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Revision as of 08:59, 24 August 2018

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1 介绍

Overview

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• NanoPi M4是基于RK3399 SoC设计的一款尺寸和接口与树莓派B3+兼容的嵌入式开发板。它的尺寸只有85x56mm，接口丰富, 布局紧凑, 非常适合二次开发, 并方便嵌入到最终产品中去。
• NanoPi M4除了有4个USB3.0 A型主口, 一个千兆以太网口, 一个HDMI 2.0 A型口, 一个3.5mm耳机输出， 和一个Type-C等标准接口外， 还板载2.4G & 5G双频WiFi蓝牙模组， 和丰富的扩展接口，包括双MIPI-CSI(其中一路可做DSI)， PCIex2， USB2.0， eMMC Socket， I2C， UART，SPI， 八通道I2S，PWM，RTC， GPIO等。M4没有板载eMMC, 默认通过SD启动系统, 但也可通过eMMC Socket外扩eMMC, 实现eMMC启动。
• NanoPi M4有4GB LPDDR3和2GB DDR3两个版本。支持运行Android 7.1和Lubuntu Desktop两种系统，它们均带有GPU和VPU加速处理。

2 硬件特性

• 主控芯片: Rockchip RK3399
  • CPU: big.LITTLE大小核架构，双Cortex-A72大核(up to 2.0GHz)+四Cortex-A53小核结构(up to 1.5GHz)
  • GPU: Mali-T864 GPU，支持OpenGL ES1.1/2.0/3.0/3.1, OpenVG1.1, OpenCL, DX11, 支持AFBC（帧缓冲压缩）
  • VPU: 支持4K VP9 and 4K 10bits H265/H264 视频解码，高达60fps, 双VOP显示等视频编解码功能
• 电源管理单元: RK808-D PMIC, 搭配独立DC/DC, 支持动态调压, 软件关机, 按键开机, RTC唤醒, 睡眠唤醒等功能
• 内存: 双通道4GB LPDDR3-1866, 或 双通道2GB DDR3-1866
• Flash: 支持扩展eMMC模块
• 有线网络: 原生千兆以太网
• Wi-Fi/蓝牙: 802.11a/b/g/n/ac, Bluetooth 4.1 双频Wi-Fi蓝牙模块, 双天线
• 视频输入: 1个或2个4线MIPI-CSI, 双ISP像素处理能力高达13MPix/s，支持双路摄像头数据同时输入
• 视频输出
  • HDMI: HDMI 2.0a, 支持4K@60Hz显示，支持HDCP 1.4/2.2
  • LCD Interface: 一个4线MIPI-DSI
• Audio Out: 3.5mm 双通道耳机接口, 或者通过HDMI输出
• Audio In: 2.54mm排针形式(默认不焊)的麦克风接口
• USB 3.0: 4个USB 3.0 Host A型接口
• USB Type-C: 支持USB2.0 OTG 和 5V电源输入
• microSD Slot x 1
• 40Pin GPIO 扩展接口:
  • 2 X 3V/1.8V I2C, up to 1 x 3V UART, 1 X 3V SPI, 1 x SPDIF_TX, up to 8 x 3V GPIOs
  • 1 x 1.8V 8通道 I2S
• 24Pin 扩展接口:
  • 2个独立的原生USB 2.0 Host
  • PCIe x2
  • PWM x1, PowerKey
• 调试串口: 4 Pin 2.54mm 调试串口, 3V电平, 波特率为1500000
• LED: 1 x power LED and 1 x GPIO Controled LED
• RTC电池座子: 2 Pin 1.27/1.25mm RTC备份电池接口
• 供电电源: DC 5V/3A
• PCB: 8 Layer, 85 mm x 56 mm
• 环境工作温度: 0℃ to 80℃

3 接口布局和尺寸

3.1 接口布局

NanoPi M4 Layout

NanoPi M4 Layout

• 40 Pin GPIO1 引脚定义

Pin#	Assignment	Pin#	Assignment
1	VCC3V3_SYS	2	VDD_5V
3	I2C2_SDA(3V)	4	VDD_5V
5	I2C2_SCL(3V)	6	GND
7	GPIO1_A0(3V)	8	GPIO4_C1/I2C3_SCL(3V)
9	GND	10	GPIO4_C0/I2C3_SDA(3V)
11	GPIO1_A1(3V)	12	GPIO1_C2(3V)
13	GPIO1_A3(3V)	14	GND
15	GPIO1_A4(3V)	16	GPIO1_C6(3V)
17	VCC3V3_SYS	18	GPIO1_C7(3V)
19	SPI1_TXD/UARM4_TX(3V)	20	GND
21	SPI1_RXD/UARM4_RX(3V)	22	GPIO1_D0(3V)
23	SPI1_CLK(3V)	24	SPI1_CSn0(3V)
25	GND	26	GPIO4_C5/SPDIF_TX(3V)
27	I2C2_SDA(1.8V)	28	I2C2_SCL(1.8V)
29	I2S0_LRCK_RX(1.8V)	30	GND
31	I2S0_LRCK_TX(1.8V)	32	I2S_CLK(1.8V)
33	I2S0_SCLK(1.8V)	34	GND
35	I2S0_SDI0(1.8V)	36	I2S0_SDO0(1.8V)
37	I2S0_SDI1SDO3(1.8V)	38	I2S0_SDI2SDO2(1.8V)
39	GND	40	I2S0_SDI3SDO1(1.8V)

• 24 Pin GPIO2 引脚定义

Pin#	Assignment	Pin#	Assignment
1	VCC5V0_SYS	2	VCC5V0_SYS
3	PCIE_RX1_P	4	PCIE_TX1P
5	PCIE_RX1_N	6	PCIE_TX1N
7	GND	8	GND
9	PCIE_RX0_P	10	PCIE_TX0P
11	PCIE_RX0_N	12	PCIE_TX0N
13	GND	14	GND
15	PCIE_REF_CLKP	16	HOST0_DM
17	PCIE_REF_CLKN	18	HOST0_DP
19	GND	20	GND
21	PWR_KEY	22	HOST1_DM
23	GPIO4_C6/PWM1(3V)	24	HOST1_DP

• MIPI-CSI接口引脚定义

0.5mm FPC 连接器

MIPI-CSI2也可作为MIPI-DSI接口连接LCD显示屏

Pin#	MIPI-CSI1	MIPI-CSI2	Description
1	VCC5V0_SYS	VCC5V0_SYS	5V Power ouput
2	VCC5V0_SYS	VCC5V0_SYS	5V Power ouput
3	GND	GND	Return current path
4	VCC_CSI_AF2.8V	VCC_CSI_AF2.8V	2.8V Power for VCM
5	VCC_CSI_1.2V	VCC_CSI_1.2V	1.2V Power for image sensor core circuit
6	VCC1V8_CAM	VCC1V8_CAM	1.8V power for I/O circuit
7	VCC_CSI_2.8V	VCC_CSI_2.8V	2.8V power for image sensor analog circuit
8	VCC_CSI_1.0V	VCC_CSI_1.0V	1.0V Power for image sensor core circuit
9	I2C1_SCL	I2C2_SCL	1.8V I2C clock signal
10	I2C1_SDA	I2C2_SDA	1.8V I2C data signal
11	MIPI_CSI0_RST	MIPI_CSI1_RST	reset camera module
12	MIPI_CSI0_PWN	MIPI_CSI1_PWN	Power down camera module
13	GND	GND	Return current path
14	GPIO2_B3_CIF_CLKOUTA	GPIO2_B3_CIF_CLKOUTA	MCLK to camera module
15	GND	GND	Return current path
16	MIPI_RX0_D3P	MIPI_TX1/RX1_D3P	MIPI CSI positive differential data line transceiver output
17	MIPI_RX0_D3N	MIPI_TX1/RX1_D3N	MIPI CSI negative differential data line transceiver output
18	GND	GND	Return current path
19	MIPI_RX0_D2P	MIPI_TX1/RX1_D2P	MIPI CSI positive differential data line transceiver output
20	MIPI_RX0_D2N	MIPI_TX1/RX1_D2N	MIPI CSI negative differential data line transceiver output
21	GND	GND	Return current path
22	MIPI_RX0_D1P	MIPI_TX1/RX1_D1P	MIPI CSI positive differential data line transceiver output
23	MIPI_RX0_D1N	MIPI_TX1/RX1_D1N	MIPI CSI negative differential data line transceiver output
24	GND	GND	Return current path
25	MIPI_RX0_CLKP	MIPI_TX1/RX1_CLKP	MIPI CSI positive differential clock line transceiver output
26	MIPI_RX0_CLKN	MIPI_TX1/RX1_CLKN	MIPI CSI negative differential clock line transceiver output
27	GND	GND	Return current path
28	MIPI_RX0_D0P	MIPI_TX1/RX1_D0P	MIPI CSI positive differential data line transceiver output
29	MIPI_RX0_D0N	MIPI_TX1/RX1_D0N	MIPI CSI negative differential data line transceiver output
30	GND	GND	Return current path

• eMMC Socket接口引脚定义

Pin#	Assignment	Pin#	Assignment
1	EMMC_D0	2	EMMC_D1
3	EMMC_D2	4	EMMC_D3
5	EMMC_D4	6	EMMC_D5
7	EMMC_D6	8	EMMC_D7
9	EMMC_STRB	10	GND
11	EMMC_CMD	12	EMMC_CLKO
13	N/C	14	GND
15	N/C	16	VCC1V8_S3
17	eMMC_RST	18	VCC3V3_S3
19	GND	20	GND

• 调试串口引脚定义

3V电平, 波特率1500000bps

Pin#	Assignment	Description
1	GND	0V
2	VCC5V0_SYS	5V power output
3	UART2DBG_TX	output
4	UART2DBG_RX	intput

• USB接口

USB 3.0 接口具有2A过流保护功能.

• RTC

我们实测的RTC备份电流为27uA.

连接器型号: Molex 53398-0271

其他说明

1. 只能从Type-C或40Pin GPIO接口的第2和第4脚给板子供电, 电压范围4.7~5.5V
2. 板子原理图: NanoPi-M4-2GB-1807-Schematic.pdf NanoPi-M4-4GB-1807-Schematic.pdf

3.2 尺寸

PCB dxf文件, 仅供做产品时结构设计使用: NanoPi-M4-1807-Drawing(dxf).zip

4 快速入门

4.1 准备工作

要开启你的NanoPi-M4，请先准备好以下硬件:

• NanoPi-M4主板
• Type-C数据线
• TF卡: Class10或以上的8GB microSD卡
• USB转串口适配器(可选，用于调试或PC上进行操作)
• 一个5V/3A或以更大功率的电源适配器
• 一台支持HDMI输入的显示器或者电视（或选购LCD配件）
• 一套USB键盘鼠标，同时连接更多USB的设备时还需要USB HUB
• 一台电脑，需要联网，建议使用Ubuntu 18.04 64位系统

4.2 快速从SD卡启动

首先访问此处的下载地址下载需要的固件文件：

• 您需要准备一张8G或以上容量的SDHC卡，该卡的已有数据将会被破坏，因此请先对SD卡上的数据进行备份。
  

• 将固件和烧写工具分别解压，在Windows下插入SD卡（限8G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SD卡盘符，选择你要烧写的系统固件，点击 Write 按钮烧写即可。
• 当制作完成 SD 卡后，拔出 SD 卡插入卡槽，上电启动即可。
• Android系统不支持从SD卡启动，如果你需要运行Android系统，请购买eMMC配件，然后参考后面的章节内容，将Android系统烧写到eMMC运行。

4.3 串口调试

如果你想查看NanoPi-M4启动时更多详细的信息，或者更直接的对其进行控制，建议连接并使用调试串口。

• 使用准备好的USB转串口适配器和连接线(需另购)，连接开发板:

Pin#	开发板调试串口	USB转串口适配器
1	GND	GND
2	VCC5V0_SYS	NC (不需要连接) 注: Matrix USB2UART适配器，请将5V ON/OFF切换到OFF
3	UART2DBG_TX	RX
4	UART2DBG_RX	TX

• 将USB转串口适配器连接到PC Linux，通常会识别为ttyUSB0，或使用以下命令来确定设备名字:

 dmesg | grep ttyUSB
 ls -l /dev/ttyUSB*

• 在PC Linux安装minicom，运行minicom，配置串口设备和参数(1500000 Bps, 8N1, 流控无)

 sudo apt-get install minicom
 minicom -s

注意: RK3399调试串口的波特率缺省是1500000，有些适配器可能达不到此速率，还有可能因USB延长线或连接到USB hub出现异常(如乱码)，需检查并更换。

5 FriendlyDesktop系统的使用

Arduino

Firefox

Scratch

FriendlyDesktop 是一个轻量级的Ubuntu桌面环境，其底层基于LXDE桌面构建，具有如下特点：
    最新版本 － 基于Ubuntu 18.04 64位系统构建。
    易于开发 － 兼容FriendlyCore的特性，集成经过优化的Qt5.10, QtCreator和Arduino IDE。
    轻巧 － 只需要很少的CPU资源即可执行顺畅，而且当内存容量充足时表现特别出色。
    省能源 － 它比其他常见的系统需要较少的资源运行相同的工作。
    简朴美 － 借由GTK+ 2，它拥有美观、支持国际化的用户界面。
    使用简单 － 提供用户如微软Windows般的应用程序列表。
    可自定义性 － 用户可以轻易自定义LXDE的外观。
    兼容标准 － 兼容于freedesktop.org标准。
用于友善电子RK3399平台的FriendlyDesktop已经最佳化了对Mali GPU和VPU的支持，系统中已集成X.org驱动，支持Hardware Cursor、OpenGL图形加速等,支持4K硬解视频播放。

5.1 帐户与密码

普通用户：

   用户名: pi
   密码: pi

Root用户：

   用户名: root
   密码: fa

5.2 设置WiFi无线链接

点击FriendlyDesktop右上角的网络图标，选择你要连接的WiFi热点，按界面提示操作即可。

5.3 设置HDMI/DP屏幕分辨率

进入系统菜单 Perferences -> Monitor Settings界面进行设置即可。
推荐分辨率：1920x1080@60Hz

5.4 调节HDMI边界

打开命令行终端，输入命令进行操作，有几个注意事项：
1) 需要登录桌面才能操作，如果Desktop停留在Login是无法设置的;
2) 如果你是在 ssh 登录的终端，请使用与桌面登录相同的用户名，默认是 pi，不能使用root用户，同时，你需要赋值 DISPLAY 变量：

export DISPLAY=:0.0

5.4.1 查询显示器支持哪些分辨率

xrandr -q

输出示例：

Screen 0: minimum 320 x 200, current 1920 x 1080, maximum 8192 x 8192
eDP-1 disconnected primary (normal left inverted right x axis y axis)
HDMI-1 connected 1920x1080+0+0 (normal left inverted right x axis y axis) 0mm x 0mm
   1920x1080     60.00*+  50.00  
   1280x720      60.00    50.00  
   720x576       50.00  
   720x480       59.94

5.4.2 设置分辨率

例如设置为 1920X1080@60Hz:

xrandr --output HDMI-1 --mode 1920x1080 --refresh 60

5.4.3 设节HDMI输出边界

For example, the transformation scaling horizontal coordinates by 0.8, vertical coordinates by 1.04 and moving the screen by 35 pixels right and 19 pixels down:

xrandr --output HDMI-1 --transform 0.80,0,-35,0,1.04,-19,0,0,1

5.4.4 开机自动调整

编辑~/.config/autostart/lxrandr-autostart.desktop，将完整的xrandr命令写入到Exec=开头的键中，如下所示：

[Desktop Entry]
Type=Application
Name=LXRandR autostart
Comment=Start xrandr with settings done in LXRandR
Exec=sh -c 'xrandr --output HDMI-1 --mode 1920x1080 --refresh 50 --transform 1.04,0,-35,0,1.05,-30,0,0,1'
OnlyShowIn=LXDE

5.5 设置eDP显示屏旋转

如果要旋转eDP屏的显示，可使用命令xrotate.sh 来旋转90/180/270度。 以root用户运行以下命令，即可顺时钟旋转90度，命令执行过程中，会重启lightdm服务让设置立即生效:

sudo xrotate.sh -m CW -r

其他旋转角度，可以通过运行 xrotate -h 命令获得详细的参数说明。
另外，该命令暂不支持HDMI显示的旋转，用户参考X11的文档，自行编辑 /etc/X11/xorg.conf 配置文件。

注意：硬解视频时，视频窗口并不会跟随屏幕旋转。

5.6 测试OpenGL ES性能

在系统菜单 System Tools 中点击 Terminator 打开命令行终端，输入以下命令即可测试:

taskset -c 4-5 glmark2-es2

5.7 如何播放4K视频

5.7.1 使用Qt硬解播放器播放

FriendlyDesktop预装了Qt播放器Qt5-VideoPlayer，该播放器已经适配Rockchip的gstreamer插件，支持4K视频的硬解播放, 播放器启动方法： 在FriendlyDesktop上打开菜单 Sound & Video，点击 Qt5-VideoPlayer。

在播放器界面上，点击左下角的 Open 按钮加载一个视频文件到右边的播放列表，双击播放列表上的文件开始播放。播放器的界面如下所示，可以设置全屏播放，也可以调节音量：

Qt播放器源代码: https://github.com/friendlyarm/rk-player-qt

5.7.2 命令行播放

打开命令行终端，输入以下命令即可测试:

gst-player.sh

默认音频会输出到耳机孔， 可以使用 which gst-player.sh 找到这个脚本的位置，自已定制其播放的行为。

5.8 如何使用USB摄像头

将USB摄像头（比如罗技C270/C920）插入开发板，双FriendlyDesktop桌面上的USB Camera会弹出luvcview预览界面 (需要使用2019/05/11版本以上的FriendlyDesktop)，在界面上点击中间的录像按钮可以录像.
luvcview 是一个开源软件，你可以自行编译：

git clone https://github.com/ksv1986/luvcview
cd luvcview
make

查看luvcview的用法：

./luvcview -h

参数说明：

luvcview version 0.2.1
usage: uvcview [-h -d -g -f -s -i -c -o -C -S -L -l -r]
-h    print this message
-d    /dev/videoX       use videoX device
-g    use read method for grab instead mmap
-w    disable SDL hardware accel.
-f    video format  default jpg  others options are yuv jpg
-i    fps           use specified frame interval
-s    widthxheight      use specified input size
-c    enable raw frame capturing for the first frame
-C    enable raw frame stream capturing from the start
-S    enable raw stream capturing from the start
-o    avifile  create avifile, default video.avi
-L    query valid video formats
-l    query valid controls and settings
-r    read and set control settings from luvcview.cfg

以640x360@30fps的格式预览USB摄像头图像可以使用以下命令：

./luvcview -d /dev/video8 -i 30 -s 640x360

从luvcview的输出信息可以看到，硬件加速已经开启：

pi@NanoPC-T4:/etc/xrdp$ luvcview -d /dev/video8 -i 30 -s 640x360
luvcview version 0.2.1
 interval: 30 fps
Hardware acceleration available
video /dev/video8

5.9 如何通过蓝牙传输文件

在FriendlyDesktop上打开菜单 Preferences，启动 Bluetooth Manager，在界面上点 Search 即可搜索周边的蓝牙设备, 点击你的设备进行配对，配对后即可发送文件，如下图所示：

5.10 安装使用OpenCV

OpenCV has been pre-installed in FriendlyCore/FriendlyDesktop (Version after 201905) and does not require manual installation.
Please refre this link: https://github.com/friendlyarm/install-opencv-on-friendlycore/blob/rk3399/README.md

5.11 开发Qt程序

FriendlyDesktop下提供了重新编译的 Qt 5.10.0，支持RK3399的OpenGL ES和Gstreamer 1.0的硬件加速，同时集成了 QtCreator IDE，已配置好可以直接在开发板上编译并运行程序，如下所示：

运行Qt程序时，需要指定platform参数为xcb，如下所示：

./HelloQt --platform xcb

5.12 访问GPIO/I2C/串口等硬件资源

请参考下面的文档：

• WiringPi for RK3399
• WiringPi-Python for RK3399

5.13 切换音频默认输出设备

5.13.1 查看当前默认的输出设备

在普通用户的终端上，输入以下命令：

pactl info -vvv

显示的信息包含以下内容，表示当前音频输出到耳机：

Default Sink: alsa_output.platform-rt5651-sound.stereo-fallback

显示的信息包含以下内容，表示当前音频输出到HDMI：

Default Sink: alsa_output.platform-hdmi-sound.stereo-fallback

5.13.2 设置默认的音频输出设备为耳机口

在普通用户的终端上，输入以下命令：

pactl set-default-sink  alsa_output.platform-rt5651-sound.stereo-fallback

设置耳机口输出的默认音量为20%：

pactl -- set-sink-volume alsa_output.platform-rt5651-sound.stereo-fallback 20%

5.13.3 设置默认的音频输出设备为HDMI

在普通用户的终端上，输入以下命令：

pactl set-default-sink  alsa_output.platform-hdmi-sound.stereo-fallback

5.13.4 查看设置是否已生效

cat /var/lib/pulse/*-default-sink

5.13.5 播放时临时切换

这种方法仅对当前的播放进程有效:
打开菜单 "Sound & Video" -> "PulseAudio Volume Control", 在界面上点击 "Built-in Audio Stereo" 按钮切换不同的输出设备，比如在HDMI与耳机接口之间切换。

5.14 播放网络流媒体(或网络摄像头)

打开命令行终端，输入以下命令:

gst-launch-1.0 rtspsrc location="rtsp://admin:12345@192.168.1.120:554/live/main" ! rtph264depay ! decodebin ! rkximagesink

请将 rtsp:// 后面的地址改成真实的地址。

5.15 Chromium网页浏览器

系统预装的Chromium网页浏览器已经默认启用硬件加速，支持WebGL，可以通过输入网址 chrome://gpu 了解硬件加速情况，如下图所示：

5.16 屏幕保护与自动休眠相关设置

屏幕保护与自动休眠的配置文件是 /etc/xdg/autostart/xset_command.desktop，默认出厂的设置是屏幕保护和DPMS都是关闭的，你可以通过修改这个文件来更改配置，具体可以了解一下Linux下 xset 命令的用法。

5.17 安装Scratch

用以下命令安装:

sudo apt-get install scratch:arm64

5.18 安装Arduino IDE

用以下命令安装:

sudo apt-get install arduino:arm64

5.19 开机自动启动程序

把要开机启动的程序的desktop文件放入~/.config/autostart/目录即可，例如：

cp /usr/share/applications/org.qt-project.qtcreator.desktop ~/.config/autostart/

5.20 用root用户登录桌面

编辑 /root/.profile文件：

sudo vim /root/.profile

替换成如下内容：

if [ -n "$BASH_VERSION" ]; then
    if [ -f "$HOME/.bashrc" ]; then
	. "$HOME/.bashrc"
    fi
fi
if [ -d "$HOME/bin" ] ; then
    PATH="$HOME/bin:$PATH"
fi

执行以下命令修改lightdm的配置文件，将自动登录的用户名改成 root:

sudo sed -i 's/autologin-user=pi/autologin-user=root/g' /usr/share/lightdm/lightdm.conf.d/20-defaultsession.conf

执行reboot命令重启:

sudo reboot

如果希望登录后，桌面图标与配置等都与pi用户一样，可以从/home/pi目录复制相关的目录过来：

sudo rm -rf /root/Desktop /root/Pictures /root/.config
sudo cp -af /home/pi/Desktop /home/pi/Pictures /home/pi/.config /root/
sudo chown root:root /root/Desktop /root/Pictures /root/.config

6 FriendlyCore的使用

6.1 介绍

FriendlyCore，是一个没有预装X Desktop，基于Ubuntu core构建的系统 (版本: 18.04)。

FriendlyCore的定位是为企业客户提供可直接用于产品的基础OS，Core的含义是指"核心"与"可量产"，FriendlyCore与Ubuntu base最小系统的定位不同，FriendlyCore并不只是提供命令行界面，它提供了两种形式的图形界面：
1）针对RK3399优化的Qt 5.10.0，支持GPU和VPU加速，提供QtQuick/QtWebEngine/QtMultimedia/WebGL等Qt模块以及KMS、EGLFS和XCB三种显示插件;
2) 集成Xorg最小系统，可以以最轻量的方式运行X11应用，X11服务器同样支持硬件加速;

FriendlyCore在 RK3399 平台下的其他特性还包括：

• 支持7寸电容屏HD702，与HDMI同时连接时，可实现双屏异显，或者同步显示
• 支持 Gstreamer 1.0 多媒体框架
• 支持命令行和Qt硬解播放器
• 支持Qt5 WebGL，可以在其他设备上用浏览器上显示Qt界面
• 支持Qt5 VNC，可以将Qt应用作为VNC Server的形式运行，轻松实现远程控制
• 支持蓝牙，已预装bluez等相关软件包

6.2 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。

NanoPi-M4需要使用USB转串口模块，连接方法如下图所示：

• 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

6.3 开发Qt程序

FriendlyELEC为RK3399平台移植的 Qt 5.10.0 支持以下显示设备插件：KMS、EGLFS和XCB，这三种插件均支持OpenGL ES和GPU硬件加速，只是调用方式不同，具体如下：

• KMS – 使用Linux内核的DRM显示接口来渲染界面
  
• EGLFS – 使用OpenGL ES接口来渲染界面
  
• XCB – 在X11服务器上运行，并集成到X11窗口环境
  

三种插件所支持的Qt特性会有所不同，请根据你的需求来选择:

插件名称	OpenGL ES	QtWebEngine	QtMultimedia	视频硬解播放	双屏异显
KMS	Yes	No	Yes	No	Yes
EGLFS	Yes	No	Yes	No	No
XCB	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes

建议使用 KMS或XCB 插件。

为了方便用户测试，FriendlyCore平台提供了4个脚本文件用于设置Qt环境变量，分别为：

脚本文件名	作用
/usr/bin/setqt5env-kms	设置kms插件所需要的环境变量
/usr/bin/setqt5env-eglfs	设置eglfs插件所需要的环境变量
/usr/bin/setqt5env-xcb	设置xcb插件所需要的环境变量
/usr/bin/setqt5env-nogui	仅供无界面的Qt程序使用

例如要设置用KMS插件来显示程序界面，可以使用以下命令：

. setqt5env-kms
./apps

（注: .与字母s之间有个空格）

6.3.1 Qt开发环境搭建

FriendlyELEC为RK3399平台提供了两种交叉编译Qt程序的方法：

• 方法1：使用Docker容器，详细可参考github页面：http://github.com/friendlyarm/friendlyelec-ubuntu18-docker
• 方法2: 搭建本地交叉编译环境，本地需要安装 Ubuntu 18.04 64位系统，其环境搭建方法请参考：How to Build and Install Qt Application for FriendlyELEC Boards/zh

6.3.2 Qt示例演示

FriendlyCore系统内置了几个很有特色的Qt演示程序，方便测试Qt5的特性，下面分别介绍它们：

6.3.3 Qt Quick示例：CinematicExperience

Qt Quick 是 Qt 提供的一种高级用户界面技术，使用它可轻松地为移动和嵌入式设备创建流畅的用户界面。Qt Quick 应用默认使用 OpenGL ES ，渲染效率很高，你可以用它创建非常炫非常酷非常迷人的界面。
CinematicExperience是一个用Qt Quick实现的影片选择界面。
该例子使用了Qt QML中的界面动态转换、粒子模拟和着色器特效，所以这个示例能体现RK3399的硬件性能与软件优化，在RK3399平台上非常流畅。
在命令行执行以下命令启动该示例：

cd /opt/Qt5_CinematicExperience
./run.sh

界面如下所示：

6.3.4 Qt WebEngine示例：网页浏览器

Qt WebEngine使用了Chromium作为渲染引挚，对HTML5支持完美。
示例展示的网页浏览器是 Qt5 自带的Demo，运行命令如下：

cd /opt/qt5-brower
./run.sh

界面如下所示：

注：Qt WebEngine在FriendlyCore平台上需要使用Xcb插件来运行。

6.3.5 Qt 双屏异显示例

这是一个比较简单的DEMO，演示了在同时连接HDMI和eDP LCD屏的情况下，用Qt实现两个屏幕显示不同的内容, 用以下命令启动：

cd /opt/qt5-multi-screen-demo
./run.sh

双屏异显的效果如下所示：

6.3.6 Qt Multimedia: 硬解播放器qt5-player

qt5-player播放器已经适配Rockchip的gstreamer插件，支持4K视频的硬解播放。
在命令行执行以下命令启动该示例：

cd /opt/qt5-player
./run.sh

播放器的界面如下所示，可以设置全屏播放，也可以调节音量：

6.3.7 Qt WebGL示例: nmapper

Qt WebGL允许你在其他设备的网页游览器查看并远程操作运行在开发板上的Qt程序，这个特性使得实现远程控制变得简单。
在运行示例之前，你的开发板需要先连接网络，然后在开发版本执行以下命令：

cd /opt/qt5-nmapper
./run-with-webgl.sh

然后在电脑或者手机上打开网页游览器，在浏览器的地址栏输入开发板的IP地址，应该就能看到Qt界面了，效果如下所示：

6.3.8 Qt VNC示例: 智能家居控制界面

Qt VNC允许你将一个应用程序以VNC Server的形式运行，在其他设备上可以使用VNC Client来连接和控制，用QtWidgets或者QML编写的应用都是支持的。
执行以下命令启动：

cd /opt/qt5-smarthome
./run-with-vnc.sh

然后在电脑或者手机上安装并打开VNC viewer软件，输入开发板的IP地址加端口号5900，例如开发板的地址是192.168.1.100，就输入192.168.1.100:5900，连接后应该就能看到界面了，如下图所示：

6.3.9 Qt 双USB摄像头示例

本示例演示同时预览两个USB摄像头的图像，请在运行示例之前，先连接好两个USB摄像头和屏幕，一般来说标准的UVC摄像头都可以，不过还是建议使用以下我们测试过的型号：

序号	型号
1	KS2A242
2	罗技C922 Pro

执行以下命令启动：

cd /opt/dual-camera
./run.sh

运行界面以及所使用的摄像头如下图所示：

6.4 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。

6.5 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

6.6 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

6.7 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。

6.8 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。

6.9 访问GPIO/I2C/串口等硬件资源

请参考下面的文档：

• WiringPi for RK3399
• WiringPi-Python for RK3399

6.10 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

6.11 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

6.12 选择系统默认的音频设备

可以通过下面的操作步骤，设置系统默认的音频设备。
可用以下命令查看系统中所有的声卡设备 (注：不同的开发板结果会有所不同):

pi@NanoPi:~$ aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: realtekrt5651co [realtek,rt5651-codec], device 0: ff880000.i2s-rt5651-aif1 rt5651-aif1-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: rockchiphdmi [rockchip,hdmi], device 0: ff8a0000.i2s-i2s-hifi i2s-hifi-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 2: ROCKCHIPSPDIF [ROCKCHIP,SPDIF], device 0: ff870000.spdif-dit-hifi dit-hifi-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

可以看到，硬件上有如下声卡设备：

声卡设备	声卡序号	说明
realtekrt5651co	0	Realtek声卡的缺省输出接口（通过3.5mm耳机输出）
rockchiphdmi	1	HDMI输出
ROCKCHIPSPDIF	2	光纤输出 (注：暂不可用，因为硬件没有引出)

要配置成将音频输出到3.5mm耳机接口，可修改配置文件/etc/asound.conf，修改成如下内容:

defaults.pcm.card 0
defaults.pcm.device 0

要配置成将音频输出到HDMI，则将上面的defaults.pcm.card修改为1。
需要注意的是，有些板子由于没有Realtek声卡 (没有耳机输出接口)，所以HDMI设备的序号会是card 0，所以配置时，要以aplay -l命令的结果为准。

6.13 设置PWM风扇的行为

默认情况下，风扇的转速是根据cpu温度动态调整的，如果需要取消温控，让风扇一直处于运行状态，可以把脚本 /usr/bin/start-rk3399-pwm-fan.sh 修改成以下内容来实现：

#!/bin/bash
 
echo 0 > /sys/class/pwm/pwmchip1/export
sleep 1
echo 0 > /sys/class/pwm/pwmchip1/pwm0/enable
echo 50000 > /sys/class/pwm/pwmchip1/pwm0/period
echo 1 > /sys/class/pwm/pwmchip1/pwm0/enable
echo 45000 > /sys/class/pwm/pwmchip1/pwm0/duty_cycle

7 Lubuntu系统的使用

7.1 Lubuntu简介

Arduino

Website

Website

LUbuntu 是一个轻量级的Ubuntu桌面环境，其底层基于LXDE桌面构建，具有如下特点：
    轻巧 － 只需要很少的CPU资源即可执行顺畅，而且当内存容量充足时表现特别出色。
    省能源 － 它比其他常见的系统需要较少的资源运行相同的工作。
    简朴美 － 借由GTK+ 2，它拥有美观、支持国际化的用户界面。
    使用简单 － 提供用户如微软Windows般的应用程序列表。
    可自定义性 － 用户可以轻易自定义LXDE的外观。
    兼容标准 － 兼容于freedesktop.org标准。

用于友善电子平台的Lubuntu Desktop已经最佳化了对Mali GPU的支持，系统中已集成X.org驱动，支持Hardware Cursor、OpenGL图形加速等。

7.2 Lubuntu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

7.3 测试OpenGL ES性能

打开命令行终端，输入以下命令即可测试:

glmark2-es2

7.4 测试视频的硬解播放

7.4.1 使用Qt硬解播放器播放

Lubuntu预装了Qt播放器Qt5-Player，该播放器已经适配Rockchip的gstreamer插件，支持4K视频的硬解播放, 播放器启动方法：
在Lubuntu上打开菜单 Other，点击 Qt5-Player。

播放器的界面如下所示，可以设置全屏播放，也可以调节音量：

7.4.2 命令行播放

打开命令行终端，输入以下命令即可测试:

gst-player.sh

视频会以 Overlay 的形式显示在桌面的上层，默认音频会输出到耳机孔， 可以使用 which gst-player.sh 找到这个脚本的位置，自已定制其播放的行为。

7.5 eDP屏显示旋转

如果要旋转eDP屏的显示，可使用命令xrotate.sh 来旋转90/180/270度。 以root用户运行以下命令即可顺时钟旋转90度，会重启lightdm服务让设置立即生效:

sudo xrotate.sh -m CW -r

运行 xrotate -h 可获得该命令详细的参数说明。
另外，该命令暂不支持HDMI显示的旋转，用户可自己编辑/etc/X11/xorg.conf

7.6 USB摄像头

将USB摄像头（比如罗技C270）插入开发板，编译并运行 guvcview:

export DISPLAY=:0.0
guvcview -d /dev/video10

注意需要在普通用户下运行guvcview。

7.7 连接5G WiFi

点击Lubuntu右上角的网络图标，选择你要连接的WiFi热点，按界面提示操作即可。

7.8 开发Qt程序

Lubuntu下提供了 Qt 5.10.0，可用于开发X11程序，SDK下载和编译方法请参考：How to Build and Install Qt Application for FriendlyELEC Boards
运行Qt程序时，需要指定platform参数为xcb，如下所示：

./HelloQt --platform xcb

7.9 Chromium网页浏览器

系统预装的Chromium网页浏览器已经默认启用硬件加速，支持WebGL，可以通过输入网址 chrome://gpu 了解硬件加速情况，如下图所示：

7.10 取消自动登录

编辑文件 /usr/share/lightdm/lightdm.conf.d/20-lubuntu.conf，删除"autologin-user=pi"这一行内容即可

7.11 屏幕保护与自动休眠相关设置

屏幕保护与自动休眠的配置文件是 /etc/xdg/autostart/xset_command.desktop，默认出厂的设置是屏幕保护和DPMS都是关闭的，你可以通过修改这个文件来更改配置，具体可以了解一下Linux下 xset 命令的用法。

7.12 选择系统默认的音频设备

可以通过下面的操作步骤，设置系统默认的音频设备。
可用以下命令查看系统中所有的声卡设备 (注：不同的开发板结果会有所不同):

pi@NanoPi:~$ aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: realtekrt5651co [realtek,rt5651-codec], device 0: ff880000.i2s-rt5651-aif1 rt5651-aif1-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: rockchiphdmi [rockchip,hdmi], device 0: ff8a0000.i2s-i2s-hifi i2s-hifi-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 2: ROCKCHIPSPDIF [ROCKCHIP,SPDIF], device 0: ff870000.spdif-dit-hifi dit-hifi-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

可以看到，硬件上有如下声卡设备：

声卡设备	声卡序号	说明
realtekrt5651co	0	Realtek声卡的缺省输出接口（通过3.5mm耳机输出）
rockchiphdmi	1	HDMI输出
ROCKCHIPSPDIF	2	光纤输出 (注：暂不可用，因为硬件没有引出)

要配置成将音频输出到3.5mm耳机接口，可修改配置文件/etc/asound.conf，修改成如下内容:

defaults.pcm.card 0
defaults.pcm.device 0

要配置成将音频输出到HDMI，则将上面的defaults.pcm.card修改为1。
需要注意的是，有些板子由于没有Realtek声卡 (没有耳机输出接口)，所以HDMI设备的序号会是card 0，所以配置时，要以aplay -l命令的结果为准。

8 Android7.1 系统的使用

rk3399-android7-home

rk3399-android7-icons

我们为旗下的 RK3399系列的开发板 提供了完善的Android7.1 BSP，代码使用 gitlab.com 平台管理，完全开源，支持GPU加速和VPU硬件加速。

8.1 使用MIPI摄像头进行拍照和录像

NanoPi-M4在Android系统下，可以搭配 MIPI摄像头CAM1320 进行拍照和录像，操作比较简单，连接摄像头到NanoPi-M4的MIPI接口，开机进入 Android 系统，用系统自带的 Camera 应用即可完成拍照和录像，操作跟 Android 手机是一样的。
NanoPi-M4板上共有两个MIPI接口可以连接两个摄像头分别对应前置摄像头和后置摄像头，其对应关系如下表所示：
MIPI-CSI1 <--> Android 后置摄像头
MIPI-CSI2 <--> Android 前置摄像头

连接方法如下图所示：

8.2 HDMI显示设置

如果连接了HDMI显示设备，可进入 Android 的 Settings -> Display -> HDMI 进行设置。

HDMI Resolution	缺省为 Auto，可手动设置显示分辨率，最高可支持 4K 分辨率
Screen Zoom	用户可观察红色边框的显示，点击中间的4个箭头按钮来进行缩放调节
HDMI Rotation	可进行横竖屏切换

8.3 Android7 硬件访问

开发者可以通过FriendlyThings SDK在Android App中访问和控制主板上的各种硬件资源，比如Uart, SPI, I2C, GPIO等接口，详情可参考以下两份文档：

• Android: FriendlyThings for Rockchip
• Android: FriendlyThings APIs

8.4 编译 Openwrt/Friendlywrt

8.4.1 下载源代码

FriendlyWrt有两个版本, 请根据需要进行选择.

8.4.1.1 版本FriendlyWrt 21.02

mkdir friendlywrt21-rk3399
cd friendlywrt21-rk3399
git clone https://github.com/friendlyarm/repo --depth 1 tools
tools/repo init -u https://github.com/friendlyarm/friendlywrt_manifests -b master-v21.02 \
        -m rk3399.xml --repo-url=https://github.com/friendlyarm/repo  --no-clone-bundle
tools/repo sync -c  --no-clone-bundle

8.4.1.2 版本FriendlyWrt 23.05

mkdir friendlywrt23-rk3399
cd friendlywrt23-rk3399
git clone https://github.com/friendlyarm/repo --depth 1 tools
tools/repo init -u https://github.com/friendlyarm/friendlywrt_manifests -b master-v23.05 \
        -m rk3399.xml --repo-url=https://github.com/friendlyarm/repo  --no-clone-bundle
tools/repo sync -c  --no-clone-bundle

8.4.2 首次编译

下面的命令是编译不带docker的版本, 如需要编译带docker的版本, 请将rk3399.mk替换为rk3399-docker.mk:

./build.sh rk3399.mk

会编译所有组件（包含u-boot, kernel 和 friendlywrt）并生成sd卡镜像文件,再执行以下命令,可生成用于安装系统到emmc运行的镜像文件(eflahser固件):

./build.sh emmc-img

对项目进行过修改后, 需要重新打包sd卡镜像, 可执行如下命令:

./build.sh sd-img

8.4.3 二次编译

cd friendlywrt
make menuconfig #改动FriendlyWrt的配置
rm -rf ./tmp
make -j${nproc}
cd ../
./build.sh sd-img
./build.sh emmc-img

8.4.4 单独编译u-boot

./build.sh uboot

8.4.5 单独编译kernel

./build.sh kernel

8.4.6 单独编译friendlywrt

./build.sh friendlywrt

或者进入friendlywrt目录, 按标准openwrt的命令操作, 上面的命令出现错误时, 可尝试使用以下命令单线程编译:

cd friendlywrt
make -j1 V=s

8.5 编译Buildroot

请参考: Buildroot

8.6 其他Linux系统编译

8.6.1 各个OS对应的内核与u-boot版本

• 内核源代码仓库地址：https://github.com/friendlyarm/kernel-rockchip
• u-boot源代码仓库地址：https://github.com/friendlyarm/uboot-rockchip
• 交叉编译工具链存放在如下路径： /opt/FriendlyARM/toolchain/，使用前需导出到PATH环境变量,例如需要使用11.3-aarch64版本的编译器，使用如下命令:

export PATH=/opt/FriendlyARM/toolchain/11.3-aarch64/bin/:$PATH

• sd-fuse构建脚本可以用于快速编译kernel和uboot、重新打包sd卡固件与卡刷固件等
• 点击表格中的MBR与GPT可查看各系统的分区布局(配置文件)

8.6.2 编译内核linux-v4.4.y

本节内容适用于如下OS:

下载源代码并编译:

git clone https://github.com/friendlyarm/kernel-rockchip --single-branch --depth 1 -b nanopi4-linux-v4.4.y kernel-rockchip
cd kernel-rockchip
export PATH=/opt/FriendlyARM/toolchain/6.4-aarch64/bin/:$PATH
touch .scmversion
# 配置内核
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux- nanopi4_linux_defconfig
# 启动配置界面
# make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux- menuconfig
# 编译内核
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux- nanopi4-images -j$(nproc)
# 编译驱动模块
mkdir -p out-modules
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux- INSTALL_MOD_PATH="$PWD/out-modules" modules -j$(nproc)
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux- INSTALL_MOD_PATH="$PWD/out-modules" modules_install
KERNEL_VER=$(make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- ARCH=arm64 kernelrelease)
rm -rf $PWD/out-modules/lib/modules/${KERNEL_VER}/kernel/drivers/gpu/arm/mali400/
[ ! -f "$PWD/out-modules/lib/modules/${KERNEL_VER}/modules.dep" ] && depmod -b $PWD/out-modules -E Module.symvers -F System.map -w ${KERNEL_VER}
(cd $PWD/out-modules && find . -name \*.ko | xargs aarch64-linux-strip --strip-unneeded)

编译完会生成如下文件:

安装内核:
请参考 #应用新编译的uboot与内核

8.6.3 编译u-boot v2014.10

本节内容适用于如下OS:

下载源代码并编译:

git clone https://github.com/friendlyarm/uboot-rockchip --single-branch --depth 1 -b nanopi4-v2014.10_oreo
cd uboot-rockchip
export PATH=/opt/FriendlyARM/toolchain/6.4-aarch64/bin/:$PATH
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux- rk3399_defconfig
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-

编译完成后会生成如下文件:

安装u-boot:
请参考 #应用新编译的uboot与内核

8.6.4 编译内核linux-v4.19.y

本节内容适用于如下OS:

下载源代码并编译:

git clone https://github.com/friendlyarm/kernel-rockchip --single-branch --depth 1 -b nanopi4-v4.19.y kernel-rockchip
cd kernel-rockchip
export PATH=/opt/FriendlyARM/toolchain/11.3-aarch64/bin/:$PATH
touch .scmversion
# 配置内核
# option1: 加载Linux系统配置
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux- nanopi4_linux_defconfig
# option2: 加载FriendlyWrt系统配置
# make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux- nanopi4_linux_defconfig friendlywrt.config
# 启动配置界面
# make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux- menuconfig
# 编译内核
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux- nanopi4-images -j$(nproc)
# 编译驱动模块
mkdir -p out-modules
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux- INSTALL_MOD_PATH="$PWD/out-modules" modules -j$(nproc)
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux- INSTALL_MOD_PATH="$PWD/out-modules" modules_install
KERNEL_VER=$(make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- ARCH=arm64 kernelrelease)
rm -rf $PWD/out-modules/lib/modules/${KERNEL_VER}/kernel/drivers/gpu/arm/mali400/
[ ! -f "$PWD/out-modules/lib/modules/${KERNEL_VER}/modules.dep" ] && depmod -b $PWD/out-modules -E Module.symvers -F System.map -w ${KERNEL_VER}
(cd $PWD/out-modules && find . -name \*.ko | xargs aarch64-linux-strip --strip-unneeded)

编译完会生成如下文件:

安装内核:
请参考 #应用新编译的uboot与内核

8.6.5 编译内核linux-v6.1.y

本节内容适用于如下OS:

下载源代码并编译:

git clone https://github.com/friendlyarm/kernel-rockchip --single-branch --depth 1 -b nanopi-r2-v6.1.y kernel-rockchip
cd kernel-rockchip
export PATH=/opt/FriendlyARM/toolchain/11.3-aarch64/bin/:$PATH
touch .scmversion
# 配置内核
# option1: 加载Linux系统配置
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- ARCH=arm64 nanopi4_linux_defconfig
# option2: 加载FriendlyWrt系统配置
# make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- ARCH=arm64 nanopi4_linux_defconfig friendlywrt.config
# 启动配置界面
# make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- ARCH=arm64 menuconfig
# 编译内核
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- ARCH=arm64 -j$(nproc)
# 编译驱动模块
mkdir -p out-modules && rm -rf out-modules/*
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- ARCH=arm64 INSTALL_MOD_PATH="$PWD/out-modules" modules -j$(nproc)
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- ARCH=arm64 INSTALL_MOD_PATH="$PWD/out-modules" modules_install
KERNEL_VER=$(make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- ARCH=arm64 kernelrelease)
[ ! -f "$PWD/out-modules/lib/modules/${KERNEL_VER}/modules.dep" ] && depmod -b $PWD/out-modules -E Module.symvers -F System.map -w ${KERNEL_VER}
(cd $PWD/out-modules && find . -name \*.ko | xargs aarch64-linux-strip --strip-unneeded)

打包kernel.img与resource.img:

wget https://raw.githubusercontent.com/friendlyarm/sd-fuse_rk3399/kernel-6.1.y/tools/mkkrnlimg && chmod 755 mkkrnlimg
wget https://raw.githubusercontent.com/friendlyarm/sd-fuse_rk3399/kernel-6.1.y/tools/resource_tool && chmod 755 resource_tool
wget https://raw.githubusercontent.com/friendlyarm/sd-fuse_rk3399/kernel-6.1.y/prebuilt/boot/logo.bmp
wget https://raw.githubusercontent.com/friendlyarm/sd-fuse_rk3399/kernel-6.1.y/prebuilt/boot/logo_kernel.bmp
./mkkrnlimg arch/arm64/boot/Image kernel.img
mkdir kernel-dtbs
cp -f arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-nanopi-r4s.dtb kernel-dtbs/rk3399-nanopi4-rev09.dtb
cp -f arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-nanopi-r4s.dtb kernel-dtbs/rk3399-nanopi4-rev0a.dtb
cp -f arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-nanopi-r4se.dtb kernel-dtbs/rk3399-nanopi4-rev0b.dtb
cp -f arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-nanopc-t4.dtb kernel-dtbs/rk3399-nanopi4-rev00.dtb
./resource_tool --dtbname kernel-dtbs/*.dtb logo.bmp logo_kernel.bmp

完成后会得到如下文件:

安装内核:
请参考 #应用新编译的uboot与内核

8.6.6 编译u-boot v2017.09

本节内容适用于如下OS:

下载源代码并编译:

git clone https://github.com/friendlyarm/rkbin --single-branch --depth 1 -b friendlyelec
git clone https://github.com/friendlyarm/uboot-rockchip --single-branch --depth 1 -b nanopi4-v2017.09
export PATH=/opt/FriendlyARM/toolchain/11.3-aarch64/bin/:$PATH
cd uboot-rockchip/
./make.sh nanopi4

编译完成后会生成如下文件:

安装u-boot:
请参考 #应用新编译的uboot与内核

8.6.7 应用新编译的uboot与内核

8.6.7.1 安装到目标板

8.6.7.1.1 MBR分区

本节内容适用于如下OS:

目前只有linux v4.4内核使用MBR分区，需要参考此链接的partmap文件，计算各分区的偏移地址，用dd命令将img文件写入到相应位置，例如parameter.template文件内容中"0x00014000@0x00014000(kernel)"表示kernel.img的位置位于0x00014000，转换成10进制就是81920, 相应的dd命令如下所示：

dd if=kernel.img of=/dev/mmcblk0 seek=81920

8.6.7.1.2 GPT分区

本节内容适用于如下OS:

linux v4.19内核和linux v5.15内核的系统默认使用GPT分区, 可以用dd命令直接将image文件烧写至image对应的分区，SD卡与eMMC的设备节点如下：

• SD/TF Card设备节点为 /dev/mmcblk0
  
• eMMC设备节点为 /dev/mmcblk2
  

下面将演示如何将内核更新到eMMC:
使用parted命令查看分区布局:

parted /dev/mmcblk2 print

得到如下输出：

Model: MMC BJTD4R (sd/mmc)
Disk /dev/mmcblk2: 31.3GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
 
Number  Start   End     Size    File system  Name      Flags
 1      8389kB  12.6MB  4194kB               uboot
 2      12.6MB  16.8MB  4194kB               trust
 3      16.8MB  21.0MB  4194kB               misc
 4      21.0MB  25.2MB  4194kB               dtbo
 5      25.2MB  41.9MB  16.8MB               resource
 6      41.9MB  83.9MB  41.9MB               kernel
 7      83.9MB  134MB   50.3MB               boot
 8      134MB   2500MB  2366MB  ext4         rootfs
 9      2500MB  31.3GB  28.8GB  ext4         userdata

resource分区的序号为5, kernel分区的序号为6，对应的设备节点为/dev/mmcblk2p5和/dev/mmcblk2p6, dd命令如下:

dd if=resource.img of=/dev/mmcblk2p5 bs=1M
dd if=kernel.img of=/dev/mmcblk2p6 bs=1M

如果要更新uboot：

dd if=uboot.img of=/dev/mmcblk2p1 bs=1M

如果要更新内核驱动模块，将新驱动模块目录上传并替换以下目录下的文件即可：/lib/modules。

8.6.7.2 打包新的SD Image

sd-fuse 提供一些工具和脚本, 用于制作SD卡固件, 具体用途如下:

• 制作分区镜像文件, 例如将rootfs目录打包成rootfs.img
  
• 将多个分区镜像文件打包成可直接写SD卡的单一镜像文件
  
• 简化内核和uboot的编译, 一键编译内核、第三方驱动, 并更新rootfs.img中的内核模块
  

请根据所用的内核版本点击对应的链接了解详细的使用方法：

8.6.7.3 线刷

注：不支持内核v4.4.y的固件

8.6.7.3.1 Linux系统

用以下命令让开发板进入loader模式:

sudo reboot loader

用 upgrade_tool_v2.17_for_linux 工具烧写uboot与内核, 命令如下所示：

sudo upgrade_tool di -k kernel.img
sudo upgrade_tool di -re resource.img
sudo upgrade_tool di -u uboot.img
sudo upgrade_tool RD

注：upgrade_tool是Rockchip提供的Linux下的命令行工具（Linux_Upgrade_Tool），需要使用v2以上版本。

8.7 使用脚本进行编译

8.7.1 下载工具与固件

以friendlycore-focal系统为例，从github克隆下载脚本, 并解压friendlycore-focal系统的映象文件，映象文件可以在网盘的"03_分区镜像文件"目录找到：

git clone https://github.com/friendlyarm/sd-fuse_rk3399.git -b kernel-4.19
cd sd-fuse_rk3399
tar xvzf /path/to/netdrive/03_分区镜像文件/friendlycore-focal-arm64-images.tgz

8.7.2 编译内核

下载内核源代码并编译，编译完成后会自动更新 friendlycore-focal-arm64 目录下的相关映象文件，包括文件系统中的内核模块 (rootfs.img会被解包并重新打包)：

git clone https://github.com/friendlyarm/kernel-rockchip --depth 1 -b nanopi4-v4.19.y kernel-rk3399
KERNEL_SRC=$PWD/kernel-rk3399 ./build-kernel.sh friendlycore-focal-arm64

8.7.3 编译内核头文件

git clone https://github.com/friendlyarm/kernel-rockchip --depth 1 -b nanopi4-v4.19.y kernel-rk3399
MK_HEADERS_DEB=1 BUILD_THIRD_PARTY_DRIVER=0 KERNEL_SRC=$PWD/kernel-rk3399 ./build-kernel.sh friendlycore-focal-arm64

8.7.4 编译uboot

下载uboot源代码并编译，编译完成后会自动更新 friendlycore-focal-arm64 目录下的相关映象文件：

git clone https://github.com/friendlyarm/uboot-rockchip --depth 1 -b nanopi4-v2017.09
UBOOT_SRC=$PWD/uboot-rockchip ./build-uboot.sh friendlycore-focal-arm64

8.7.5 生成新固件

将friendlycore-focal-arm64目录下的映象文件重新打包成sd卡固件：

./mk-sd-image.sh friendlycore-focal-arm64

命令完成后，固件位于out目录，可以用 dd 命令制作sd启动卡，举例说明：

dd if=out/rk3399-sd-friendlycore-focal-4.19-arm64-YYYYMMDD.img of=/dev/sdX bs=1M

8.8 Android系统编译

8.8.1 电脑的软硬件要求

• 至少配置16G以上内存+300G磁盘空间，建议使用32G内存+大容量高速SSD的机器，不建议使用虚拟机；
• 如遇到编译错误，可能是编译环境问题，推荐使用如下Docker容器进行编译：docker-cross-compiler-novnc；

8.8.2 编译Android10

8.8.2.1 下载Android10源代码

有以下两种途径获取 Android10 的源代码，都需要联网:

• 使用网盘里的git repo压缩包

网盘下载地址: 点击进入
文件位于网盘的以下路径：07_源代码/rk3399-android-10.git-YYYYMMDD.tar.xz (YYYYMMDD表示打包的日期)
从网盘中获取的压缩包在解压之后，需要执行一下 sync.sh 脚本，会从gitlab上拉取最新的代码：

tar xf /path/to/netdisk/07_源代码/rk3399-android-10.git-YYYYMMDD.tar.xz
cd rk3399-android-10
./sync.sh

注意: 如果遇到“error: unknown option `recurse-submodules'”，请升级git至v2.0.0或以上版本。

• 直接克隆git仓库

NanoPi-M4 源代码托管在 gitlab 上，使用以下命令进行下载：

git clone --recursive https://gitlab.com/friendlyelec/rk3399-android-10.git -b main

8.8.2.2 编译并生成Image文件

编译Android 10建议使用普通用户登录，运行以下命令编译：

cd rk3399-android-10
./build-nanopc-t4.sh -F -M

如果需要包含google apps，需要设置一个环境变量再编译，如下所示：

cd rk3399-android-10
export INSTALL_GAPPS_FOR_TESTING=yes
./build-nanopc-t4.sh -F -M

8.8.2.3 编译OTA Packages

如果需要A/B (Seamless) System Updates的支持，需要先进行以下定制:
a) 搭建自己的更新服务器
b) 定制packages/apps/Updater使其适配自己的更新服务
定制完成后，使用快速编译脚本参数-O或--ota可编译OTA Packages，如下所示:

cd rk3399-android-10
./build-nanopc-t4.sh -F -O -M

编译成功完成后，OTA更新相关的包位于目录 rockdev/otapackage/ ，请保留此目录。
当完成了某些修改后使用参数-O 再次编译将会生成ota-update-XXXXXXXX.zip，这是增量更新包。
OTA Packages依赖BUILD_NUMBER, 只有它有变化才会生成增量更新包，缺省的生成规则请查看build-nanopc-t4.sh。
修改 device/rockchip/rk3399/nanopc-t4/BoardConfig.mk 中

BOARD_USES_AB_IMAGE := false

可禁用 A/B 特性，然后重新编译(包括u-boot和android)。

8.8.2.4 更新系统为自已编译的Image

编译完成后，image文件会存放在Android10源代码目录的 rockdev/Image-nanopc_t4/ 子目录下，参考以下步骤更新到 NanoPi-M4上：
1) 将 EFlasher 启动SD卡 通过读卡器插入电脑，电脑上的Ubuntu系统会自动挂载 SD卡的分区;
2) 我们需要将 rockdev/Image-nanopc_t4/ 子目录下的所有文件，拷贝并覆盖到 SD卡 FRIENDLYARM 分区里的 android10 目录;
3) 将SD卡插入NanoPi-M4，重新烧写Andorid系统即可;
也可参考这个github仓库的方法来更新：sd-fuse_rk3399
烧写Android 10时EFlasher 需要 v1.3 或以上版本，通过Type-C烧写时请使用rockchip提供的工具AndroidTool v2.71 或Linux_Upgrade_Tool v1.49 。

8.8.3 编译Android8.1

8.8.3.1 下载Android8.1源代码

有以下两种途径获取 Android8.1 的源代码，都需要联网:

• 使用网盘里的git repo压缩包

网盘下载地址: 点击进入
文件位于网盘的以下路径：sources/rk3399-android-8.1.git-YYYYMMDD.tgz (YYYYMMDD表示打包的日期)
从网盘中获取的压缩包在解压之后，需要执行一下 sync.sh 脚本，会从gitlab上拉取最新的代码：

tar xvzf /path/to/netdisk/sources/rk3399-android-8.1.git-YYYYMMDD.tgz
cd rk3399-android-8.1
./sync.sh

• 直接克隆git仓库

NanoPi-M4 源代码托管在 gitlab 上，使用以下命令进行下载：

git clone https://gitlab.com/friendlyelec/rk3399-android-8.1 --depth 1 -b master

8.8.3.2 编译并生成Image文件

使用以下命令编译：

cd rk3399-android-8.1
./build-nanopc-t4.sh -F -M

8.8.3.3 更新系统为自已编译的Image

编译完成后，image文件会存放在Android8.1源代码目录的 rockdev/Image-nanopc_t4/ 子目录下，参考以下步骤更新到 NanoPi-M4上：
1) 将 EFlasher 启动SD卡 通过读卡器插入电脑，电脑上的Ubuntu系统会自动挂载 SD卡的分区;
2) 我们需要将 rockdev/Image-nanopc_t4/ 子目录下的所有文件，拷贝并覆盖到 SD卡 FRIENDLYARM 分区里的 android8 目录;
3) 将SD卡插入NanoPi-M4，重新烧写Andorid系统即可;
也可参考这个github仓库的方法来更新：sd-fuse_rk3399

8.8.4 编译Android7源代码

8.8.4.1 下载Android7源代码

有以下两种途径获取 Android7 的源代码，都需要联网:

• 使用网盘里的git repo压缩包

网盘下载地址: 点击进入
文件位于网盘的以下路径：sources/rk3399-android-7.git-YYYYMMDD.tgz (YYYYMMDD表示打包的日期)
从网盘中获取的 repo 压缩包在解压之后，需要执行一下 sync.sh 脚本，会从gitlab上拉取最新的代码：

tar xvzf /path/to/netdisk/sources/rk3399-android-7.git-20181228.tgz
cd rk3399-nougat
./sync.sh

• 直接克隆git仓库

NanoPi-M4 源代码托管在 gitlab 上，使用以下命令进行下载：

git clone https://gitlab.com/friendlyelec/rk3399-nougat --depth 1 -b nanopc-t4-nougat

8.8.4.2 编译并生成Image文件

使用以下命令编译：

cd rk3399-nougat
./build-nanopc-t4.sh -F -M

8.8.4.3 更新系统为自已编译的Image

编译完成后，image文件会存放在Android7源代码目录的 rockdev/Image-nanopc_t4/ 子目录下，参考以下步骤更新到 NanoPi-M4上：
1) 将 EFlasher 启动SD卡 通过读卡器插入电脑，电脑上的Ubuntu系统会自动挂载 SD卡的分区;
2) 我们需要将 rockdev/Image-nanopc_t4/ 子目录下的所有文件，拷贝并覆盖到 SD卡 FRIENDLYARM 分区里的 nougat 目录;
3) 将SD卡插入NanoPi-M4，重新烧写Andorid系统即可;
也可参考这个github仓库的方法来更新：sd-fuse_rk3399

8.9 烧写系统到eMMC

NanoPi-M4需要通过SD卡启动，使用EFlasher工具将系统烧写到eMMC。

8.9.1 使用SD卡脱机烧写

访问此处的下载地址下载SD卡脱机烧写所需的文件及工具:

详细操作步骤如下：

• 准备一张8G或以上容量的SDHC卡;
• 下载并解压 固件文件rk3399-eflasher-OSNAME-YYYYMMDD.img.zip 和 工具win32diskimager;
• 在Windows下以管理员身份运行 win32diskimager，在界面上选择你的SD卡盘符，选择解压后的EFlasher固件，点击 Write 按钮烧写到SD卡; 或者在 Linux下使用 dd 命令将 rk3399-eflasher-OSNAME-YYYYMMDD.img 写入 SD卡;
• 将SD卡从电脑端弹出，插入NanoPi-M4的microSD卡槽;
• 连接NanoPi-M4的电源，系统会从SD卡启动，并自动启动 EFlasher 烧写工具，你有多种途径可以操作 EFlasher:

方法1: 连接HDMI显示屏和USB鼠标，在图形界面上操作EFlasher;
方法2: 将开发板通过网线接入局域网，通过 ssh 登录开发板，然后输入命令 eflasher，根据命令行的提示进行操作;（注: ssh登录的用户是root,密码为fa,开发板IP可查看路由器后台获得)
方法3: 通过调试串口登录到串口终端，在终端上输入命令 eflasher 来操作;
方法4: 连接一个lcd2usb配件到NanoPi-M4上，按配件上面的K1键可以选择要烧写的系统，然后按K2键确定烧写，烧写进度会在lcd2usb上显示;

• 烧写完成后，切断电源，然后从NanoPi-M4端弹出SD卡，然后重新上电开机，NanoPi-M4会从eMMC启动你刚刚烧写的系统;

9 板载资源的使用

9.1 串口访问

如下表所示，仅 UART4 可供应用程序开发使用：

串口设备	串口资源占用情况
UART0	已被蓝牙占用
UART1	已被千兆以太网占用
UART2	已被作为调试串口
UART3	已被千兆以太网占用
UART4	空闲，设备名称为 /dev/ttyS4 （注：需使用20180618之后的ROM）

10 查看瑞芯微原厂资料

• RK3399 datasheet V1.6
• RK3399TRM V1.4

11 原理图、尺寸图

• 原理图: NanoPi-M4-2GB-1807-Schematic.pdf NanoPi-M4-4GB-1807-Schematic.pdf
• 尺寸图：NanoPi-M4-1807-Drawing(dxf).zip

12 更新日志

12.1 2018-08-24

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