NanoPi A64/zh

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English

1 介绍

概览
正面
背面
File:NanoPi A64-4.jpg
外壳
  • NanoPi A64是友善电子团队设计、生产和发行销售的一款高性能掌上创客神器，它采用全志四核 ARM Cortex-A53 架构的A64 处理器，运行UbuntuCore、UbuntuMATE等操作系统。
  • NanoPi A64尽管体积非常小，功能却齐全。集成以太网、红外接收、视频/音频输入输出等接口，并且板载AXP803电源管理单元、Wi-Fi模块等。
  • NanoPi A64采用microUSB供电，板子留有MIPI-DSI、DVP等接口，并且兼容树莓派GPIO口，和1路专用调试串口。

2 资源特性

  • CPU：Allwinner A64 SOC, 四核ARM Cortex-A53, 运行主频648MHz to 1.152GHz, DVFS
  • GPU：Mali400MP2，Supports OpenGL ES2.0, OpenVG1.1
  • PMU: AXP803, 支持软件关机
  • DDR3 RAM：1GB
  • 网络：1个千兆以太网 (RTL8211E)
  • Wi-Fi: 板载Wi-Fi模块, 支持802.11/b/g/n, 板载芯片天线和IPEX接口
  • 音频输入输出：3.5mm耳机座, 包含耳机音频输出和麦克风输入
  • 红外：板载红外接收器
  • USB Host：两个USB 2.0, A型口
  • microSD Slo x1
  • microUSB ：仅用来供电
  • 视频输出: HDMI 1.4 A型口
  • MIPI DSI: 30pin 0.5mm间距FPC座子
  • DVP Camera接口：24pin，0.5mm间距FPC座
  • 调试串口：4Pin，2.54mm排针
  • GPIO： 40pin, 2.54mm间距，兼容RasberryPi2的扩展GPIO，含UART, SPI, I2C, PWM, IO等管脚资源
  • I2S: 7pin, 2.54mm间距, 独立I2S接口一路
  • 按键：一个电源按键
  • LED: 一个电源指示LED, 一个状态指示LED
  • PCB: 64 x 60mm, 6层板, 沉金工艺
  • 供电: DC 5V/2A
  • 温度工作范围：零下40摄氏度到80摄氏度
  • OS/Software: Ubuntu-Core with QtE, Ubuntu-MATE

3 接口布局和尺寸

3.1 接口布局

NanoPi A64接口布局
  • GPIO管脚定义
Pin# Name Pin# Name
1 SYS_3.3V 2 VDD_5V
3 GPIOE15/I2C2_SDA 4 VDD_5V
5 GPIOE14/I2C2_SCL 6 GND
7 GPIOD7 8 GPIOH4/UART3-TX
9 GND 10 GPIOH5/UART3-RX
11 GPIOB0/UART2-TX 12 GPIOL10/PWM_S
13 GPIOL8/I2C_S_SCL 14 GND
15 GPIOL9/I2C_S_SDA 16 GPIOH6/UART3-RTS
17 SYS_3.3V 18 GPIOH7/UART3-CTS
19 GPIOC0/SPI0-MOSI 20 GND
21 GPIOC1/SPI0-MISO 22 GPIOB1/UART2-RX
23 GPIOC2/SPI0-CLK 24 GPIOC3/SPI0-CS
25 GND 26 GPIOH8/SPDIF-OUT
27 GPIOH3/I2C1_SDA 28 GPIOH2/I2C1_SCL
29 GOIOH10 30 GND
31 GOIOH11 32 GPIOD4
33 GPIOD5 34 GND
35 GPIOD3/SPI1-MISO 36 GPIOD0/SPI1-CS
37 GPIOD6 38 GPIOD2/SPI1-MOSI
39 GND 40 GPIOD1/SPI1-CLK
  • Debug Port（UART0）
Pin# Name
1 GND
2 VDD_5V
3 UART0-TX
4 UART0-RX
  • I2S/PCM 接口定义
Pin# Name
1 GND
2 SYS_3.3V
3 GPIOB5/PCM0-BCLK
4 GPIOB4/PCM0-SYNC
5 GPIOB6/PCM0-DOUT
6 GPIOB7/PCM0-DIN
7 GPIOB3/I2S0-MCLK
  • DVP Camera IF 管脚定义
Pin# Name Description
1, 2 SYS_3.3V 3V电源输出给外部摄像头模块
7,9,13,15,24 GND 参考地, 0V
3 CAM_SCL I2C时钟信号
4 CAM_SDA I2C数据信号
5 GPIOE17 普通GPIO, 施加给外部摄像头模块的控制信号
6 GPIOE16 普通GPIO, 施加给外部摄像头模块的控制信号
8 MCLK 提供给外部摄像头模块的时钟信号
10 NC 没有连接
11 VSYNC 外部摄像头模块输出给CPU的行信号
12 HREF/HSYNC 外部摄像头模块输出给CPU的场信号
14 PCLK 外部摄像头模块输出给CPU的像数点信号
16-23 Data bit7-0 数据信号
  • MIPI-DSI 管脚定义
Pin# Name Description
1, 2, 3 VDD_5V 5V电源输出给外部供电
4,7,9,11,14,15,18,21,24,27,30 GND 参考地, 0V
5 I2C0_SDA I2C时钟信号
6 I2C0_SCL I2C数据信号
8 GPIOL7 普通GPIO
10 GPIOB2 普通GPIO
12 GPIOL12 普通GPIO
13 AP-RESET# 系统复位输出
16 MIPI-DSI-D3N MIPI DSI数据, 差分信号负
17 MIPI-DSI-D3P MIPI DSI数据, 差分信号正
19 MIPI-DSI-D2N MIPI DSI数据, 差分信号负
20 MIPI-DSI-D2P MIPI DSI数据, 差分信号正
22 MIPI-DSI-D1N MIPI DSI数据, 差分信号负
23 MIPI-DSI-D1P MIPI DSI数据, 差分信号正
25 MIPI-DSI-D0N MIPI DSI数据, 差分信号负
26 MIPI-DSI-D0P MIPI DSI数据, 差分信号正
28 MIPI-DSI-CKN MIPI DSI时钟, 差分信号负
29 MIPI-DSI-CKP MIPI DSI时钟, 差分信号正
说明
  1. SYS_3.3V: 电源输出, 实际输出为3.1V
  2. VDD_5V: 5V电源输入/输出。输入范围：4.7～5.6V, 可通过MicroUSB接口供电, 也可通过40pin排针或Debug Port上的VDD_5V供电. VDD_5V与MicroUSB的VBUS直接相连.
  3. 全部信号引脚均为3.3V电平(实际是3.1V, 兼容3.3V)，输出电流为5mA,可以带动小负荷模块，io都不能带负载
  4. 更详细的信息请查看原理图

3.2 机械尺寸

NanoPi-A64-1610-Dimensions.png

详细尺寸：dxf文件

4 快速入门

4.1 准备工作

要开启你的NanoPi A64新玩具，请先准备好以下硬件

  • NanoPi A64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）
  • 一台支持HDMI输入的显示器或者电视
  • 一套USB键盘鼠标，同时连接还需要USB HUB （或选购串口转接板，要PC上进行操作）
  • 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 A64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 MicroSD 8G

  • SanDisk闪迪 TF128G 至尊高速MicroSDXC TF 128G Class10 48MB/S:

SanDisk MicroSD 128G

  • 川宇 8G手机内存卡 8GTF卡存储卡 C10高速class10 micro SD卡：

chuanyu MicroSD 8G

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-a64-core-qte-sd4g.img.zip 小型的Ubuntu-core系统，内含Qt Embedded图形库
nanopi-a64-ubuntu-mate-sd4g.img.zip 基于Ubuntu，使用的桌面环境是MATE-desktop
烧写工具：
win32diskimager.rar Windows平台下的Ubuntu系统烧写工具，Linux平台下可以用dd命令烧写Ubuntu系统
PhoenixCard_V310.rar Windows平台下的Android系统烧写工具，注意：Android系统固件禁止在Linux平台下用dd命令烧写
HDDLLF.4.40.exe Windows平台下用于格式化TF卡的工具

4.3.2 制作Ubuntu-core系统TF卡

将固件nanopi-a64-core-qte-sd4g.img.zip和烧写工具win32diskimager.rar分别解压，在Windows系统下插入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。 当制作完成TF卡后，拔出TF卡插入NanoPi A64的TF卡槽，上电启动（注意，这里需要5V/2A的供电），你可以看到绿灯常亮以及蓝灯闪烁，这时你已经成功启动 NanoPi A64。

5 Ubuntu-core系统的使用

5.1 运行Ubuntu-core

  • 将制作好TF卡插入NanoPi A64，连接HDMI，最后连接电源(5V/2A)，NanoPi A64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，同时电视上也将能看到系统启动的画面。

1）要在电视上进行操作，你需要连接USB鼠标和键盘.
2）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，则可以通过终端对NanoPi A64进行操作。

  • 以下是串口的接法，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A64的MicroUSB口进行供电：

PSU-ONECOM-A64

  • 如果提示输入密码，Ubuntu-core的root和fa用户的默认密码都是两个字母fa。
  • 更新软件包：
apt-get update

5.2 扩展TF卡 文件系统

强烈建议做好系统运行卡之后立即进行文件系统 rootfs 分区的扩展，这将大大提升系统的性能，避免空间不足带来的各种繁琐问题。

  • 在PC机上扩展TF卡的文件系统 rootfs 分区：
sudo umount /dev/sdx?
sudo parted /dev/sdx unit % resizepart 2 100 unit MB print
sudo resize2fs -f /dev/sdx2

/dev/sdx请替换为实际的TF卡设备文件名。

5.3 通过SSH登录

NanoPi A64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。 如果你不想连接HDMI或者串口模块，可以通过SSH协议登录A64。假设通过路由器查看到板子的IP地址为192.168.1.230，在PC机上执行以下命令登录板子: 

ssh root@192.168.1.230

密码为fa。

5.4 HDMI输出声音

Ubuntu-core系统默认从3.5mm耳机座输出声音，想从HDMI输出需要修改文件系统上的配置文件/etc/asound.conf如下： 

pcm.!default {
    type hw
    card 1
    device 0
}
 
ctl.!default {
    type hw
    card 1
}

card 0代表3.5mm耳机孔，card 1代表HDMI音频。设置完成后需要重启系统才能生效。

5.5 连接WiFi

用vi或在图形界面下用gedit编辑文件 /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: 

ifdown wlan0
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: 

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。

5.6 查看CPU工作温度

获取CPU核心的当前温度值、运行频率等信息： 

cpu_freq

6 如何编译BSP

6.1 准备工作

访问此处下载地址的sources目录，下载源码nanopi-a64-bsp。
使用7-Zip工具解压后得到两个目录：lichee和android，也可以从github上克隆lichee源码： 

git clone https://github.com/friendlyarm/a64_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。

编译全志A64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

6.2 下载并安装编译器

访问此处下载地址的toolchain目录，下载压缩包gcc-linaro-arm.tar.xz和gcc-linaro-aarch64.tar.xz。
其中gcc-linaro-arm.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nanopi-a64-bsp/brandy/toolchain/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。

6.3 编译U-boot

U-boot的源码目录为lichee/brandy/u-boot-2014.07，在brandy目录下有一个build.sh脚本可用于编译U-boot: 

cd lichee/brandy
./build.sh -p sun50iw1p1

6.4 编译Linux内核

Linux内核的源码目录为lichee/linux-3.10，在lichee目录下有一个build.sh脚本可用于编译Linux内核: 

cd lichee
echo -e "0\n2\n0\n1\n" | ./build.sh config && ./build.sh

生成的boot.img和内核驱动模块位于linux-3.10/output/目录下。

6.5 打包系统组件

cd lichee
./build.sh pack

该命令会将所有编译生成的可执行文件(包括U-boot、Linux内核)和系统配置文件拷贝到lichee/tools/pack/out/目录以便进行统一管理。
注: 只有运行该命令之后，才能生成能正常运行的U-boot文件。

6.6 更新TF卡

下列命令可用于更新TF卡上的U-boot： 

cd fa_tools
./fuse_uboot.sh /dev/sdx

/dev/sdx请替换为实际的TF卡设备文件名。
boot.img和内核模块均位于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。

6.7 清理lichee源码

./build.sh -p sun50iw1p1 -k linux-3.10 -b nanopi_a64 -m clean

7 更多OS

7.1 Ubuntu-MATE

Ubuntu-MATE基于Ubuntu系统，使用的桌面环境是MATE-desktop，界面简洁易用，需配合HDMI使用，可通过ssh登录。
仅提供给进阶爱好者交流使用，不对该系统提供专业技术支持。

  • 下载系统固件nanopi-a64-ubuntu-mate-sd4g.img.zip(officail-ROMs目录)：点击下载
  • 将文件解压后得到系统固件，在Windows下使用友善官方提供 win32diskimager 工具烧写Ubuntu-MATE即可。
  • 烧写完成后，将TF卡插入NanoPi A64，上电即可体验Ubuntu-MATE。
  • 登录账号：root或fa ; 登录密码：fa

MATE-desktop

8 3D 打印外壳

NanoPi A64 3D printed housing
3D打印外壳下载链接

9 资源链接

9.1 手册原理图及开发资料

Allwinner_A64_Datasheet_V1.1.pdf
Allwinner_A64_User_Manual_V1.1.pdf

10 更新日志

10.1 2017-04-18

Ubuntu-Core系统更新如下：

  • 修改了登录欢迎界面，当用户登录时会打印系统的基本状态信息；
  • 增加 npi-config 工具，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 sudo npi-config 即可进入;
  • 新增pi用户，并配置为自动登录，自动登录特性可以使用npi-config工具配置;
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