NanoPi Duo2/zh

English

1 介绍

概览

正面

背面

• NanoPi Duo2（以下简称Duo2）是友善之臂团队开发的一款双列直插超小型创客神器，尺寸只有55x25.4mm。它采用全志四核A7处理器H3, 配备256M/512M DDR3内存，板载WiFi 蓝牙模块，并提供OV5640摄像头接口，可运行完整的Ubuntu Core等嵌入式Linux系统。
• NanoPi Duo2小巧精致，接口丰富，可采用MicroUSB直接供电，支持Micro SD卡直接启动运行系统，并可直接插入面包板使用。它引出了USB, SPI, UART, I2C, PWM, IR，音频输入与输出，百兆以太网等接口管脚，非常方便调试开发。
• NanoPi Duo2可支持使用WiringNP, Python等编程库, 完全开源, 非常适合轻量级IoT应用开发。
• 推荐搭配NanoPi Duo2 IoT-Box底板使用，NanoPi Duo2 IoT-Box底板详细介绍请参考NanoPi Duo2 IoT-Box底板介绍

2 资源特性

• CPU: Allwinner H3, Quad-core Cortex-A7 Up to 1.2GHz
• DDR3 RAM: 512M
• Connectivity: 10/100M Ethernet
• WiFi: 802.11b/g/n
• Bluetooth: Bluetooth V4.0 of 1, 2 and 3 Mbps.
• Camera: OV5640
• Key: GPIO Key
• USB Host: 2.54mm pin x2, exposed in 2.54mm pitch pin header
• MicroSD Slot x 1
• MicroUSB: OTG and power input
• Debug Serial Interface: exposed in 2.54mm pitch pin header
• Audio input/output Interface: exposed in 2.54mm pitch pin header
• GPIO1: 2.54mm spacing 16pin. It includes UART, SPI, I2C, Audio etc
• GPIO2: 2.54mm spacing 16pin. It includes USB,10/100M Ethernet, IO etc
• PCB Dimension: 25.4 x 55mm
• Power Supply: DC 5V/2A
• Temperature measuring range: -20℃ to 70℃
• OS/Software: U-boot，Linux-4.14 / Linux-3.4, Ubuntu 16.04.2 LTS (Xenial)
• Weight: xxg(With Pin-headers)

3 接口布局和尺寸

3.1 接口布局

NanoPi Duo2接口布局

pinout

• GPIO管脚定义

Pin#	GPIO1	Name	Linux gpio		Pin#	GPIO2	Name	Linux gpio
1	5V	VDD_5V			2	RXD	DEBUG_RX(UART_RXD0)/GPIOA5/PWM0	5
3	5V	VDD_5V			4	TXD	DEBUG_TX(UART_TXD0)/GPIOA4	4
5	3V3	SYS_3.3V			6	GND	GND
7	GND	GND			8	SCL	I2C0_SCL/GPIOA11	11
9	IRRX	GPIOL11/IR-RX	363		10	SDA	I2C0_SDA/GPIOA12	12
11	PG11	GPIOG11	203		12	CS	UART3_TX/SPI1_CS/GPIOA13	13
13	DM3	USB-DM3			14	CLK	UART3_RX/SPI1_CLK/GPIOA14	14
15	DP3	USB-DP3			16	MISO	UART3_CTS/SPI1_MISO/GPIOA16	16
17	DM2	USB-DM2			18	MOSI	UART3_RTS/SPI1_MOSI/GPIOA15	15
19	DP2	USB-DP2			20	RX1	UART1_RX/GPIOG7	199
21	RD-	EPHY-RXN			22	TX1	UART1_TX/GPIOG6	198
23	RD+	EPHY-RXP			24	CVBS	CVBS
25	TD-	EPHY-TXN			26	LL	LINEOUT_L
27	TD+	EPHY-TXP			28	LR	LINEOUT_R
29	LNK	EPHY-LED-LINK			30	MP	MIC_P
31	SPD	EPHY-LED-SPD			32	MN	MIC_N

• Camera（OV5640）接口定义

Pin#	Name
1	NC1
2	AGND
3	SIO-D
4	AVDD
5	SIO-C
6	RESER
7	VSYNC
8	PWDN
9	HREF
10	DVDD
11	DOVDD
12	Y9/MDP1
13	XCLK
14	Y8/MDN1
15	DGND
16	Y7/MCP
17	PCLK
18	Y6/MCN
19	Y2
20	Y5/MDP0
21	Y3
22	Y4/MDN0
23	AF-VDD
24	NC2

说明

1. SYS_3.3V: 3.3V电源输出
2. 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：4.7～5.5V
3. 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
4. 更详细的信息请查看原理图，NanoPi Duo2原理图

3.2 机械尺寸

详细尺寸：NanoPi_Duo2_V1.0_1807 pcb的dxf文件

4 快速入门

4.1 准备工作

要开启你的NanoPi Duo2新玩具，请先准备好以下硬件

• NanoPi Duo2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 18.04 64位系统
• 一个串口模块

4.2 经测试可选用的TF卡

制作启动TF卡时，建议Class10或以上的 8GB SDHC卡。以下是经友善电子测试验证过的高速TF卡：

• SanDisk闪迪 32GB TF（MicroSD）存储卡 U3 C10 A1 V30 4K 至尊超极速移动版内存卡 (开发者推荐)

• SanDisk闪迪32GB TF（MicroSD）存储卡 行车记录仪&安防监控专用内存卡 (长时间运行推荐)

• SanDisk闪迪 TF 8G Class10 microSD 高速 TF卡：

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

• 川宇 8G手机内存卡 TF 8G 卡存储卡 C10 高速 Class10 microSD卡：

4.3 安装系统

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-duo2_sd_friendlycore-xenial_4.14_armhf_YYYYMMDD.img.zip	基于UbuntuCore构建的FriendlyCore系统固件，使用Linux-4.14内核
nanopi-duo2_sd_friendlywrt_4.14_armhf_YYYYMMDD.img.zip	基于OpenWrt构建的系统固件，使用Linux-4.14内核
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 烧写Linux系统

4.3.2.1 烧写到TF卡

• FriendlyCore / FriendlyWrt 等系统都属于 Linux 系统，所以它们的烧写方法是一样。
  
• 将 Linux 系统固件和烧写工具 win32diskimager.rar 分别解压，在 Windows 下插入TF卡（限4G及以上的卡)，以管理员身份运行烧写工具 win32diskimager，在烧写工具 win32diskimager 的界面上，选择你的TF卡盘符，选择Linux 系统固件，点击 Write 按钮烧写。

这里以nanopi-duo2_sd_friendlycore-xenial_4.14_armhf_YYYYMMDD.img为例，其他系统的烧写操作是类似的，烧写时的界面如下：

成功烧写后，会看到如下界面：

• 当制作完成TF卡后，拔出TF卡插入 BOOT 卡槽，上电启动（注意，这里需要5V/2A的供电），你可以看到STAT灯闪烁，这时你已经成功启动系统。

4.4 推荐搭配NanoPi Duo2 IoT-Box底板

推荐搭配NanoPi Duo2 IoT-Box底板使用，NanoPi Duo2 IoT-Box底板详细介绍请参考NanoPi Duo2 IoT-Box底板介绍，以下是底板的接法:

5 FriendlyCore的使用

5.1 介绍

FriendlyCore，是一个没有X-windows环境，基于Ubuntu core构建的系统，使用Qt-Embedded作为图形界面的轻量级系统，兼容Ubuntu系统软件源，非常适合于企业用户用作产品的基础OS。

本系统除了保留Ubuntu Core的特性以外，还包括以下特性：

• 集成Qt4.8；
• 集成NetworkManager网络管理器；
• 集成bluez等蓝牙相关软件包；
• 集成alsa相关软件包；
• 集成命令行系统配置工具npi-config；
• 集成Python GPIO模块RPiGPIO；
• 集成Python/C语言编写的demo程序，位于/root目录；
• 使能512M的swap分区；

5.2 运行FriendlyCore

• 对于有HDMI接口的板子，如果要在电视上进行操作，您需要连接USB鼠标和键盘。
• 如果您需要进行内核开发，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开发板进行操作。

使用USB转串口模块调试，请注意需要使用5V/2A电源给开发板MicroUSB供电：

• FriendlyCore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

5.3 开发Qt应用

请参考 How to Build and Install Qt Application for FriendlyELEC Boards/zh

5.4 开机自动运行Qt示例程序

使用npi-config工具进行开启：

sudo npi-config

进入Boot Options -> Autologin -> Qt/Embedded，选择Enable然后重启即可。

5.5 扩展TF卡文件系统

第一次启动FriendlyCore系统时，系统会自动扩展文件系统分区，请耐心等待，TF卡/eMMC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 使用蓝牙传输文件

以传输文件到手机为例进行说明，首先，将你的手机蓝牙设置为可侦测状态，然后执行以下命令开始蓝牙搜索：

hcitool scan

搜索到设备时，结果举例如下：

Scanning ...
    2C:8A:72:1D:46:02   HTC6525LVW

这表示搜索到一台名为HTC6525LVW的手机，我们记下手机名称前面的MAC地址，然后用sdptool命令查看该手机支持的蓝牙服务：

sdptool browser 2C:8A:72:1D:46:02

注：上述命令中的MAC地址请替换成手机实际的蓝牙MAC地址
这个命令会详细列出手机蓝牙所支持的协议，我们需要关心的是一个名为 OBEX Object Push 的文件传输服务，以HTC6525LVW手机为例，其显示结果如下所示：

Service Name: OBEX Object Push
Service RecHandle: 0x1000b
Service Class ID List:
  "OBEX Object Push" (0x1105)
Protocol Descriptor List:
  "L2CAP" (0x0100)
  "RFCOMM" (0x0003)
    Channel: 12
  "OBEX" (0x0008)
Profile Descriptor List:
  "OBEX Object Push" (0x1105)
    Version: 0x0100

从上面的信息可以看到，这个手机的OBEX Object Push服务的所用的频道是12, 我们需要将它传递给obexftp命令，最后发起文件传输请求的命令如下：

obexftp --nopath --noconn --uuid none --bluetooth -b 2C:8A:72:1D:46:02 -B 12 -put example.jpg

注：上述命令中的MAC地址、频道和文件名请替换成实际的

执行上述命令后，请留意手机屏幕，正常情况下手机会弹出配对和接收文件的提示，确定后就开始文件传輪了。

蓝牙常见问题：
1) 开发板上找不到蓝牙设备, 可尝试用以下命令开启蓝牙：

rfkill unblock 0

2) 提示找不到相关命令，可尝试用以下命令安装相关软件：

apt-get install bluetooth bluez obexftp openobex-apps python-gobject ussp-push

5.7 连接WiFi

无论是SD WiFi还是USB WiFi, 它们的连接方式都是一样的。正基科技的APXX系列芯片属于SD WiFi，另外系统默认也已经支持市面上众多常见的USB WiFi，已测试过的USB WiFi型号如下：

序号	型号
1	RTL8188CUS/8188EU 802.11n WLAN Adapter
2	RT2070 Wireless Adapter
3	RT2870/RT3070 Wireless Adapter
4	RTL8192CU Wireless Adapter
5	小米WiFi mt7601
6	5G USB WiFi RTL8821CU
7	5G USB WiFi RTL8812AU

目前使用 NetworkManager 工具来管理网络，其在命令行下对应的命令是 nmcli，要连接WiFi，相关的命令如下：

• 切换到root账户

$ su root

• 查看网络设备列表

$ nmcli dev

注意，如果列出的设备状态是 unmanaged 的，说明网络设备不受NetworkManager管理，你需要清空 /etc/network/interfaces下的网络设置,然后重启.

• 开启WiFi

$ nmcli r wifi on

• 扫描附近的 WiFi 热点

$ nmcli dev wifi

• 连接到指定的 WiFi 热点

$ nmcli dev wifi connect "SSID" password "PASSWORD" ifname wlan0

请将 SSID和 PASSWORD 替换成实际的 WiFi名称和密码。
连接成功后，下次开机，WiFi 也会自动连接。

更详细的NetworkManager使用指南可参考这篇文章： Use NetworkManager to configure network settings

如果你的USB WiFi无法正常工作, 大概率是因为文件系统里缺少了对应的USB WiFi固件。对于Debian系统, 可以在Debian-WiFi里找到并安装USB WiFi芯片的固件。而对于Ubuntu系统, 则可以通过下列命令安装所有的USB WiFi固件:

$ apt-get install linux-firmware

一般情况下, 各种WiFi芯片的固件都存放在/lib/firmware目录下。

5.8 配置WiFi无线热点

执行以下命令进入AP模式：

$ su root
$ turn-wifi-into-apmode yes

这时会提示你输入WiFi热点的名称和密码，按提示操作即可。
操作成功后，你可以在电脑/手机上搜索并连接热点，然后通过192.168.8.1这个地址来登录开发板:

$ ssh root@192.168.8.1

在提示输入密码时，输入预设的密码fa，即可登入。

为了保证ssh的流畅，用以下命令关闭wifi的省电模式:

$ iwconfig wlan0 power off

要切换回普通的Station模式，输入如下命令：

$ turn-wifi-into-apmode no

5.9 使用蓝牙

输入以下命令搜索周边的蓝牙设备:

$ su root
$ hciconfig hci0 up
$ hcitool scan

使用hciconfig命令来了解接口的状态。

5.10 连接以太网

默认插上网线开机，会自动连接并通过DHCP获取IP地址，如需要配置静态IP地址，请参考 NetworkManager 的相关文档: Use NetworkManager to configure network settings。

5.11 访问GPIO/I2C/串口等硬件资源

请参考下面的文档：

• WiringNP: NanoPi NEO/NEO2/Air GPIO Programming with C/zh
• RPi.GPIO : NanoPi NEO/NEO2/Air GPIO Programming with Python/zh

5.12 定制命令行的欢迎信息（文字LOGO）

欢迎信息主要是这个目录下的脚本来打印的：

/etc/update-motd.d/

比如要修改 FriendlyELEC 的大字LOGO，可以修改/etc/update-motd.d/10-header 这个文件，比如要将LOGO改为HELLO，可将以下行：

TERM=linux toilet -f standard -F metal $BOARD_VENDOR

改为：

TERM=linux toilet -f standard -F metal HELLO

5.13 修改时区

例如更改为Shanghai时区:

sudo rm /etc/localtime
sudo ln -ls /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime

5.14 选择系统默认音频设备

NanoPi-Duo2 只提供了音频硬件接口(2.54mm排针)，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。

如果当前系统存在多个音频设备, 例如HDMI-Audio、3.5mm耳机座、I2S-Codec时, 可以通过下列操作设置系统默认使用的音频设备。

• 启动板子后，执行以下步骤安装alsa包：

$ apt-get update
$ apt-get install libasound2
$ apt-get install alsa-base
$ apt-get install alsa-utils

• 安装好需要的库后，查看系统当前所有的声卡设备的序列号。这里假设aplay的输出如下, 并不是真实情况, 请根据实际情况进行相对应的修改:

$ aplay -l
card 0: HDMI
card 1: 3.5mm codec
card 2: I2S codec

上面的信息表示card 0代表HDMI-Audio，card 1代表3.5mm耳机座, card 2代表I2S-Codec，修改配置文件/etc/asound.conf如下表示选择HDMI-Audio:

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

如果将card 0修改为card 1, 则表示选择3.5mm耳机座, 以此类推。
拷贝一首 .wav 格式的音乐到开发板上，播放音乐：

$ aplay /root/Music/test.wav

可以听见从系统默认的音频设备里输出音频。
如果您使用的开发板是H3/H5/H2+系列并且使用的是主线内核，那么更简便的方法是使用npi-config。

5.15 连接DVP摄像头模块(OV5640)

对于NanoPi-Duo2，OV5640只可配合Linux-4.14内核使用。
NanoPi-Duo2已经集成了摄像头模块的电路，直接把OV5640摄像头接在Duo2上即可，请按下图连接Duo2和摄像头:

连接开发板和摄像头，然后上电启动系统，连接网络，以root用户登录终端并编译运行mjpg-streamer:

$ cd /root/C/mjpg-streamer
$ make
$ ./start.sh

请自行修改start.sh, 确保使用正确的/dev/videoX节点, 下列命令可以用来确定摄像头的video节点:

$ apt-get install v4l-utils
$ v4l2-ctl -d /dev/video0 -D
Driver Info (not using libv4l2):
        Driver name   : sun6i-video
        Card type     : sun6i-csi
        Bus info      : platform:camera
        Driver version: 4.14.0
	...

上述信息表示/dev/video0是摄像头的设备节点。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:

$ ./start.sh 
 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

start.sh脚本里执行了下列2个命令:

export LD_LIBRARY_PATH="$(pwd)"
./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so -d /dev/video0 -y 1 -r 1280x720 -f 30 -q 90 -n -fb 0" -o "./output_http.so -w ./www"

mjpg_streamer相关参数的含义如下:
-i: 选择输入插件，input_uvc.so表示从摄像头采集数据;
-o: 选择输出插件，output_http.so表示使用http协议传输数据;
-d: 输入插件的子参数，指定摄像头设备节点;
-y: 输入插件的子参数，指定摄像头采集数据的格式，1:yuyv, 2:yvyu, 3:uyvy 4:vyuy，如果不使用-y参数，则表示采集MJPEG格式;
-r: 输入插件的子参数，指定摄像头采集分辨率;
-f: 输入插件的子参数，指定想使用的摄像头采集fps，具体是否支持依赖于驱动;
-q: 输入插件的子参数，指定libjpeg软编码的图像质量;
-n: 输入插件的子参数, 禁止dynctrls功能;
-fb: 输入插件的子参数, 指定是否在/dev/fbX上显示采集的图像;
-w: 输出插件的子参数, 指定包含网页的目录;

成功运行start.sh脚本后，假设开发板的IP地址为192.168.1.230，在PC的浏览器中输入 192.168.1.230:8080 就能浏览摄像头采集的画面了，效果如下:

mjpg-streamer是用libjpeg对摄像头数据进行软编码，Linux-4.14内核的ROM目前并不支持视频硬编码, 但是如果使用H3板子 + Linux-3.4内核的ROM的话, 可以使用ffmpeg对摄像头数据进行硬编码，这样能大大降低CPU的占用率并提高编码速度:

$ ffmpeg -t 30 -f v4l2 -channel 0 -video_size 1280x720 -i /dev/video0 -pix_fmt nv12 -r 30 -b:v 64k -c:v cedrus264 test.mp4

默认会录制30秒的视频，输入q能终止录制。录制完成后会在当前目录生成一个名为test.mp4的视频文件，可将其拷贝到PC上进行播放验证。

5.16 连接USB摄像头模块(FA-CAM202)

FA-CAM202是一款200万像素的USB摄像头模块，连接开发板和摄像头，然后上电启动系统，连接网络，以root用户登录终端并编译运行mjpg-streamer:

$ cd /root/C/mjpg-streamer
$ make
$ ./start.sh

请自行修改start.sh, 确保使用正确的/dev/videoX节点, 下列命令可以用来确定摄像头的video节点:

$ apt-get install v4l-utils
$ v4l2-ctl -d /dev/video0 -D
# fa-cam202有2个型号
Driver Info (not using libv4l2):
        Driver name   : uvcvideo
        Card type     : HC 3358+2100: HC 3358+2100  / USB 2.0 Camera: USB 2.0 Camera
        Bus info      : usb-1c1b000.usb-1
	...

上述信息表示/dev/video0是摄像头的设备节点。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:

$ ./start.sh 
 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

start.sh脚本里执行了下列2个命令:

export LD_LIBRARY_PATH="$(pwd)"
./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so -d /dev/video0 -y 1 -r 1280x720 -f 30 -q 90 -n -fb 0" -o "./output_http.so -w ./www"

mjpg_streamer相关参数的含义如下:
-i: 选择输入插件，input_uvc.so表示从摄像头采集数据;
-o: 选择输出插件，output_http.so表示使用http协议传输数据;
-d: 输入插件的子参数，指定摄像头设备节点;
-y: 输入插件的子参数，指定摄像头采集数据的格式，1:yuyv, 2:yvyu, 3:uyvy 4:vyuy，如果不使用-y参数，则表示采集MJPEG格式;
-r: 输入插件的子参数，指定摄像头采集分辨率;
-f: 输入插件的子参数，指定想使用的摄像头采集fps，具体是否支持依赖于驱动;
-q: 输入插件的子参数，指定libjpeg软编码的图像质量;
-n: 输入插件的子参数, 禁止dynctrls功能;
-fb: 输入插件的子参数, 指定是否在/dev/fbX上显示采集的图像;
-w: 输出插件的子参数, 指定包含网页的目录;

成功运行start.sh脚本后，假设开发板的IP地址为192.168.1.230，在PC的浏览器中输入 192.168.1.230:8080 就能浏览摄像头采集的画面了，效果如下:

5.17 查看CPU温度和频率

命令行查看:

$ cpu_freq 
Aavailable frequency(KHz):
        480000 624000 816000 1008000
Current frequency(KHz):
        CPU0 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz
        CPU1 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz
        CPU2 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz
        CPU3 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz

上述信息表示当前有4个CPU核在线, 温度均约为26.5摄氏度, 运行的策略均为根据需求来决定运行频率, 当前的运行频率均为624MHz，设置频率的命令如下：

$ cpu_freq -s 1008000
Aavailable frequency(KHz):
        480000 624000 816000 1008000
Current frequency(KHz):
        CPU0 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz
        CPU1 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz
        CPU2 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz
        CPU3 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz

上述命令将４个CPU核的频率设置为1008MHz。

5.18 Docker在armhf系统下的安装与使用

5.18.1 安装 Docker

执行下列命令：

sudo apt-get update
sudo apt-get install docker.io

5.18.2 测试 Docker

执行下列命令运行一个简单的docker image:

git clone https://github.com/friendlyarm/debian-jessie-arm-docker
cd debian-jessie-arm-docker
./rebuild-image.sh
./run.sh

6 FriendlyWrt的使用

6.1 介绍

FriendlyWrt 基于 OpenWrt 改造而来，它是适合于嵌入式设备的一个 Linux 发行版，它不是一个单一、静态的固件，而是提供了一个可添加软件包的可写的文件系统。 这使用户可以自由的选择应用程序和配置，而不必受设备提供商的限制，并且可以使用一些适合某方面应用的软件包来定制你的设备。 对于开发者来说，OpenWrt 是一个框架，开发者不必麻烦地构建整个固件就能得到想要的应用程序；对于用户来说，这意味着完全定制的能力，与以往不同的方式使用设备，OPKG 包含超过3500个软件。 更详细的介绍请参考OpenWrt官网。

6.2 登录系统

• 串口登录

如果您需要进行内核开发，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开发板进行操作。

使用USB转串口模块调试，请注意需要使用5V/2A电源给开发板MicroUSB供电：

默认会以 root 用户自动登录，并且没有设置root用户的密码，你可以使用 passwd 命令来设置 root 用户的密码。

第一次运行系统时，系统会自动拓展TF卡上文件系统分区到最大可用空间：

请耐心等待文件系统扩展完成。

• SSH登录

本开发板的FriendlyWrt系统默认的WiFi AP热点名称类似为 “FriendlyWrt-10:d0:7a:de:3d:92”，网段为192.168.2.x，密码为 "password"，可用手机或者PC机连接该热点，然后执行下列命令SSH登录系统:

$ ssh root@192.168.2.1

无需密码，直接就可以登录。

• Web登录

FriendlyWrt系统支持通过LuCI Web界面进行访问和配置。
在已完成<SSH登录>章节里的设置的基础上，在浏览器中输入 192.168.2.1 就可以登录LuCI界面了:

默认用户名为root，无需密码，直接点击"Login"按键即可登录。

6.3 软件包管理

FriendlyWrt使用opkg工具来管理软件包，执行如下命令可以获取opkg的帮助信息:

$ opkg
Package Manipulation:
        update                  Update list of available packages
        upgrade <pkgs>          Upgrade packages
        install <pkgs>          Install package(s)
        configure <pkgs>        Configure unpacked package(s)
        remove <pkgs|regexp>    Remove package(s)
        flag <flag> <pkgs>      Flag package(s)
         <flag>=hold|noprune|user|ok|installed|unpacked (one per invocation)
 
Informational Commands:
        list                    List available packages
        list-installed          List installed packages
        list-upgradable         List installed and upgradable packages
        list-changed-conffiles  List user modified configuration files
        files <pkg>             List files belonging to <pkg>
        search <file|regexp>    List package providing <file>
        find <regexp>           List packages whose name or description matches <regexp>
        info [pkg|regexp]       Display all info for <pkg>
        status [pkg|regexp]     Display all status for <pkg>
        download <pkg>          Download <pkg> to current directory
...

上面只截取了部分帮助信息，请自行查阅完整的帮助信息，下面会描述几个常用的opkg命令。

• 更新可用软件包列表

第一次安装软件前，建议先更新可用软件包列表:

$ opkg update

• 查看可安装的软件包:

$ opkg list

本WiKi编写时，可安装的软件包共有3241个。

• 查看已安装的软件:

$ opkg list-installed

本WiKi编写时，已安装的软件包共有124个。

• 安装/删除软件:

$ opkg install <pkgs>
$ opkg remove <pkgs>

• 查看已安装的软件包含什么文件:

$ opkg files <pkg>

• 安装LuCI中文语言包：

$ opkg install luci-i18n-base-zh-cn

• 查看当前系统中哪些配置文件被修改过:

$ opkg list-changed-conffiles

• 相关参考:
  • openwrt opkg

6.4 查看系统状态

• 命令行查看CPU温度和频率

$ cpu_freq 
Aavailable frequency(KHz):
        480000 624000 816000 1008000
Current frequency(KHz):
        CPU0 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz
        CPU1 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz
        CPU2 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz
        CPU3 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz

上述信息表示当前有4个CPU核在线, 温度均约为26.5摄氏度, 运行的策略均为根据需求来决定运行频率, 当前的运行频率均为624MHz，设置频率的命令如下：

$ cpu_freq -s 1008000
Aavailable frequency(KHz):
        480000 624000 816000 1008000
Current frequency(KHz):
        CPU0 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz
        CPU1 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz
        CPU2 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz
        CPU3 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz

上述命令将４个CPU核的频率设置为1008MHz。

• LuCI Web界面查看系统状态

登录LuCI界面后，点击顶部的 Statistics ---> Graphs，可以查看系统的各种软硬件状态信息(即statistics)，例如:
1) 系统负载:

2） 内存:

3） CPU温度:

Statistics界面对应软件包luci-app-statistics，luci-app-statistics软件包用Collectd工具收集状态数据并且用RRDtool工具将数据渲染为图表。
你可以通过安装额外的collectd-mod-*软件包去使能更多的statistics. 所有的collectd-mod-*软件包对应同一个配置文件: /etc/config/luci_statistics。

• 相关参考:
  • openwrt luci_app_statistics
  • openwrt statistics.chart.public
  • openwrt statistic.custom

6.5 查看Network->Interfaces的配置

• 登录LuCI界面后，点击顶部的 Network ---> Interfaces ，可以查看当前的网络设置:
  

• Network -> Interfaces 界面的配置保存在/etc/config/network中。
  

6.6 查看Netwrok->Wireless的配置

• 登录LuCI界面后，点击顶部的 Network ---> Wireless，可以查看WiFi 热点的设置界面:
  

默认的WiFi AP热点名称类似为“FriendlyWrt-10:d0:7a:de:3d:92”，密码为 "password"，手机可以直接连接该热点然后访问互联网。

• Network->Wireless界面的配置保存在/etc/config/wireless中。
  

6.7 使用USB WiFi

目前仅支持 RTL8821CU，即插即用，插入后默认设置为AP模式，热点名称为 "rtl8821cu-mac地址"，密码为"password";

6.8 使用华为随行WiFi 2 mini(E8372H-155)

即插即用，插入后，热点名称为 "HUAWEI-8DA5"，其他设备连接上该热点后就可以使用4G的流量上网了。

7 如何编译Linux 系统

7.1 使用Linux-4.14 BSP

Duo2支持使用Linux-4.14内核，Linux-4.14内核主要由开源社区完善，在此基础上友善官方进行自家硬件的适配。
关于H3芯片系列开发板使用主线U-boot和Linux-4.14的方法，请参考维基：Building U-boot and Linux for H5/H3/H2+

7.2 使用Linux-3.4 BSP

Linux3.4 BSP是由H3芯片厂商全志科技提供，在此基础上友善官方进行了自家硬件的适配。

7.2.1 准备工作

克隆lichee源码：

$ git clone https://github.com/friendlyarm/h3_lichee.git lichee --depth 1

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。

7.2.2 安装交叉编译器

访问此处下载地址的toolchain目录，下载交叉编译器gcc-linaro-arm.tar.xz，将该压缩包放置在lichee/brandy/toochain/目录下即可，无需解压。

7.2.3 编译lichee源码

编译全志 H3 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-duo2 -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-3.4/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。

7.2.4 编译U-boot

注意: 必须先完整地编译整个lichee目录后，才能进行单独编译U-boot的操作。
如果你想单独编译U-boot，可以执行命令：

$ cd lichee/fa_tools/
$ ./build.sh -b nanopi-duo2 -p linux -t u-boot

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。

7.2.5 编译Linux内核

注意: 必须先完整地编译整个lichee目录后，才能进行单独编译Linux内核的操作。
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-duo2 -p linux -t kernel

编译完成后内核boot.img和驱动模块均位于linux-3.4/output目录下，将boot.img拷贝到TF卡的boot分区的根目录即可。

7.2.6 清理lichee源码

$ cd lichee/fa_tools/
$ ./build.sh -b nanopi-duo2 -p linux -t clean

8 编译内核头文件安装包

以下操作在在开发板上进行:

8.1 本文适用于如下版本的固件

固件文件名: nanopi-XXX_sd_friendlycore-focal_4.14_armhf_YYYYMMDD.img 具体信息:

$ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Ubuntu
Description:    Ubuntu 20.04 LTS
Release:        20.04
Codename:       focal
 
$ cat /proc/version
Linux version 4.14.111 (root@ubuntu) (gcc version 4.9.3 (ctng-1.21.0-229g-FA)) #193 SMP Thu Jun 10 18:20:47 CST 2021

8.2 安装所需软件包

sudo apt-get update
sudo apt-get install dpkg-dev libarchive-tools

8.3 制作内核头文件安装包

git clone https://github.com/friendlyarm/linux -b sunxi-4.14.y --depth 1 kernel-h3
cd kernel-h3
rm -rf .git
make distclean
touch .scmversion
make CROSS_COMPILE= ARCH=arm sunxi_defconfig
alias tar=bsdtar
make CROSS_COMPILE= ARCH=arm bindeb-pkg -j4

显示如下信息表示成功:

dpkg-deb: building package 'linux-headers-4.14.111' in '../linux-headers-4.14.111_4.14.111-1_armhf.deb'.
dpkg-deb: building package 'linux-libc-dev' in '../linux-libc-dev_4.14.111-1_armhf.deb'.
dpkg-deb: building package 'linux-image-4.14.111' in '../linux-image-4.14.111_4.14.111-1_armhf.deb'.
dpkg-genchanges: warning: substitution variable ${kernel:debarch} used, but is not defined
dpkg-genchanges: info: binary-only upload (no source code included)

8.4 安装

sudo dpkg -i ../linux-headers-4.14.111_4.14.111-1_armhf.deb

8.5 测试

以编译pf_ring模块为例, 参考文档 https://www.ntop.org/guides/pf_ring/get_started/git_installation.html.

git clone https://github.com/ntop/PF_RING.git
cd PF_RING/kernel/
make

编译完成后, 使用insmod尝试加载模块:

sudo insmod ./pf_ring.ko

9 开发者指南

• 定制开发相关
  • Building U-boot and Linux for H5/H3/H2+
  • How to Build FriendlyWrt
  • Qt dev: How to Build, Install and Setting Qt Application

• 系统映像相关
  • How to make your own SD-bootable ROM
  • How to use overlayfs on Linux
  • EFlasher

• 系统配置相关
  • npi-config
  • Use NetworkManager to configure network settings

• 硬件访问相关
  • WiringNP: NanoPi NEO/NEO2/Air GPIO Programming with C
  • RPi.GPIO : NanoPi NEO/NEO2/Air GPIO Programming with Python
  • Hardware Misc
  • Matrix
  • BakeBit
  • HATs&Docks

10 资源链接

10.1 手册原理图等开发资料

• 原理图: NanoPi Duo2 V1.0 1807原理图
• 尺寸图: NanoPi Duo2 V1.0 1807 PCB尺寸图
• H3芯片手册 Allwinner_H3_Datasheet_V1.2.pdf

11 硬件更新

11.1 V1.0 1807

第一版

12 更新日志

注意: 本章节的描述针对所有的H3/H2+板子，部分硬件相关的功能描述仅支持特定的板子，请优先阅读开发板对应的维基以确定是否有相关的硬件功能。

2023-11-07
h3 FriendlyCore：
- 升级到 Ubuntu Core 22.04;
h3 Debian Core：
- 增加 Debian bookworm core;

2021-06-25
h3 FriendlyCore：
- 升级到 Ubuntu Core 20.04;

2021-04-25
h3 FriendlyCore：
- 修复 Linux 里 spi 驱动相关的 bug;
- 修复 WiringNP 无法操作 GPIOA0 的 bug;

2021-02-24
h3 FriendlyCore：
- 修复 i2s 左右声道异常交换的 bug;

2019-12-19
- 修复dma驱动里的bug；
- 修复播放音频前后有爆破声的问题；
- uboot添加dtb overlay的功能；

2019-11-19
- 修复 H3 OLED-ROM 无显示的问题;

2019-08-26
h3 OpenWrt：
- 将OpenWrt改名为FriendlyWrt;
- 修改WiFi热点名称为FriendlyWrt，并设置连接密码为password;
- 支持5g usb wifi RTL8821CU;
- 支持华为随行WiFi 2 mini(E8372H-155);

2019-08-23
h3 FriendlyCore：
- 支持5g usb wifi RTL8821CU/RTL8812AU;
- 支持docker;
- 支持4G 模块ec20;

h3 eflasher：
- 精简rootfs，提升启动速度;
- 支持LED显示烧写状态：快闪表示正在烧写中，慢闪表示没有在烧写;
- windows系统下可以查看FriendlyARM分区，便于拷贝烧写image-for-eflasher文件;

2019-05-22
OpenWrt系统支持lcd2usb模块，开机可自动显示ip地址;
调整CPU DVFS，提升Linux-4.14 系统稳定性;

2019-04-25
内核从4.14.52升级到4.14.111;
Linux-4.14 的ROM启用overlayfs，降低异常关机rootfs损坏的概率;
所有H3/H2+的板子都添加OpenWrt的ROM;
使能Linux-4.14 R8188EU、R8712U、SCSI相关配置项;
提升Linux-4.14 WiFi AP模式的稳定性;
提升Linux-4.14 系统稳定性;

2019-03-19
NanoPi M1-Plus/NEO-Air支持OpenWrt；

2019-03-05
NanoPi M1-Plus/M1/NEO/NEO-Air/NEO-Core的Linux-4.14 FriendlyCore系统支持USB WiFi rtl8188eu，首次上传H3 FriendlyCore rootfs压缩包；

2019-01-21
NanoPi Duo2的Linux-4.14 FriendlyCore系统添加测试SIM800C模块的Python demo程序；
NanoPi Duo2发布Linux-4.14 FriendlyCore系统的rootfs压缩包；

2019-01-15
修复NanoPi Duo2 FriendlyCore系统第一次启动时蓝牙无法使用的bug；
NanoPi Duo2的Linux-4.14 FriendlyCore系统支持USB WiFi rtl8188eu；

2018-12-03
首次为NanoPi Duo2适配Linux-3.4内核；

2018-11-29
修复M1 Plus Android源码编译出来的Anroid镜像无法打开WiFi的Bug；

2018-11-20
提升系统的稳定性；

2018-10-08
发布NanoPi Duo2；