Difference between revisions of "NanoPi NEO2/zh"

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English

1 介绍
2 资源特性
3 接口布局和尺寸
- 3.1 接口布局
- 3.2 机械尺寸
4 快速入门
5 Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统的使用
6 如何编译Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统
- 6.1 使用开源社区主线BSP
- 6.2 使用全志原厂BSP
7 使用扩展配件及编程示例
8 3D 打印外壳
9 资源链接
- 9.1 手册原理图等开发资料
10 更新日志

1 介绍

概览

正面

背面

NanoPI NEO2是友善之臂团队推出的全新一代超小型ARM计算机，它采用全志64位四核A53处理器H5, 内置六核Mail450 GPU, 集成512M DDR3内存，可支持运行Ubuntu Core，Armbian等嵌入式操作系统。NEO2依然小巧精致，尺寸如一，并且和第一代NEO接口兼容。
更为惊人的是，在极其有限的空间里，NEO2采用了千兆以太网接口，并带有1个标准USB接口，因此非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；它也是创客、高端极客们发挥创意的绝佳选择。

2 资源特性

CPU: Allwinner H5, Quad-core 64-bit high-performance Cortex A53
DDR3 RAM: 512MB
网络：10/100/1000M 以太网口, 采用RTL8211E-VB-CG网络传输芯片
USB Host: 3路，其中1路为标准A型口，另外2路位于GPIO2
MicroSD Slot:1个, 支持启动和存储系统
指示灯: 2个, 分别用于电源, 和系统状态(蓝色)
GPIO1: 24pin, 2.54mm间距双排针,兼容树莓派GPIO之管脚1-24，含UART, SPI, I2C, IO等管脚资源
GPIO2: 12pin, 2.54mm间距双排针, 含USB, 红外接收, I2S, IO等管脚资源
调试串口: 4Pin, 2.54mm间距单排针
音频输入和输出: 5Pin, 2.0mm间距单排针
PCB Size: 40 x 40mm
MicroUSB: 供电(5V/2A)，并具备OTG功能
OS/Software: u-boot,Ubuntu Core
Weight: 13g(WITHOUT Pin-headers)

3 接口布局和尺寸

3.1 接口布局

NanoPi NEO2接口布局

pinout

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）

DBG_UART

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：NanoPi_NEO2-1701-Schematic.pdf

3.2 机械尺寸

详细尺寸：pcb的dxf文件

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 16.04 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.y_YYYYMMDD.img.zip	Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统固件，使用Linux-3.10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内核
nanopi-neo2_debian-nas-jessie_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip	NAS系统固件，使用Linux-4.x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Ubuntu-Core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 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Air的BOOT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Ubuntu-Core系统。

注意: Debian/Ubuntu系列的ROM都可以使用上述方法制作TF系统启动卡。

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

neo-plus2-login
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 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

5.3 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、硬件接口(Serial/I2C/SPI/PWM/I2S)使能等，在命令行执行以下命令即可进入:

$ sudo npi-config

npi-config的显示界面如下：

5.4 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

5.5 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]

查看网络设备列表

$ sudo 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

$ sudo nmcli r wifi on

扫描附近的 WiFi 热点

$ sudo nmcli dev wifi

连接到指定的 WiFi 热点

$ sudo nmcli dev wifi connect "SSID" password "PASSWORD"

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维基：Use NetworkManager to configure network settings

5.6 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。

5.7 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: Codec [H3 Audio Codec], device 0: CDC PCM Codec-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

全志H5和H3这两款CPU内部都自带了同一个codec设备，在主线内核中被命名为[H3 Audio Codec]。

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。
Ubuntu-Core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

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-neo2 -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。

6.2.5 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-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 v1.2 for NanoPi NEO/NEO2

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

7.8 Matrix - 2'8 SPI Key TFT显示模块

Matrix-2'8_SPI_Key_TFT模块是一款2.8英寸的TFT 触摸LCD，模块采用ST7789S驱动IC和XPT2046电阻式触摸IC，屏幕分辨率为240*320，采用SPI控制接口，模块还包含3个独立按键，可根据需要自定义功能。详见：Matrix - 2'8 SPI Key TFT

8 3D 打印外壳

frameless

下载文件

9 资源链接

9.1 手册原理图等开发资料

10 更新日志

10.1 2017-12-19

Nanopi NEO2的Ubuntu-OLED ROM修复sources.list异常的问题；

10.2 2017-12-08

升级Uboot到2017.11版本；
升级Linux内核到4.14.0版本；
Linux内核使能PPP相关的配置项；
支持HDMI音频输出；
修复以太网LED显示异常的问题；
使能内存ODT功能；

10.3 2017-07-04

nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.11.2_20170630:

使用NetworkManager作为网络管理工具；
Linux-4.x主线内核支持I2S0和NanoHat PCM5102A；
Linux-4.x主线内核支持Matrix-2'8_SPI_Key_TFT；
优化内存使用策略，提升系统稳定性；

nanopi-neo2_debian-nas-jessie_4.11.2_20170630:

内核保持和nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.11.2_20170630一致；
支持DS1307和NTP自适应设置系统时间；

nanopi-neo2_ubuntu-oled_4.11.2_20170703:

内核保持和nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.11.2_20170630一致；
优化内存使用策略，提升系统稳定性；

10.4 2017-05-31

nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.11.2_20170531:
nanopi-neo2_ubuntu-oled_4.11.2_20170531:

升级U-boot版本到2017.05；
升级Linux内核版本到4.11.2；

nanopi-neo2_debian-nas-jessie_4.11.2_20170531:

改善系统稳定性；

10.5 2017-05-25

nanopi-neo2_debian-nas-jessie_4.11.2_20170525:

升级U-boot版本到2017.05；
升级Linux内核版本到4.11.2；
改善NAS系统的稳定性；
优化OpenMediaVault的配置选项；
启用swap分区；

10.6 2017-05-23

nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_3.10.65_20170523:

支持i2c0/1；
添加npi-config功能；
添加系统启动时显示欢迎界面功能；
支持Bakebit；

nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.11.0_20170523:

使用npi-config配置使能pwm0时提示用户该操作会禁用调试串口；

nanopi-neo2_ubuntu-oled_4.11.0_20170523:

修复OLED显示温度单位错误的问题；

10.7 2017-05-18

nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.x.y_20170518:

支持通过npi-config使能/禁止i2c/spi/serial/pwm;
支持通过WiringNP来控制gpio引脚；
支持通过扩展3.5mm耳机孔录制和播放音频；
支持市面上大多数USB以太网卡/USB WiFi网卡；
支持串口打印内核启动信息；
支持软件生成唯一MAC地址功能；
支持使用Bakebit套件；
修复系统启动时欢迎界面温度显示异常的问题；

nanopi-neo2_debian-nas-jessie_4.x.y_20170518:

修复系统启动时欢迎界面温度显示异常的问题；

nanopi-neo2_ubuntu-oled_4.x.y_0518:

首次发布默认支持OLED的ROM；

10.8 2017-04-28

添加使用主线U-boot和Linux的章节；

10.9 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;
预装NetworkManager作为网络管理工具;
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;

10.10 2017-03-30

Ubuntu-Core系统从15.10版本升级到16.04版本；
Ubuntu-Core系统支持录制和播放音频；
Ubuntu-Core系统修改了登录界面，当用户登录时会打印系统的状态信息，包括系统负载，已用内存，已用存储空间，IP地址，CPU温度等；
Ubuntu-Core系统添加npi-config工具；

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 ==更新日志==
+===2017-12-19===
+Nanopi NEO2的Ubuntu-OLED ROM修复sources.list异常的问题；
+===2017-12-08===
+* 升级Uboot到2017.11版本；
+* 升级Linux内核到4.14.0版本；
+* Linux内核使能PPP相关的配置项；
+* 支持HDMI音频输出；
+* 修复以太网LED显示异常的问题；
+* 使能内存ODT功能；
 ===2017-07-04===
 nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.11.2_20170630: