างเช่น ผู้รวมระบบอาจมีแอปพลิเคชันที่พัฒนาไว้สำหรับลินุกซ์อยู่แล้ว หรือผู้ผลิตอุปกรณ์อาจต้องการให้แท็บเล็ตสื่อสารกับตัวควบคุมหรือสภาพแวดล้อมซอฟต์แวร์ที่ใช้ลินุกซ์อยู่ก่อนหน้านี้ นอกจากนี้ ในโครงการอื่น ๆ ลูกค้าอาจต้องการควบคุมระบบปฏิบัติการ ภาพระบบ อุปกรณ์เสริม หรือกระบวนการปรับใช้แอปพลิเคชันโดยตรง

ในสถานการณ์เหล่านี้ แท็บเล็ตไม่ได้ถูกซื้อเพียงในฐานะอุปกรณ์ผู้บริโภคแบบแอนดรอยด์เท่านั้น แต่กลับกลายเป็นองค์ประกอบฮาร์ดแวร์ชิ้นหนึ่งภายในสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์และอุปกรณ์ที่กว้างขึ้น

ความแตกต่างนี้ส่งผลต่อกระบวนการประเมินผล

แท็บเล็ตแอนดรอยด์สามารถประเมินได้โดยทั่วไปจากว่าแอปพลิเคชันและฟังก์ชันที่มีอยู่นั้นสอดคล้องกับความต้องการของโครงการหรือไม่ สำหรับโครงการที่ใช้ลินุกซ์ จำเป็นต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติมอีกชั้นหนึ่ง คือ ตรวจสอบว่าแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่เลือกสามารถบูตสภาพแวดล้อมลินุกซ์ที่ต้องการได้หรือไม่ และฟังก์ชันฮาร์ดแวร์ที่สำคัญต่อแอปพลิเคชันนั้นมีให้ใช้งานภายใต้สภาพแวดล้อมดังกล่าวหรือไม่

ความแตกต่างนี้สามารถอธิบายได้อย่างง่ายดายดังนี้

แอปพลิเคชันของลูกค้า → สภาพแวดล้อมลินุกซ์ → ฮาร์ดแวร์แท็บเล็ต → จอแสดงผล การสัมผัส และอินเทอร์เฟซ

ดังนั้น ระบบลินุกซ์จึงจำเป็นต้องสื่อสารกับการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์จริงของแท็บเล็ต คุณสมบัติเช่น การแสดงผลบนจอ การรับข้อมูลจากการสัมผัส หน่วยจัดเก็บข้อมูล USB อีเธอร์เน็ต เสียง อินเทอร์เฟซแบบอนุกรม และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ ไม่สามารถใช้งานได้โดยอัตโนมัติเพียงเพราะโปรเซสเซอร์นั้นมีการรองรับลินุกซ์

นี่คือเหตุผลที่คำถามในลักษณะว่า “แท็บเล็ตนี้สามารถรันลินุกซ์ได้หรือไม่” มักต้องตีความว่าเป็นคำถามเกี่ยวกับแพลตฟอร์มมากกว่าคำถามเกี่ยวกับระบบปฏิบัติการเพียงอย่างเดียว กล่าวอีกนัยหนึ่ง การรองรับลินุกซ์สำหรับแท็บเล็ตเชิงพาณิชย์ที่มีหน้าจอสัมผัส ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างสภาพแวดล้อมของซอฟต์แวร์กับการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์จริง

ลินุกซ์มีบทบาทอย่างไรในแพลตฟอร์มแท็บเล็ตเชิงพาณิชย์ของเรา

ของเรา แท็บเล็ตแอนดรอยด์สำหรับการพาณิชย์ ผลิตภัณฑ์ครอบคลุมสภาพแวดล้อมการใช้งานหลายประเภท ได้แก่ จอแสดงผลเพื่อการโฆษณา แทร์มินัลสำหรับการประชุม และแผงควบคุมสมาร์ทโฮม ผลิตภัณฑ์เหล่านี้สร้างขึ้นโดยใช้การจัดรวมกันที่แตกต่างกันของขนาดหน้าจอ โครงสร้างการติดตั้ง อินเทอร์เฟซ โปรเซสเซอร์ และฟังก์ชันการใช้งาน

ตัวอย่างเช่น แท็บเล็ตแบบติดผนังขนาด 15.6 นิ้ว ใช้แพลตฟอร์ม RK3566 พร้อมหน้าจอสัมผัสขนาด 15.6 นิ้ว ความละเอียด 1920 × 1080 มีพอร์ตอีเธอร์เน็ต ยูเอสบี ออทีจี และเอ็นเอฟซีแบบเลือกเสริม ผลิตภัณฑ์นี้ออกแบบมาเพื่อใช้เป็นป้ายโฆษณาดิจิทัลแบบติดผนังและแอปพลิเคชันเชิงพาณิชย์แบบโต้ตอบ

การจัดรูปแบบอีกรูปแบบหนึ่งคือ แท็บเล็ตพีซีขนาด 15.6 นิ้วแบบใช้ชิป RK3566 , ออกแบบมาเพื่อการใช้งานในสถานที่ประชุมและศูนย์การค้า โดยสเปกที่ประกาศไว้ประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ RK3566, แรม 2/4 กิกะไบต์, ตัวเลือกหน่วยความจำหลายแบบ, อีเธอร์เน็ตความเร็ว 100 เมกะบิต/วินาที หรือ 1000 เมกะบิต/วินาที, พอร์ตยูเอสบีโฮสต์, ยูเอสบีโอทีจี, พาวเวอร์โอเวอร์อีเธอร์เน็ต (PoE), ตัวเลือกเอ็นเอฟซี/อาร์เอฟไอดี และจอแสดงผลสัมผัสขนาด 15.6 นิ้ว ความละเอียด 1920 × 1080

ตระกูลโปรเซสเซอร์เดียวกันนี้ยังปรากฏในบริบทการใช้งานที่ต่างออกไปผ่าน แท็บเล็ตควบคุมสมาร์ทโฮม 15.6 นิ้ว . การตั้งค่ารุ่นนี้เพิ่มอินเทอร์เฟซและฟังก์ชันต่าง ๆ เช่น อาร์เอส-232, อาร์เอส-485, การควบคุมรีเลย์, อีเธอร์เน็ต, พาวเวอร์โอเวอร์อีเธอร์เน็ต (PoE), ซิกบี, เมตเตอร์ และฟังก์ชันตรวจจับสัญญาณสำหรับการผสานรวมกับระบบสมาร์ทโฮม

ตัวอย่างเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเหตุใดโปรเซสเซอร์เพียงตัวเดียวจึงไม่เพียงพอที่จะนิยามโครงการลินุกซ์ได้อย่างครบถ้วน

แท็บเล็ตสามรุ่นอาจใช้ตระกูลโปรเซสเซอร์เดียวกัน แต่มีโครงสร้างแผงวงจรพิมพ์ (PCBA) ที่ต่างกัน องค์ประกอบรอบข้างที่ต่างกัน อินเทอร์เฟซที่ต่างกัน และความต้องการด้านการใช้งานที่ต่างกัน ดังนั้นจากมุมมองของการพัฒนาลินุกซ์ ความแตกต่างเหล่านี้อาจกำหนดว่าส่วนใดสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ และส่วนใดจำเป็นต้องปรับแต่งเพิ่มเติม

จุดเริ่มต้นที่เป็นรูปธรรมจึงไม่ใช่คำถามว่า “แท็บเล็ตรันแอนดรอยด์รุ่นใดรองรับลินุกซ์?” แต่เป็น:

แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่มีอยู่แล้วใดใกล้เคียงกับแอปพลิเคชัน Linux ของลูกค้ามากที่สุด และจำเป็นต้องมีงานพัฒนาซอฟต์แวร์หรือฮาร์ดแวร์เพิ่มเติมใดบ้างเพื่อให้แพลตฟอร์มนั้นใช้งานได้

ส่วนใดสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ และส่วนใดอาจต้องมีการพัฒนา

โครงการ Linux ไม่จำเป็นต้องหมายถึงการสร้างแท็บเล็ตทั้งเครื่องขึ้นมาใหม่ตั้งแต่ต้น ขึ้นอยู่กับความต้องการด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ ส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่แล้ว แท็บเล็ต Android ขนาด 15.6 นิ้ว อาจคงไว้โดยไม่เปลี่ยนแปลง ในขณะที่เลเยอร์อื่นๆ อาจต้องมีการพัฒนาหรือตรวจสอบความถูกต้อง

ผลิตภัณฑ์ทางกายภาพอาจมีขนาดหน้าจอ โครงหุ้ม โครงสร้างสำหรับติดตั้ง การออกแบบระบบจ่ายไฟ และการจัดวางอินเทอร์เฟซตามที่ต้องการอยู่แล้ว โปรเซสเซอร์และแผงวงจรพิมพ์ (PCBA) ก็อาจเหมาะสมพอที่จะใช้เป็นจุดเริ่มต้นได้เช่นกัน

ส่วนของซอฟต์แวร์นั้นแตกต่างออกไป

ระบบที่ใช้ Linux โดยทั่วไปจำเป็นต้องมีเคอร์เนลที่รองรับได้ ชุดซอฟต์แวร์สำหรับสนับสนุนบอร์ด (BSP) การกำหนดค่าอุปกรณ์ และไดรเวอร์ที่สอดคล้องกับฮาร์ดแวร์ที่ใช้งานบนบอร์ดเป้าหมาย ตัวอย่างเช่น กลไก Device Tree ของ Linux ใช้เพื่ออธิบายลักษณะเฉพาะของฮาร์ดแวร์ให้ระบบปฏิบัติการทราบ รวมถึงการกำหนดค่าแพลตฟอร์มและอุปกรณ์เสริมที่เชื่อมต่อ

สำหรับโครงการแท็บเล็ต สิ่งนี้จะมีความสำคัญเมื่อสภาพแวดล้อม Linux จำเป็นต้องสื่อสารกับองค์ประกอบต่าง ๆ เช่น จอแสดงผล คอนโทรลเลอร์หน้าจอสัมผัส หน่วยจัดเก็บข้อมูล คอนโทรลเลอร์อีเธอร์เน็ต อินเทอร์เฟซ USB หรืออุปกรณ์เสริมอื่น ๆ

ความสัมพันธ์ในการพัฒนาแบบย่อสามารถแสดงได้ดังนี้

การกำหนดค่าฮาร์ดแวร์ → BSP / เคอร์เนล → ไดรเวอร์และ Device Tree → ระบบ Linux → แอปพลิเคชันของลูกค้า

หากการกำหนดค่าฮาร์ดแวร์ยังคงเหมือนเดิม และมีแพลตฟอร์ม Linux ที่เหมาะสมอยู่แล้ว โครงการอาจสามารถนำส่วนใหญ่ของแพลตฟอร์มที่มีอยู่มาใช้ซ้ำได้

หากมีการเปลี่ยนแปลงหน้าจอ การ์ดควบคุมสัมผัส (touchscreen IC) การจัดวางหน่วยความจำ หรือการออกแบบอุปกรณ์เสริม อาจจำเป็นต้องปรับแต่งเพิ่มเติม

หลักการเดียวกันนี้ใช้ได้กับสภาพแวดล้อม Linux ที่ลูกค้าจัดเตรียมเองด้วย ลูกค้าอาจมีการแจกแจง (distribution) ค่าเคอร์เนล (kernel) ระบบไฟล์รูท (root filesystem) หรือแอปพลิเคชันที่ตนเองชอบอยู่แล้ว ในสถานการณ์เช่นนั้น งานไม่ได้จำกัดเพียงแค่การติดตั้ง Linux ลงบนแท็บเล็ตเท่านั้น แต่ยังจำเป็นต้องตรวจสอบสภาพแวดล้อมของลูกค้าให้สอดคล้องกับแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์เป้าหมายด้วย

ตัวอย่างเช่น ทีมพัฒนาอาจต้องพิจารณาว่า เคอร์เนลและ BSP ที่ต้องการสามารถรองรับบอร์ดได้หรือไม่ ฟังก์ชันการแสดงผลและสัมผัสทำงานได้หรือไม่ และอินเทอร์เฟซที่แอปพลิเคชันต้องการสามารถทำงานได้อย่างถูกต้องหรือไม่

เอกสารแบบโอเพนซอร์สของ Rockchip เองแสดงความสัมพันธ์เฉพาะบอร์ดไว้อย่างชัดเจน: การสร้างเคอร์เนลจะใช้การกำหนดค่าเฉพาะบอร์ด เช่น ไฟล์ kernel defconfig และการเลือก Device Tree

นี่คือเหตุผลที่ผลิตภัณฑ์สองตัวที่ใช้ SoC ตัวเดียวกัน อาจยังคงถือเป็นโครงการพัฒนา Linux ที่ต่างกัน

ความสามารถของลินุกซ์ของเราสามารถไปได้ไกลแค่ไหน

ขอบเขตการใช้งานจริงของลินุกซ์นั้นเข้าใจได้ดีที่สุดผ่านขั้นตอนการพัฒนา มากกว่าการระบุเพียงแบบง่ายๆ ว่า “รองรับลินุกซ์ / ไม่รองรับลินุกซ์”

ในระดับแรก แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่มีอยู่แล้วอาจมีสภาพแวดล้อมลินุกซ์ที่เหมาะสมอยู่แล้ว ในกรณีนี้ โครงการสามารถเริ่มต้นจากแพลตฟอร์มที่มีอยู่ และมุ่งเน้นไปที่การตรวจสอบฟังก์ชันที่ลูกค้าต้องการ

ระดับถัดไปคือการปรับแต่งแพลตฟอร์ม ตัวประมวลผลอาจยังคงเหมือนเดิม แต่แท็บเล็ตเป้าหมายมีจอแสดงผล เครื่องตรวจจับสัมผัส การจัดวางหน่วยความจำ หรือชุดอุปกรณ์เสริมเฉพาะ งานจึงสามารถดำเนินต่อไปยังเคอร์เนล ลินุกซ์บีเอสพี , ทรีโครงสร้างอุปกรณ์ หรือ ไดรเวอร์เครื่องตรวจจับสัมผัส และ เครื่องขับ display เพื่อการปรับแต่ง

สถานการณ์ที่สามเกิดขึ้นเมื่อลูกค้ามีสภาพแวดล้อมลินุกซ์ของตนเองอยู่แล้ว แทนที่จะเปลี่ยนสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ของลูกค้า แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์จำเป็นต้องประเมินให้สอดคล้องกับภาพลินุกซ์ของลูกค้า ความต้องการแอปพลิเคชัน และอินเทอร์เฟซที่จำเป็น

ระดับสุดท้ายคือโครงการพัฒนาฮาร์ดแวร์เชิงลึกยิ่งขึ้น หากแผงวงจรพิมพ์ (PCBA) หรือการจัดวางอุปกรณ์รอบข้างที่มีอยู่ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชัน Linux ได้ การเปลี่ยนแปลงแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์อาจเหมาะสมกว่าการบังคับให้การกำหนดค่า Android ที่มีอยู่ทำงานในสภาพแวดล้อมซอฟต์แวร์ที่ต่างออกไป

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญต่อโครงการเชิงพาณิชย์ เนื่องจากขอบเขตของการพัฒนาส่งผลต่อทั้งการตรวจสอบต้นแบบและการผลิตในระยะต่อมา

ตัวอย่างเช่น ลูกค้าอาจต้องการเพียงเทอร์มินัลแสดงผลที่รองรับ Linux สำหรับใช้กับต้นแบบ ในขณะที่โครงการอีกโครงการหนึ่งอาจต้องการการกำหนดค่าที่เสถียรซึ่งสามารถคงไว้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงตลอดกระบวนการผลิตจำนวนมาก ทั้งสองโครงการอาจเริ่มต้นจาก จอแสดงผลสัมผัสเชิงพาณิชย์ ที่มีรูปร่างและขนาดใกล้เคียงกัน แต่ต้องการงานวิศวกรรมในระดับที่ต่างกันมาก

ด้วยเหตุนี้ ความสามารถในการรองรับ Linux ควรนิยามไว้ตามชุดองค์ประกอบเฉพาะที่ประกอบด้วย CPU, PCBA, สภาพแวดล้อม Linux, อุปกรณ์รอบข้าง และความต้องการของแอปพลิเคชัน .

สิ่งนั้นยังสร้างช่องทางการสื่อสารที่ชัดเจนยิ่งขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่สามารถจัดหาได้: แพลตฟอร์มที่มีอยู่แล้ว แพลตฟอร์มที่ต้องปรับให้รองรับ Linux หรือโครงการที่ต้องพัฒนาฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น

ตัวเลือกแท็บเล็ตที่รองรับ Linux สำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ที่แตกต่างกัน

จุดเริ่มต้นที่เหมาะสมยังขึ้นอยู่กับว่าแท็บเล็ตคาดว่าจะทำหน้าที่อะไร

สำหรับป้ายโฆษณาดิจิทัลและแอปพลิเคชันแบบโต้ตอบที่ติดตั้งบนผนัง แท็บเล็ตป้ายโฆษณาขนาด 15.6 นิ้ว ให้โครงสร้างฮาร์ดแวร์เชิงพาณิชย์ที่มีอยู่แล้วบนแพลตฟอร์ม RK3566 พร้อมระบบสัมผัสแบบคาปาซิทีฟ 10 จุด อีเธอร์เน็ต USB และ PoE

สำหรับเทอร์มินัลเพื่อการประชุมและการระบุตัวตน แท็บเล็ตพีซี RK3566 ที่รองรับ NFC และ PoE รวมซีพียูตระกูลเดียวกันพร้อมตัวเลือก NFC/RFID, PoE และหน้าจอสัมผัสขนาด 15.6 นิ้วแบบติดผนัง

สำหรับแอปพลิเคชันควบคุมสมาร์ทโฮม เครื่อง แท็บเล็ตควบคุมสมาร์ทโฮมรุ่น RK3566 มีการจัดวางพอร์ตอุปกรณ์เสริมที่ต่างออกไป ได้แก่ RS-232, RS-485, การควบคุมรีเลย์, อีเธอร์เน็ต, PoE และโปรโตคอลการสื่อสารสำหรับสมาร์ทโฮม

ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ไม่ควรถูกมองว่าเป็นอุปกรณ์ลินุกซ์ที่ใช้แทนกันได้เพียงเพราะบางรุ่นมีซีพียูตระกูลเดียวกัน แต่จริงๆ แล้วแต่ละรุ่นคือแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์และโครงสร้างการใช้งานที่แตกต่างกัน ดังนั้นโครงการลินุกซ์จึงควรเริ่มต้นด้วยการจับคู่ความต้องการด้านซอฟต์แวร์และอินเทอร์เฟซของลูกค้าเข้ากับแพลตฟอร์มที่มีอยู่แล้วซึ่งใกล้เคียงที่สุด

การนำลินุกซ์มาใช้ในโครงการแท็บเล็ตเชิงพาณิชย์นั้น โดยแก่นแท้คือการประเมินร่วมกันระหว่างฮาร์ดแวร์กับซอฟต์แวร์ หากขณะนี้ท่านกำลังพิจารณาแท็บเล็ตสัมผัสที่ใช้ลินุกซ์สำหรับโครงการของท่าน เราขอเชิญท่าน ติดต่อเรา ติดต่อเราทันที โปรดแจ้งซีพียูที่ท่านต้องการ ภาพลินุกซ์หรือดิสทริบิวชันลินุกซ์ที่ท่านใช้อยู่แล้ว ความต้องการเฉพาะด้านอินเทอร์เฟซ และสถานการณ์การใช้งานจริง ทีมวิศวกรของเรา จะช่วยให้คุณประเมินความเข้ากันได้ของแพลตฟอร์มที่มีอยู่ — ชี้แจงสิ่งที่สามารถนำกลับมาใช้ได้โดยตรง และสิ่งที่จำเป็นต้องปรับแก้เคอร์เนลหรือไดรเวอร์