NanoPi NEO/zh

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1 介绍

概览
正面
背面
  • NanoPi NEO（以下简称NEO）是友善之臂团队面向创客、嵌入式爱好者，电子艺术家、发烧友等群体推出的又一款完全开源的掌上创客神器。

2 资源特性

  • CPU: Allwinner H3, Quad-core Cortex-A7 Up to 1.2GHz
  • DDR3 RAM: 256MB/512MB
  • Connectivity: 10/100M Ethernet
  • USB Host: Type-A x1, 2.54mm pin x2
  • MicroSD Slot x 1
  • MicroUSB: OTG and power input
  • Debug Serial Port: 4Pin, 2.54mm pitch pin header
  • Audio input/output Port: 5Pin, 2.0mm pitch pin header
  • GPIO: 2.54mm spacing 36pin, It includes UART, SPI, I2C, IO etc
  • PC Size: 40 x 40mm
  • Power Supply: DC 5V/2A
  • OS/Software: u-boot,UbuntuCore,Android

3 接口布局和尺寸

3.1 接口布局

NanoPi NEO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 4 VDD_5V
5 I2C0_SCL 6 GND
7 GPIOG11 203 8 UART1_TX/GPIOG6 198
9 GND 10 UART1_RX/GPIOG7 199
11 UART2_TX/GPIOA0 0 12 PWM1/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-NEO NanoPi-NEO V1.1/V1.2
Pin# Name Description Pin# Name Description
1 VDD_5V 5V Power Out 1 VDD_5V 5V Power Out
2 USB-DP1 USB1 DP Signal 2 USB-DP1 USB1 DP Signal
3 USB-DM1 USB1 DM Signal 3 USB-DM1 USB1 DM Signal
4 USB-DP2 USB2 DP Signal 4 USB-DP2 USB2 DP Signal
5 USB-DM2 USB2 DM Signal 5 USB-DM2 USB2 DM Signal
6 GPIOL11/IR-RX GPIOL11 or IR Receive 6 GPIOL11/IR-RX GPIOL11 or IR Receive
7 SPDIF-OUT/GPIOA17 GPIOA17 or SPDIF-OUT 7 SPDIF-OUT/GPIOA17 GPIOA17 or SPDIF-OUT
8 MICIN1P Microphone Positive Input 8 PCM0_SYNC/I2S0_LRC I2S/PCM Sample Rate Clock/Sync
9 MICIN1N Microphone Negative Input 9 PCM0_CLK/I2S0_BCK I2S/PCM Sample Rate Clock
10 LINEOUTR LINE-OUT Right Channel Output 10 PCM0_DOUT/I2S0_SDOUT I2S/PCM Serial Data Output
11 LINEOUTL LINE-OUT Left Channel Output 11 PCM0_DIN/I2S0_SDIN I2S/PCM Serial Data Input
12 GND 0V 12 GND 0V
  • V1.1/V1.2 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
4 UART_RXD0
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：4.7～5.6V
  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-NEO-1606-Schematic.pdf

3.2 机械尺寸

NanoPi-NEO-1606-dimensions.png

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 NEO新玩具，请先准备好以下硬件

  • NanoPi NEO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 NEO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-neo-ubuntu-core-qte-sd4g.img.zip Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统固件
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-neo-ubuntu-core-qte-sd4g.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 NEO，使用USB供电(5V/2A)， NanoPi NEO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 NEO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NEO的MicroUSB口进行供电：

PSU-ONECOM-NEO

  • 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 连接有线网络

NanoPi NEO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

5.3 SSH登录

NEO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NEO。假设通过路由器查看到NEO的IP地址为192.168.1.230，你可以在PC机上执行如下命令登录NEO: 

ssh root@192.168.1.230

密码为fa。

5.4 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

5.5 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NEO上即可，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

NanoPi NEO 上电启动连接上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： 

ifconfig -a

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 连接USB摄像头模块(FA-CAM202)使用

USB camera
FA-CAM202是一款200万像素的USB摄像头模块。 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NEO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:
mjpg-streamer-cam500a
mjpg-streamer是用libjpeg对摄像头数据进行软编码，你可以使用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。

5.7 命令行查看CPU工作温度

在串口终端执行如下命令，可以快速地获取CPU的当前温度和运行频率等信息： 

cpu_freq

5.8 通过Rpi-Monitor查看系统状态

Ubuntu-Core系统里已经集成了Rpi-Monitor，该服务允许用户在通过浏览器查看开发板系统状态。
假设NEO的IP地址为192.168.1.230，在PC的浏览器中输入下述地址: 

192.168.1.230:8888

可以进入如下页面:
rpi-monitor
用户可以非常方便地查看到系统负载、CPU的频率和温度、可用内存、SD卡容量等信息。

6 如何编译Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统

6.1 准备工作

访问此处下载地址的sources/nanopi-h3-bsp目录，下载所有压缩文件，使用7-Zip工具解压后得到lichee目录和android目录，请务必保证这2个目录位于同一个目录中，如下： 

ls ./
android lichee

也可以从github上克隆lichee源码： 

git clone https://github.com/friendlyarm/h3_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 安装交叉编译器

  • 编译lichee的BSP，请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。。

如果编译自己的应用程序，需要重新搭建开发环境，请参考本维基页面的安装编译应用程序的交叉编译器章节。
（全志提供的编译器暂时不支持编译自己的应用程序。）

6.3 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，进入lichee目录，执行命令： 

cd lichee
./build.sh -p sun8iw7p1 -b nanopi-h3

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，当使用build.sh脚本进行源码编译时，会自动使用该内置的编译器，所以无需手动安装编译器。

6.4 打包系统组件

./gen_script.sh -b nanopi-neo

该命令会为U-boot打上全志系列CPU的硬件板级配置补丁，然后所有编译生成的可执行文件(包括U-boot、Linux内核)拷贝到lichee/tools/pack/out/目录以便进行统一管理。

下列命令可以更新TF卡上的U-boot： 

./fuse_uboot.sh /dev/sdx

/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。

6.5 编译U-boot

如果你想单独编译U-boot，可以执行命令： 

./build.sh -p sun8iw7p1 -b nanopi-h3 -m uboot
./gen_script.sh -b nanopi-neo

gen_script.sh脚本会为U-boot打上全志系列CPU的硬件板级配置补丁，只有打过补丁文件的U-boot才能烧写到TF卡中正常运行。 执行下列命令更新TF卡上的U-boot： 

./fuse_uboot.sh /dev/sdx

/dev/sdx请替换为实际的TF卡设备文件名。

6.6 编译Linux内核

如果你想单独编译Linux内核，可以执行命令： 

./build.sh -p sun8iw7p1 -b nanopi-h3 -m 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。

6.7 清理lichee源码

./build.sh -p sun8iw7p1_linux -b nanopi-h3 -m clean

7 安装编译应用程序的交叉编译器

首先下载并解压编译器: 

git clone https://github.com/friendlyarm/prebuilts.git
sudo mkdir -p /opt/FriendlyARM/toolchain
sudo tar xf prebuilts/gcc-x64/arm-cortexa9-linux-gnueabihf-4.9.3.tar.xz -C /opt/FriendlyARM/toolchain/

然后将编译器的路径加入到PATH中，用vi编辑vi ~/.bashrc，在末尾加入以下内容： 

export PATH=/opt/FriendlyARM/toolchain/4.9.3/bin:$PATH
export GCC_COLORS=auto

执行一下~/.bashrc脚本让设置立即在当前shell窗口中生效，注意"."后面有个空格： 

. ~/.bashrc

这个编译器是64位的，不能在32位的Linux系统上运行，安装完成后，你可以快速的验证是否安装成功： 

arm-linux-gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=arm-linux-gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/opt/FriendlyARM/toolchain/4.9.3/libexec/gcc/arm-cortexa9-linux-gnueabihf/4.9.3/lto-wrapper
Target: arm-cortexa9-linux-gnueabihf
Configured with: /work/toolchain/build/src/gcc-4.9.3/configure --build=x86_64-build_pc-linux-gnu
--host=x86_64-build_pc-linux-gnu --target=arm-cortexa9-linux-gnueabihf --prefix=/opt/FriendlyARM/toolchain/4.9.3
--with-sysroot=/opt/FriendlyARM/toolchain/4.9.3/arm-cortexa9-linux-gnueabihf/sys-root --enable-languages=c,c++
--with-arch=armv7-a --with-tune=cortex-a9 --with-fpu=vfpv3 --with-float=hard
...
Thread model: posix
gcc version 4.9.3 (ctng-1.21.0-229g-FA)

8 更多OS

8.1 DietPi_NanoPiNEO-armv7-(Jessie)

DietPi身轻如燕，镜像文件最小只有400M 字节（只是Raspbian Lite的三分之一）。系统存储操作及进程对资源的占用非常少，并且预装DietPi-RAMlog工具。这些特性使得用户能最大程度地发挥设备本身的性能。

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。
烧写步骤：

  • 下载系统固件DietPi_NanoPiNEO-armv7-(Jessie)点击下载DietPi_NanoPiNEO-armv7-(Jessie)
  • 将文件解压后得到系统固件，在Windows下使用友善官方提供 win32diskimager 工具烧写即可。
  • 烧写完成后，将TF卡插入NanoPi NEO，上电即可体验DietPi_NanoPiNEO-armv7-(Jessie)。

登录账号：root; 登录密码：dietpi

8.2 Armbian

Armbian官方提供了Debian_jessie和Ubuntu_xenial两个版本，分别是Armbian_5.20_Nanopineo_Debian_jessie_3.4.112和Armbian_5.20_Nanopineo_Ubuntu_xenial_3.4.112。

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。

8.3 Android

Android系统是基于Android4.4.2系统移植并支持,该系统为精简版安卓系统，可通过串口登陆。
友善官方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。

  • 下载相关软件及固件

访问下载地址的unofficail-ROMs目录，下载压缩包nanopi-neo-android.img.zip、SD卡格式化工具HDDLLF.4.40和烧写工具HDDLLF(tools目录)。

  • 制作启动Android的SD卡

(1) 以管理员权限运行HDDLLF.4.40软件下载地址，并且格式化SD卡，格式化后把卡从电脑拔出来；
(2) 再把卡插入电脑，使用Windows自带的格式化程序把SD卡格式化成FAT32格式，格式化后把卡拔出来；
(3) 最后把卡插入电脑，使用全志的烧录软件(PhoenixCard)烧录Android 固件。

烧写完成后，将TF卡插入NanoPi NEO，上电即可体验Android。
登录账号：root或fa ; 登录密码：fa

  • Android系统目前仅支持型号为rtl8188etv/rtl8188eu的USB WiFi，即插即用。

9 H3使用主线U-boot和Linux

关于H3芯片系列开发板使用主线U-boot和Linux的方法，请参考维基：H3 Mainline U-boot & Linux

10 3D 打印外壳

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

11 资源链接

11.1 手册原理图等开发资料

11.2 开发文档及教程

11.2.1 使用Python操作硬件模块开发教程及代码

可以和BakeBit - NEO Hub连接使用的模块如下：

11.2.2 使用C语言操作硬件模块开发教程及代码

12 硬件更新

  • NanoPi NEO Version Compare & List（Hardware）
version NanoPi NEO V1.0 NanoPi NEO V1.1 NanoPi NEO V1.2 NanoPi NEO V1.3
Photo
NanoPi-NEO-V1.0.jpg
NanoPi-NEO-V1.1.jpg
NanoPi-NEO-V1.2.jpg
NanoPi-NEO-V1.3.jpg
电源管理部分 ① VDD1V2-SYS由LDO供电
 ① VDD1V2-SYS由LDO供电 ① VDD1V2-SYS由LDO改为DC/DC供电
（NanoPi NEO V1.2主要改版部分是降低发热量）		 ① VDD1V2-SYSDC/DC供电与V1.2版一致。
⑤ 更换VDD-CPUX供电DC/DC芯片为MP2143DJ以改善发热量。
Audio 排针接口 2、NanoPi NEO V1.1/V1.2版相对V1.0版增加了板载Audio部分
NanoPi-NEO-V1.1A.jpg
2、NanoPi NEO V1.1/V1.2版相对V1.0版增加了板载Audio部分
NanoPi-NEO-V1.1A.jpg
2和4、NanoPi NEO V1.3版相对V1.1/V1.2版交换了Audio接口和Debug_UART接口位置
改善了Audio接口录音质量
NanoPi-NEO-V1.1A.jpg
12Pin 2.54mm排针定义 3、 NanoPi NEO V1.0版排针定义
NanoPi-NEO-V1.0UAI.jpg
3、NanoPi NEO V1.1版相对V1.0版更改了排针定义
NanoPi-NEO-V1.1UAI.jpg
3、NanoPi NEO V1.2版和V1.1版排针定义一致
NanoPi-NEO-V1.1UAI.jpg
3、NanoPi NEO V1.3版和V1.1/V1.2版排针定义一致
NanoPi-NEO-V1.1UAI.jpg

13 更新日志

13.1 2016-08-04

  • Ubuntu-Core系统支持市面上常见的USB WiFi模块；

13.2 2016-12-13

  • 更新Ubuntu-Core系统固件

1) 增加Rpi-monitor服务，用于通过浏览器查看NEO的状态；
2) 支持声卡配件NanoHat-PCM5102A；

13.3 2017-01-22

  • 将Ubuntu-Core系统的版本号从15.10升级到16.04；
  • 发布NanoPi-NEO非官方支持的Android系统固件；
  • 将H3 BSP代码分为lichee和android两部分，并精简lichee目录；
  • 更新H3 BSP里的交叉编译器，解决该编译器无法编译应用程序的问题；
  • Ubuntu-Core系统支持第一次开机自动扩展文件系统，并且支持开机修复文件系统；
  • 支持使用fastboot更新U-boot；

13.4 2017-02-04

  • 修复Ubuntu-Core系统USB WiFi无法使用的问题；

13.5 2017-02-20

  • Ubuntu-Core系统添加了nano编辑器；
  • Ubuntu-Core系统解决了sudo命令提示“unable to resolve host FriendlyARM”的问题；
  • Ubuntu-Core系统将fa用户添加到sudoers中；

13.6 2017-03-01

  • 发布支持H3的最新U-boot-2017.03、主线Linux4.10.y源码和对应的Ubuntu-Core ROM，该ROM仅支持NanoPi NEO，已支持下列特性:
序号 NanoPi NEO
1 使用U-boot-2017.03和Linux-4.10.y
2 支持CPU频率和CPU电压动态调节
3 支持100M以太网，MAC地址固定
4 支持1路USB Host
5 支持多款USB WiFi
6 支持第一次开机自动扩展文件系统
7 支持开机修复文件系统
8 对比Linux-3.4，大大降低了发热量
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