Difference between revisions of "NanoPi NEO Plus2/zh"
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Revision as of 08:28, 24 May 2017
Contents
1 Introduction
- NanoPi NEO Plus2是友善电子团队推出的又一款小巧ARM计算机,它采用全志64位四核A53处理器H5,内置六核Mali450 GPU,集成1GB DDR3内存。
- NanoPi NEO2依然小巧精致,尽管尺寸仅有 ,却板载了AP6212A WiFi蓝牙模块,以及千兆以太网接口,板子引出了双路标准USB接口,支持从MicroSD卡启动运行系统。NanoPi NEO Plus2采用了专业的电源系统设计,采用6层板布线,具有良好的散热特性。常适合对体积要求高,数据传输量大,数据传输速度快,和更高计算性能的物联网应用。
2 资源特性
- PU:Allwinner H5,Quad-core 64-bit high-performance Cortex A53
- DR3 RAM :1GB
- Storage:8GB eMMC
- Network:10/100/1000M以太网口,采用RTL8211E-VB-CG传输芯片
- WiFi:802.11b/g/n
- Bluetooth:4.0 dual mode
- MicroSD Slot:1个,支持启动和储存系统
- 音频输入和输出: 5Pin, 2.0mm间距单排针
- MicroUSB:供电功能
- Debug Serial:4Pin,2.54mm间距单排针
- GPIO1:24Pin,2.51mm间距双排针,含UART、SPI、I2C、IO 等管脚资源
- GPIO2:12Pin,2.54mm间距单排针,含USB、红外接收、I2S、IO等管脚资源
- PCB Size:40 x 52mm
- PCB Layer:6层
- Power Supply:DC 5V/2A
3 接口布局和尺寸
3.1 接口布局
- GPIO管脚定义
Pin# Name Linux gpio Pin# Name Linux gpio 1 SYS_3.3V 2 VDD_5V 3 I2C0_SDA / GPIOA12 12 4 VDD_5V 5 I2C0_SCL / GPIOA11 11 6 GND 7 GPIOG11 203 8 UART1_TX / GPIOG6 198 9 GND 10 UART1_RX / GPIOG7 199 11 UART2_TX / GPIOA0 0 12 GPIOA6 6 13 UART2_RTS / GPIOA2 2 14 GND 15 UART2_CTS / GPIOA3 3 16 UART1_RTS / GPIOG8 200 17 SYS_3.3V 18 UART1_CTS / GPIOG9 201 19 SPI0_MOSI / GPIOC0 64 20 GND 21 SPI0_MISO / GPIOC1 65 22 UART2_RX / GPIOA1 1 23 SPI0_CLK / GPIOC2 66 24 SPI0_CS / GPIOC3 67
- USB/Audio/IR 定义
NanoPi-NEO2 Pin# Name Description 1 VDD_5V 5V Power Out 2 USB-DP1 USB1 DP Signal 3 USB-DM1 USB1 DM Signal 4 USB-DP2 USB2 DP Signal 5 USB-DM2 USB2 DM Signal 6 GPIOL11 / IR-RX GPIOL11 or IR Receive 7 SPDIF-OUT / GPIOA17 GPIOA17 or SPDIF-OUT 8 PCM0_SYNC / I2S0_LRC I2S / PCM Sample Rate Clock/Sync 9 PCM0_CLK / I2S0_BCK I2S / PCM Sample Rate Clock 10 PCM0_DOUT / I2S0_SDOUT I2S / PCM Serial Data Output 11 PCM0_DIN / I2S0_SDIN I2S / PCM Serial Data Input 12 GND 0V
- Audio
Pin# Name Description 1 MICIN1P Microphone Positive Input 2 MICIN1N Microphone Negative Input 3 LINEOUTR LINE-OUT Right Channel Output 4 GND 0V 5 LINEOUTL LINE-OUT Left Channel Output
- Debug Port(UART0)
Pin# Name 1 GND 2 VDD_5V 3 UART_TXD0 / GPIOA4 4 UART_RXD0 / GPIOA5 / PWM0
- 说明
- SYS_3.3V: 3.3V电源输出
- VDD_5V: 5V电源输入/输出。当电压大于MicroUSB时,向板子供电,否则板子从MicroUSB取电。输入范围:4.7~5.6V
- 全部信号引脚均为3.3V电平,输出电流为5mA,可以带动小负荷模块,io都不能带负载
- 更详细的信息请查看原理图:[]
3.2 机械尺寸
File:NanoPi-NEO-Plus2-1705-dimensions.png
- 详细尺寸:[]
4 快速入门
4.1 准备工作
要开启你的NanoPi NEO2新玩具,请先准备好以下硬件
- NanoPi NEO2主板
- microSD卡/TF卡: Class10或以上的 8GB SDHC卡
- 一个microUSB接口的外接电源,要求输出为5V/2A(可使用同规格的手机充电器)
- 一台电脑,需要联网,建议使用Ubuntu 14.04 64位系统
4.2 经测试使用的TF卡
制作启动NanoPi NEO2的TF卡时,建议Class10或以上的 8GB SDHC卡。以下是经友善之臂测试验证过的高速TF卡:
- SanDisk闪迪 TF 8G Class10 Micro/SD 高速 TF卡:
- SanDisk闪迪 TF128G 至尊高速MicroSDXC TF 128G Class10 48MB/S:
- 川宇 8G手机内存卡 8GTF卡存储卡 C10高速class10 micro SD卡:
4.3 制作一张带运行系统的TF卡
4.3.1 下载系统固件
首先访问下载地址下载需要的固件文件(officail-ROMs目录)和烧写工具(tools目录):
使用以下固件: nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_3.10.65_YYYYMMDD.img.zip Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统固件,使用Linux-3.10.65内核 nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统固件,使用Linux-4.x.y内核 nanopi-neo2_debian-nas-jessie_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip NAS系统固件,使用Linux-4.x.y内核,配合1-bay NAS Dock使用 nanopi-neo2_ubuntu-oled_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip OLED系统固件,使用Linux-4.x.y内核,配合NanoHat OLED使用 烧写工具: win32diskimager.rar Windows平台下的系统烧写工具,Linux平台下可以用dd命令烧写系统
4.3.2 制作Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统TF卡
将固件nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip和烧写工具win32diskimager.rar分别解压,在Windows下插入TF卡(限4G及以上的卡),以管理员身份运行 win32diskimager 工具,
在win32diskimager工具的界面上,选择你的TF卡盘符,选择系统固件,点击 Write 按钮烧写即可。烧写完成后,将制作好TF卡插入NanoPi NEO2,使用USB供电(5V/2A),
NanoPi NEO2会上电自动开机,看到板上的蓝色LED闪烁,这说明系统已经开始启动了。
5 Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统的使用
5.1 运行Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统
- 如果您需要进行内核开发,你最好选购一个串口配件,连接了串口,则可以通过串口终端对NanoPi NEO2进行操作。以下是串口配件的接法,接上串口,即可调试。接上串口后你可以选择从串口模块的DC口或者从NEO2的MicroUSB口进行供电:
也可以使用USB转串口模块调试,请注意需要使用5V/2A电源从NanoPi NEO2的MicroUSB口给NEO2供电:
- Ubuntu-Core默认帐户:
普通用户:
用户名: pi 密码: pi
Root用户:
用户名: root 密码: fa
默认会以 pi 用户自动登录,你可以使用 sudo npi-config 命令取消自动登录。
- 更新软件包:
sudo apt-get update
5.2 使用npi-config配置系统
npi-config是一个命令行下的系统配置工具,可以对系统进行一些初始化的配置,可配置的项目包括:用户密码、系统语言、时区、Hostname、SSH开关、自动登录选项等,在命令行执行以下命令即可进入:
sudo npi-config
5.3 连接有线网络
NEO2在加电开机前如果已正确的连接网线,则系统启动时会自动获取IP地址,如果没有连接网线、没有DHCP服务或是其它网络问题,则会导致获取IP地址失败,同时系统启动会因此等待约15~60秒的时间。 手动获取IP地址
dhclient eth0
5.4 SSH登录
NEO2没有任何图形界面输出的接口,如果你没有串口模块,可以通过SSH协议登录NEO2。假设通过路由器查看到NEO2的IP地址为192.168.1.230,你可以在PC机上执行如下命令登录NEO2:
ssh root@192.168.1.230
密码为fa。
5.5 扩展TF卡文件系统
第一次启动系统时,系统会自动扩展文件系统分区,请耐心等待,TF卡的容量越大,需要等待的时间越长,进入系统后执行下列命令查看文件系统分区大小:
df -h
5.6 连接USB WiFi
系统默认已经支持市面上众多常见的USB WiFi,想知道你的USB WiFi是否可用只需将其接在NEO2上即可,已测试过的USB WiFi型号如下:
序号 型号 1 RTL8188CUS 802.11n WLAN Adapter 2 RT2070 Wireless Adapter 3 RT2870/RT3070 Wireless Adapter 4 RTL8192CU Wireless Adapter 5 NetGear, Inc. WG111v3 54 Mbps Wireless [realtek RTL8187B]
NanoPi NEO2 上电启动并插入上USB WiFi后,通过串口登录到系统,敲入以下命令可以查看到系统是否识别到USB WiFi,如果出现“wlan0”,则证明USB WiFi已被识别到:
sudo ifconfig -a
用vi打开文件 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf:
sudo vi /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
在文件末尾填入路由器信息如下所示:
network={ ssid="YourWiFiESSID" psk="YourWiFiPassword" }
其中,YourWiFiESSID和YourWiFiPassword请替换成你要连接的无线AP名称和密码。
保存退出后,执行以下命令即可连接WiFi:
$ sudo ifdown wlan0 $ sudo ifup wlan0
如果你的WiFi密码中有特殊字符,或者你不希望明文存放密码,你可以使用wpa_passphrase命令为WiFi密码生成一个密钥(psk),用密钥来代替密码 ,在命令行下,可输入以下命令生成密钥:
$ sudo wpa_passphrase YourWiFiESSID
在提示输入密码时,输入你的WiFi密码,再打开 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf 文件你会发现密钥已经被更新,你可以删除明文的密码了。
5.7 连接USB摄像头模块(FA-CAM202)使用
FA-CAM202是一款200万像素的USB摄像头模块,参考维基Matrix - USB_Camera(FA-CAM202)
启动系统,连接网络,以root用户登录终端并编译运行mjpg-streamer:
cd /root/mjpg-streamer make ./start.sh
mjpg-streamer是一个开源的网络视频流服务器,在板子上成功运行mjpg-streamer后会打印下列信息:
i: Using V4L2 device.: /dev/video0 i: Desired Resolution: 1280 x 720 i: Frames Per Second.: 30 i: Format............: YUV i: JPEG Quality......: 90 o: www-folder-path...: ./www/ o: HTTP TCP port.....: 8080 o: username:password.: disabled o: commands..........: enabled
假设NEO2的IP地址为192.168.1.123,在PC的浏览器中输入 192.168.1.123:8080 就能浏览摄像头采集的画面了,效果如下:
5.8 播放和录制音频
NEO2只提供了音频硬件接口(2.0mm 5pin 排针),引脚的定义如下:
Pin# Name Description 1 MICIN1P Microphone Positive Input 2 MICIN1N Microphone Negative Input 3 LINEOUTR LINE-OUT Right Channel Output 4 GND 地 5 LINEOUTL LINE-OUT Left Channel Output
用户需自行转接音频设备,参考下图:
只有在已外接音频设备的前提下,才可以进行下列步骤测试播放和录制音频。
查看系统里的声卡设备:
$ aplay -l **** List of PLAYBACK Hardware Devices **** card 0: audiocodec [audiocodec], device 0: SUNXI-CODEC sun50iw2codec-0 [] Subdevices: 1/1 Subdevice #0: subdevice #0
播放音频:
$ aplay /root/Music/test.wav -D plughw:0
录制音频:
$ arecord -f cd -d 5 test.wav
5.9 通过WiringNP测试GPIO
wiringPi库最早是由Gordon Henderson所编写并维护的一个用C语言写成的类库,除了GPIO库,还包括了I2C库、SPI库、UART库和软件PWM库等,由于wiringPi的API函数和arduino非常相似,这也使得它广受欢迎。
wiringPi库除了提供wiringPi类库及其头文件外,还提供了一个命令行工具gpio:可以用来设置和读写GPIO管脚,以方便在Shell脚本中控制GPIO管脚。
我们在NEO2系统中集成了这个工具以便客户测试GPIO管脚。详细信息请参看 WiringNP
6 如何编译Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统
6.1 使用开源社区主线BSP
NEO2现已支持使用64位Linux内核,并使用64位Ubuntu Core 16.04,关于H5芯片系列开发板使用主线U-boot和Linux-4.x.y的方法,请参考维基:Mainline U-boot & Linux
6.2 使用全志原厂BSP
6.2.1 准备工作
访问此处下载地址的sources/nanopi-h5-bsp目录,下载所有压缩文件,使用7-Zip工具解压后得到lichee目录,如下:
ls ./ lichee
也可以从github上克隆lichee源码:
git clone https://github.com/friendlyarm/h5_lichee.git lichee
注:lichee是全志为其CPU的板级支持包所起的项目名称,里面包含了U-boot,Linux等源码和众多的编译脚本。
6.2.2 安装交叉编译器
访问此处下载地址的toolchain目录,下载压缩包gcc-linaro-arm-4.6.3.tar.xz和gcc-linaro-aarch64.tar.xz。
其中gcc-linaro-arm-4.6.3.tar.xz用于编译U-boot,gcc-linaro-aarch64.tar.xz用于编译Linux内核。下载完成后,将它们拷贝到源码lichee/brandy/toochain/目录下即可。
后面编译U-boot或者Linux内核时,编译脚本会自动解压并使用这两个编译器进行编译。
6.2.3 编译lichee源码
编译全志 H5 的BSP源码包必须使用64bit的Linux PC系统,并安装下列软件包,下列操作均基于Ubuntu-14.04 LTS-64bit:
sudo apt-get install gawk git gnupg flex bison gperf build-essential \ zip curl libc6-dev libncurses5-dev:i386 x11proto-core-dev \ libx11-dev:i386 libreadline6-dev:i386 libgl1-mesa-glx:i386 \ libgl1-mesa-dev g++-multilib mingw32 tofrodos \ python-markdown libxml2-utils xsltproc zlib1g-dev:i386
编译lichee源码包,执行命令:
cd lichee/fa_tools ./build.sh -b nanopi-neo2 -p linux -t all
该命令会一次性编译好U-boot、Linux内核和模块。
lichee目录里内置了交叉编译器,当进行源码编译时,会自动使用该内置的编译器,所以无需手动安装编译器。
下列命令可以更新TF卡上的U-boot:
cd lichee/fa_tools/ ./fuse.sh -d /dev/sdx -p linux -t u-boot
/dev/sdx请替换为实际的TF卡设备文件名。
内核boot.img和驱动模块均位于linux-3.10/output目录下,将boot.img拷贝到TF卡的boot分区的根目录即可更新内核。
6.2.4 编译U-boot
如果你想单独编译U-boot,可以执行命令:
cd lichee/fa_tools/ ./build.sh -b nanopi-neo2 -p linux -t u-boot
6.2.5 编译Linux内核
如果你想单独编译Linux内核,可以执行命令:
cd lichee/fa_tools/ ./build.sh -b nanopi-neo2 -p linux -t kernel
编译完成后内核boot.img和驱动模块均位于linux-3.10/output目录下,将boot.img拷贝到TF卡的boot分区的根目录即可。
6.2.6 清理lichee源码
cd lichee/fa_tools/ ./build.sh -b nanopi-neo2 -p linux -t clean
7 使用NEO2扩展配件及编程示例
7.1 使用1-bay NAS Dock DIY自已的NAS服务器
1-bay NAS Dock是一个用于搭建迷你、小巧的桌上型NAS(Network Attached Storage:网络附属存储)设备的扩展底板,它采用了高速稳定的专业级USB 3.0 to SATA转换芯片(JSM568), 可直接安装使用2.5寸小硬盘,并采用TI公司DC-DC芯片实现稳定可靠的12V-5V电源转换,支持板载RTC时钟备份电池;我们还基于最新主线内核Linux-4.11和Debian-Jessie 为其移植了开源NAS软件系统OpenMediaVault,另外配上我们专门为其定制的精致喷砂金属铝外壳,就能够快速的搭建属于你的专用数据存储服务器,详见:1-bay_NAS_Dock
7.2 使用Python编程操作NanoHat OLED扩展板
NanoHat OLED是一款精致小巧的单色OLED显示屏,带3个按键,我们不仅提供了源代码级驱动,而且为您展现了一个简单实用的Shell界面, 通过它你可以查看系统时间,系统运行状态,以及关机等操作;你还可以下载所有源代码自行修改编译,设计自己喜欢的界面; 配上我们专门为其定制的全金属铝外壳,相信你一定会爱不释手!详见:NanoHat OLED
7.3 使用Python编程控制NanoHat Motor 电机驱动模块
该模块可驱动四个5V PWM舵机模块和四个12V直流电机或者两个12V四线步进电机,详见:NanoHat Motor
7.4 使用NanoHat PCM5102A 数字音频解码模块
NanoHat PCM5102A采用了TI公司专业的立体声DAC音频芯片PCM5102A,为您提供数字音频信号完美还原的音乐盛宴, 详见:NanoHat PCM5102A
7.5 完全兼容的Arduino的UNO Dock扩展板
UNO Dock本身就是一个Arduino UNO,你可以使用Arduino IDE开发下载运行所有Arduino工程项目;它还是NanoPi NEO2的扩展坞,不仅为其提供稳定可靠的电源输入,还可以使用Python编程控制Arduino配件,借助强大的Ubuntu生态系统,快速把你的Arduino项目送上云端,详见:UNO Dock for NanoPi NEO v1.0
7.6 Power Dock 高效的电源转换模块
Power Dock for NanoPi NEO是一个高效的电源转换模块,能为用电设备提供稳定可靠的供电, 详见:Power Dock for NanoPi NEO
7.7 NanoHat Proto 可堆叠的面包板模块
NanoHat Proto是一个功能高度自由的模块, 板载EEPROM,详见:NanoHat Proto