NanoPi NEO/zh

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
7 安装编译应用程序的交叉编译器
8 更多OS
9 H3使用主线U-boot和Linux
10 3D 打印外壳
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
  - 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
13 更新日志

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
Temperature measuring range: -40℃ to 80℃
OS/Software: u-boot,UbuntuCore,Android
Weight: 14g(WITHOUT Pin-headers)

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

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-NEO-1606-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 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-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：

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：

sudo 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。

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：

sudo ifconfig -a

Ubuntu 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：

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" iface wlan0

请将 SSID和 PASSWORD 替换成实际的 WiFi名称和密码，如果你有多个WiFi设备，需要用 iface参数指定。
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： [1]

5.6 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。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:

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。

下载链接和烧写步骤请查看Armbian官方网站NEO页面：armbian/nanopi-neo/

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

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

模块介绍以及开发文档：

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
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	② NanoPi NEO V1.1/V1.2版相对V1.0版增加了板载Audio部分	② 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 ② 改善了Audio接口录音质量
12Pin 2.54mm排针定义	③ NanoPi NEO V1.0版排针定义	③ NanoPi NEO V1.1版相对V1.0版更改了排针定义	③ NanoPi NEO V1.2版和V1.1版排针定义一致	③ NanoPi NEO V1.3版和V1.1/V1.2版排针定义一致

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