Brain PW-SH3で
Brainuxを
使い込む。

01

何ができて、何が残ったか

SHARPの電子辞書 Brain PW-SH3 で、Debianベースの Brainux を日常的に触れる状態にした。OSの導入そのものは公式の手順どおりで、この記事では導入後に独自に行ったことだけを書く。

02

対象と前提

イメージの書き込み、起動の仕組み、対応機種は公式に任せる。Brainuxの公式サイトとbuildbrainを先に読んでほしい。

# 本体で実行（root）。RSAは作らない
rm -f /etc/ssh/ssh_host_*
ssh-keygen -q -t ed25519 -N "" -f /etc/ssh/ssh_host_ed25519_key
ssh-keygen -q -t ecdsa -N "" -f /etc/ssh/ssh_host_ecdsa_key
systemctl restart ssh

03

カーネルを作り直す

公式のカーネルには Bluetooth も WireGuard も入っていない。buildbrain のツリーで、設定の断片を足して作り直した。組み込み（=y）にしておくと、差し替えるのは zImage だけで済む。

• bluetooth.config：Bluetooth本体、USBドングル（btusb）、HID、RFCOMM、BNEP、RFKILL
• wireguard.config：WireGuard、ポリシールーティング、nftables（wg-quick で全通信をVPNに流すときに要る）

# PC で実行。buildbrain を clone し、linux-brain のサブモジュールを取得済みとする
cd buildbrain
make docker-build
docker run --rm -u "$(id -u):$(id -g)" -v "$PWD/..":/w -w /w/buildbrain buildbrain-builder:local bash -lc '
  make ldefconfig &&
  cd linux-brain &&
  scripts/kconfig/merge_config.sh -m .config ../../bluetooth.config ../../wireguard.config &&
  make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- olddefconfig &&
  cd .. && make lbuild'
# できたもの: linux-brain/arch/arm/boot/zImage と dts/imx28-pwsh3.dtb

リリース名を変えない

ソースに手を入れてビルドすると、カーネルのリリース名の末尾に -dirty が付く。名前が変わると /lib/modules/ の場所がずれて、モジュールが読み込めなくなる。ツリーの直下に .scmversion を置くと、名前を固定できる。

# linux-brain の直下で。値は元のリリース名の末尾に合わせる
printf -- '-ga9f534c7f53e' > .scmversion
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- -s kernelrelease   # 6.1.70-ga9f534c7f53e

本体に入れる

起動用の領域（/boot、FAT）は読み取り専用でマウントされている。書き込むときだけ書き込み可能にする。元のファイルは残しておく。

# 本体で実行（root）。zImage.new は scp などで /tmp に置いたもの
mount -o remount,rw /boot
[ -e /boot/zImage.bak ] || cp /boot/zImage /boot/zImage.bak
cp /tmp/zImage.new /boot/zImage.new && sync && mv /boot/zImage.new /boot/zImage && sync
mount -o remount,ro /boot

公式イメージには /lib/modules が入っていない。モジュールを使うなら、modules_install で作った一式も本体に置く。

04

キーボード：連続入力のバグと、足りないキー

. や / が止まらない

記号キーを押しながら M を押すと . が入る。ところが、入力が止まらず、同じ文字が連続で入り続けることがあった。/（記号＋−）、,（記号＋N）、4（記号＋R）、=（記号＋F）でも起きる。

原因は、キーボードドライバ drivers/input/keyboard/brain-kbd-gpio.c にあった。このドライバはキーを7つのグループ（バンク）に分けて読む。あるバンクの中でキーを離したとき、同じバンクの別のキーがまだ押されていると、「離した」をLinuxに通知しない。記号キーは R・F・N・M・− と同じバンクにあるので、記号を押したまま文字キーを離すと、その文字が押されたままの扱いになり、キーリピートが止まらなくなる。

/* 修正前（要点）: バンクに押されたキーが残っている間は、状態を消すだけで通知しない */
if ((in[j] & bank) == 0) {
        /* 押された → input_report_key(..., 1) */
        kbd->pressed[i][j] = true;
} else {
        kbd->pressed[i][j] = false;      /* ← 離したことが伝わらない */
}

/* 修正後: 押したときに送ったキーコードを覚えておき、離したら同じコードを離す */
} else {
        if (kbd->pressed[i][j])
                bk_gpio_release(kbd, inputdev, i, j);
        kbd->pressed[i][j] = false;
}

修正の全体は kbd-release-fix.patch。押したときのキーコードをキーごとに記録し、離すときは必ず同じコードを離す。記号キーを先に離しても、文字キーを先に離しても、取り残しが出ない。カーネルを作り直して入れ替えたあと、連続入力が起きなくなったことを実機で確認した。

足りないキーを割り当てる

PW-SH3用のデバイスツリー（imx28-pwsh3.dts）では、いくつかのキーが未割り当てだった。使いやすいように割り当てた。変更は keymap-pwsh3.patch。

もとからの割り当てのうち、よく使うものは次のとおり。国語＝Tab、検索・戻る＝Esc、前ページ＝Ctrl、文字切替＝Alt、英和・和英＝Page Up、マイ辞書＝Page Down。数字は記号＋Q〜P。

キーの名前はデバイスツリーのコメントから読み取った。実機で押して確かめたのは、文字切替・前ページ・次ページ・ホーム・ツール・国語・↑ の7つ。

05

内蔵スピーカーとマイクを鳴らす

公式のBrainuxは、内蔵の音声に対応していない。起動ログには sgtl5000 0-000a: Error reading chip id -6 と出る。これは評価ボード用の定義が残っているだけで、Brainにそのチップは載っていない。

基板を見ると、音声ICは ROHM BU26154MUV だった。Linuxのドライバは見つからなかったので、データシートを読んで書いた。

データシートの入手

ICの型番は、基板の刻印（BU26154）から分かる。正式な型番は BU26154MUV-E2。データシートは公開されていて、次のところから無料で入手できる。

• ROHMの製品ページ：「ドキュメント」の欄にデータシートがある。製品は「最終販売」（製造中止を申請中）の扱いなので、ページが無くなる前に手元に保存しておくとよい。
• 部品の販売店の製品ページ：LCSC（部品番号 C4991521）などに、同じデータシートが置かれている。今回使ったのは、ここにあった Rev.002（2015年10月26日付、89ページ）。
• 見つからないときは、型番 BU26154MUV-E2 と「datasheet」で検索する。データシートをまとめたサイトにも写しがある。

ドライバを書くときに主に読んだのは、レジスタの一覧（37〜44ページ）、Clock EnableとPLLOEの説明（45ページ）、音量の設定範囲（52ページ）。版によってページ番号がずれることがある。データシート自体は再配布せず、リンクだけを載せる。

ドライバの構成

• bu26154.c：コーデックのドライバ。I2CでICを設定する
• mxs-bu26154.c：サウンドカードのドライバ。SAIF0 / SAIF1 とICを結び付ける
• Makefile：カーネルツリーの外でビルドするためのもの（Makefile という名前で置く）

どちらもカーネルモジュールで、カーネルの入れ替えもデバイスツリーの変更も要らない。I2Cのデバイスとサウンドカードのデバイスは、モジュールが自分で作る。

# PC で実行。カーネルをビルドしたツリーとリリース名が実機と一致していること
docker run --rm -u "$(id -u):$(id -g)" -v "$PWD":/w -w /w/buildbrain/linux-brain buildbrain-builder:local \
  make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- M=/w/audio-driver modules

# 本体で実行（root）。2つの .ko を置いて、起動時に読み込ませる
d=/lib/modules/$(uname -r)/extra
mkdir -p "$d"
cp bu26154.ko mxs-bu26154.ko "$d"/
depmod -a
printf 'bu26154\nmxs-bu26154\n' > /etc/modules-load.d/brain-audio.conf
modprobe bu26154 && modprobe mxs-bu26154

amixer -c 0 sset Master 236          # デジタル音量。最大は 254
amixer -c 0 sset Speaker 10 on       # 0〜25。10 が 0 dB
aplay -D hw:0,0 music.wav            # 16ビット・ステレオ
arecord -D hw:0,1 -f S16_LE -r 44100 -c 2 rec.wav

はまったところ

耳を使わずに確かめる

スピーカーで既知の周波数を鳴らしながら、マイクで録音する。録音に同じ周波数が現れれば、再生と録音の両方が生きている。今回は 880 Hz を鳴らしている間だけ、録音に 880 Hz の成分が現れた。録音が全部 0 なら、ICにクロックが回っていない。

arecord -q -D hw:0,1 -f S16_LE -r 44100 -c 2 -d 5 rec.wav &
sleep 1; aplay -q -D hw:0,0 tone.wav; wait

対応するサンプリングレートは 8〜48 kHz、形式は16ビットのステレオだけ。録音は左チャンネルにだけ音が入る（ICのADCがモノラルのため）。

分かっていないこと：イヤホンは未確認。挿抜の検出も未対応で、挿してもスピーカーは切れない。音割れは、スピーカーアンプをD級にすると減ったが、残っている。省電力は未対応で、アナログ部に常時通電している。ほかの機種（Yamaha系の音声ICを載せたもの）には使えない。

06

固まる原因はメモリだった

パッケージをまとめて入れたり、SSHの鍵を作ったりすると、本体がまったく応答しなくなることが何度かあった。pingには応答するのに、SSHは接続の途中でタイムアウトする。最初はmicroSDの不調を疑ったが、カーネルのログに答えがあった。

Out of memory: Killed process ... (apt-get)
Out of memory: Killed process ... (systemd-hwdb)

RAMは実質111 MBで、公式イメージにはスワップが無い。メモリが足りなくなると、システムは同じデータをmicroSDから何度も読み直す状態になり、負荷（ロードアベレージ）が13を超えて、ほぼ止まる。

# 本体で実行（root）。512 MB のスワップファイル
fallocate -l 512M /swapfile && chmod 600 /swapfile
mkswap /swapfile && swapon /swapfile
echo '/swapfile none swap sw 0 0' >> /etc/fstab
echo 'vm.swappiness=30' > /etc/sysctl.d/90-swap.conf && sysctl -p /etc/sysctl.d/90-swap.conf

スワップを足したあと、151個のパッケージ（482 MB分）を入れ終えるまでに、メモリ不足による強制終了は起きなかった。スワップの使用は最大で約37 MBだった。

パッケージは少しずつ入れる

本体で apt update を回すのは重い。PCで必要な .deb を集めてから本体に送り、数個ずつ入れると安定した。lex01-install-batches は、ライブラリを先に、6個ずつ、優先度を下げて入れる。空きメモリが20 MBを切るか、負荷が4以上の間は待つ。

PC側では、本体の /var/lib/dpkg/status を取り寄せ、それを基準に apt-get install --download-only を実行すると、本体に足りないパッケージだけを依存関係つきで集められる。

# PC で実行（Debian trixie のコンテナの中など）。status は本体から取り寄せたもの
O="-o APT::Architecture=armel -o APT::Architectures::=armel
   -o Dir::State::status=$PWD/status -o Dir::State::Lists=$PWD/lists
   -o Dir::Cache::Archives=$PWD/debs -o Dir::Etc::SourceList=$PWD/sources.list
   -o Dir::Etc::SourceParts=/nonexistent"
mkdir -p lists/partial debs/partial
apt-get $O update
apt-get $O install -y --download-only --no-install-recommends gphoto2 gtkam

そのほか、microSDの空き領域は自動では広がらない。動かしたまま sfdisk で第2パーティションを広げ、partx -u と resize2fs を実行すると、再起動なしで32 GBいっぱいまで使えるようになった。対象は mmcblk1。mmcblk0 は辞書の本体なので、間違えないこと。

07

Wi-FiとBluetooth

USBのWi-Fiドングル用のドライバは、公式のカーネルに最初から入っている（Realtekの rtl8xxxu、Ralinkの rt2800usb、Atherosの ath9k_htc、MediaTekの mt76 系など）。ところが、公式イメージには次の2つが入っていないので、そのままではつながらない。

• wpasupplicant：無いと、NetworkManagerがWi-Fiを「unavailable」と表示する
• ファームウェア：firmware-realtek、firmware-misc-nonfree（Ralink）、firmware-atheros、firmware-mediatek。/lib/firmware は空で、aptの設定にも non-free-firmware が無い

本体はネットにつながっていないので、PCで .deb を集めてmicroSDに入れておき、本体で dpkg -i する。確認したドングルは BUFFALO WLI-UC-GNM（Ralink RT8070）。

nmcli device                       # wifi の行が disconnected になっていればよい
nmcli device wifi connect "SSID" --ask

802-11-wireless-security.key-mgmt: property is missing というエラーが出たら、失敗した接続設定が残っている。nmcli connection delete で消して、nmcli device wifi rescan のあとにつなぎ直す。

USB端子は1つしかない。Wi-Fiドングルを挿すと、ほかのUSB機器は同時に使えない。Bluetoothは、カーネル側の準備までで、ドングルを挿しての確認はしていない。

08

microSDからの直接起動と、電源オフの問題

公式イメージの起動用の領域には、nk/ というフォルダがある。その中の機種別のファイルを領域の一番上にコピーしておくと、リセット時に辞書のシステムを経由せず、U-BootからLinuxが直接起動する。PW-SH3 用は edsa3exe.bin。

# microSD の第1パーティションをマウントした場所で
cp nk/edsa3exe.bin ./edsa3exe.bin

内蔵の起動プログラムが、辞書のシステムを読み込む前にmicroSDを調べる仕組みを使っている。内蔵ストレージは書き換えない。microSDを抜くか、このファイルを消せば、元の電子辞書に戻る。再起動の指示から約85〜105秒で、SSHに応答するようになった。

電源オフが再起動になる（未解決）

systemctl poweroff は最後まで進む。しかし、その直後に本体が自動で起動し直す。電源レジスタ（HW_POWER_STS）を読むと、5 Vの入力ありと検出されていた。i.MX28は、5 Vが入っている状態で電源を切ると、すぐに起動し直す。USBのコントローラーを止めても、5 Vの検出は消えなかった。出どころは特定できていない。

起動の途中、U-Bootがカーネルを読み込んだ直後で止まったことも1回あった。OSが動いていないので、電源ボタンは効かない。microSDを抜いてからリセットすると辞書が起動し、そこで電源を切れる。

09

854×480でデスクトップを使う

公式イメージには、X11・JWM・ログイン画面（ly）が入っている。今回はウィンドウマネージャーを Window Maker にした。ユーザーの ~/.xsession に exec wmaker と書くだけで切り替わる。パッケージを入れると、システム全体の標準まで Window Maker に変わるので、ほかのユーザーをJWMのままにしたいなら update-alternatives --set x-window-manager /usr/bin/jwm で戻す。

wdwrite WindowMaker NoWindowOverDock YES
wdwrite WMGLOBAL DoubleClickDelay 600
wdwrite WMWindowAttributes lxterminal.Lxterminal '{StartMaximized = Yes;}'
wdwrite WMWindowAttributes netsurf-gtk.Netsurf-gtk '{StartMaximized = Yes;}'
wdwrite WindowMaker MaximizeKey '"Mod1+Up"'      # 文字切替 + ↑

画面の内容は、SSH越しにフレームバッファを読むだけで取り出せる。追加のソフトは要らない。遠隔で作業するとき、今の画面を確かめるのに使った。

# PC で実行。1708 = 854 ピクセル × 2 バイト
ssh -l root brain.local 'head -c $((1708*480)) /dev/fb0' > fb.raw
ffmpeg -f rawvideo -pixel_format rgb565le -video_size 854x480 -i fb.raw -frames:v 1 screen.png

Python 3は最初から入っている。python3-tk を足すと、tkinterで自作の画面を作れる。ただし、ウィンドウが出るまでに約5秒、少し部品の多いアプリだと約20秒かかる。色数は16ビットが最も軽く、減らす設定は無い。

10

WebとAIアプリは、PCで動かしてVNCで映す

本体でJavaScriptの動くブラウザーを使うのは、現実的ではなかった。FirefoxとChromiumは、armel向けのパッケージが無い。WebKit系は、エンジンだけで約88 MBあり、メモリが足りない。そこで、重い処理はPCに任せ、Brainは画面とキーボードだけを受け持つ形にした。

VNCをLANに開かない

VNCは暗号化されない。PC側のVNCサーバーは localhost だけで待ち受けさせ、PCからBrainへのSSH接続に乗せて届ける。Brainから見ると、自分の localhost にVNCサーバーがあるように見える。BrainからPCへ入る経路は作らない。

# PC で実行。5905 = 仮想デスクトップ、5906 = 実画面の共有
ssh -N -R 5905:localhost:5905 -R 5906:localhost:5906 -l root brain.local

方法1：仮想デスクトップでブラウザーを動かす

PCに、Brainの画面に合わせた小さな仮想デスクトップを作り、そこでFirefoxを動かす。大きさは 786×446、色は16ビット。Brain側のウィンドウにちょうど収まり、色の変換も要らない。

# PC で実行
Xtigervnc :5 -geometry 786x446 -depth 16 -rfbport 5905 -localhost \
  -SecurityTypes None -AlwaysShared -nolisten tcp &
DISPLAY=:5 marco &
DISPLAY=:5 firefox --no-remote --profile "$HOME/.config/brain-vnc/firefox" --width 786 --height 446 &

# Brain で実行
xtightvncviewer -encodings "tight copyrect hextile" -compresslevel 6 -quality 5 localhost:5

速度は、使った本人の感想で「割と実用的」。ページの表示やスクロールは、本体のNetSurfより快適だった。

方法2：動いているアプリのウィンドウを、そのまま映す

AIのデスクトップアプリのように、同時に1つしか起動できず、実行中の作業を止めたくないものは、起動し直さずに映す。PCの実際の画面のうち、そのウィンドウの範囲だけを x11vnc -clip で配る。

1. ウィンドウを、Brainに合う大きさ（786×446）にして、最前面に固定する。
2. その範囲だけを x11vnc で localhost に配る。
3. Brainのビューアを閉じたら、ウィンドウを元の位置と大きさに戻す。

# PC で実行（要点）。id はウィンドウのID、X Y は移動先の左上
wmctrl -i -r "$id" -b remove,maximized_vert,maximized_horz
wmctrl -i -r "$id" -e "0,$X,$Y,786,446"
wmctrl -i -r "$id" -b add,above
x11vnc -display :0 -localhost -rfbport 5906 -nopw -shared -forever \
  -clip "786x446+$X+$Y" -noxdamage -repeat -quiet -bg

スクリプトの全体は share.sh（PC側）と pcapp（Brain側）。作ってみて分かったことを挙げる。

うまくいかなかった方法もある。アプリを一度終了し、仮想デスクトップ側で起動し直す方式は、動きはするが、実行中の作業が止まる。アプリの環境変数（/proc/PID/environ）から表示先を調べようとしたが、アプリが起動後にその領域を書き換えていて、読めなかった。

11

うまくいっていないこと

キーボードの修正と音声のドライバは、ほかのBrainの利用者にも役に立つはずだが、まだ本家には送っていない。

12

参照資料と公開範囲

• Brainux導入手順、対応機種、起動の仕組み。まずここを読む。
• brain-hackers/buildbrainカーネル、U-Boot、イメージのビルド環境。リリースのイメージもここにある。
• brain-hackers/linux-brainBrain用のカーネル。キーボードドライバとデバイスツリーはここ。
• ROHM BU26154MUV 製品ページ音声ICのデータシート。レジスタと、クロックの条件。
• x11vnc / TigerVNC画面の一部を配る -clip と、仮想デスクトップ。

本文は2026年10月2日〜5日の実機での作業記録をもとに編集。家庭内のアドレス、無線LANの名前、アカウント名、認証情報、機器の名前、私用の画面は掲載していません。写真は撮影情報を取り除き、基板の管理ラベルを隠しています。掲載したファイルは、カーネルへの変更（GPL-2.0）と、作業用のスクリプトです。動作は PW-SH3 の1台で確かめた範囲に限ります。