NanoPi K1 Plus

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1 Introduction

NanoPi K1 Plus1.jpg
NanoPi K1 Plus2.jpg
NanoPi K1 Plus3.jpg
  • NanoPi K1 Plus采用了采用全志64位四核Cortex™-A53处理器H5,包含64和32bit两种运行模式，集成了高性能NEON多媒体处理引擎，并内置六核Mail450 GPU，支持众多视频格式，具备超强的多格式高清视频硬件编码器/解码解码能力。
  • NanoPi K1 Plus配备2GB DDR3内存，板载WiFi模块、DVP摄像头、带有千兆以太网、USB、HDMI、红外遥控、3.5mm耳机接口、I2S等接口，支持TF卡启动运行系统，并可扩展eMMC模块。
  • NanoPi K1 Plus尺寸与树莓派3相同，40Pin GPIO接口与之兼容，可搭配树莓派外壳使用。
  • 可支持运行Ubuntu Core，Armbian等嵌入式操作系统。

2 资源特性

  • CPU: Allwinner H5, Quad-core 64-bit high-performance Cortex™-A53
  • GPU: Hexa-core Mali450
  • DDR3 RAM: 2GB
  • 以太网: 10/100/1000M 以太网口, 采用RTL8211E网络传输芯片
  • Wireless：802.11 b/g/n 板载PCB天线
  • 红外：板载红外接收模块
  • 音频：3.5mm耳机座/Via HDMI
  • Mic：板载咪头
  • eMMC: 板载eMMC模块接口
  • I2S：板载I2S接口（7Pin, 2.54mm排针）
  • MicroSD Slot: MicroSD卡槽一个
  • USB Host: 3 x USB 2.0 Host, 标准A型接口
  • DVP Camera接口：24 Pin, 0.5mm间距竖直贴片FPC座
  • MicroUSB: 1 x USB 2.0, 有OTG功能, 可作为电源输入和数据传输
  • HDMI: HDMI Type-A型口接口, 支持4K@30fps显示
  • 视频输出：HDMI 1.4 支持4K@30fps显示，CVBS
  • GPIO扩展接口: 40 Pin,2.54mm排针, 包含I2C、GPIO、UART、PWM、SPDIF、SPI等
  • 调试串口：4Pin，2.5mm单排针
  • 按键：GPIO按键一个（用户自定义其功能）
  • LED：电源指示灯一个, 系统状态指示灯一个
  • 电源接口：MicroUSB接口
  • PCB Size:56 x 85mm，6层，沉金工艺
  • 供电: DC 5V/2A

3 接口布局和尺寸

3.1 接口布局

NanoPi-K1-Plus接口布局
  • GPIO管脚定义
Pin# Name Linux gpio Pin# Name Linux gpio
1 SYS_3.3V 2 VDD_5V
3 I2C0_SDA / GPIOA12 4 VDD_5V
5 I2C0_SCL / GPIOA11 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
25 GND 26 SPDIF-OUT / GPIOA17 17
27 I2C1_SDA / GPIOA19 / PCM0_CLK / I2S0_BCK 19 28 I2C1_SCL / GPIOA18 / PCM0_SYNC / I2S0_LRCK 18
29 GPIOA20 / PCM0_DOUT / I2S0_SDOUT 20 30 GND
31 GPIOA21 / PCM0_DIN/ I2S0_SDIN 21 32 GPIOA7 7
33 GPIOA8 8 34 GND
35 UART3_CTS / SPI1_MISO / GPIOA16 16 36 UART3_TX / SPI1_CS / GPIOA13 13
37 GPIOA9 9 38 UART3_RTS / SPI1_MOSI / GPIOA15 15
39 GND 40 UART3_RX / SPI1_CLK / GPIOA14 14


  • eMMC接口管脚定义
Pin# Name Pin# Name
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_DS 10 GND
11 eMMC_CMD 12 eMMC_CLK
13 NC 14 GND
15 NC 16 1.8V OUT
17 eMMC_RST 18 3.3V OUT
19 GPIOY_5 20 GND
  • Debug Port（UART0）
Pin# Name
1 GND
2 VDD_5V
3 UART_TX
4 UART_RX
  • 7Pin I2S接口定义
Pin# Name
1 GND
2 SYS_3.3V
3 I2S0_BCK
4 I2S0_LRCK
5 I2S0_SDOUT
6 I2S0_SDIN
7 I2S_MCLK
说明
  1. SYS_3.3V: 3.3V电源输出
  2. VDD_5V: 5V电源输入/输出。输入范围：4.7～5.6V
  3. 全部信号引脚均为3.3V电平
  4. 更详细的信息请查看原理图：Schematic_NanoPi-K1_Plus-1712_20171214.pdf

3.2 机械尺寸

NanoPi_K1_Plus_V1.0_1712 Dimensions

详细尺寸：NanoPi_K1_Plus_V1.0_1712_dxf.zip

4 快速入门

4.1 准备工作

要开启你的NanoPi K1 Plus新玩具，请先准备好以下硬件

  • NanoPi K1 Plus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
  • 一台支持HDMI输入的显示器或者电视
  • 一套USB键盘鼠标
  • 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 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-k1-plus_friendlycore-xenial_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip 基于UbuntuCore构建的FriendlyCore系统固件，使用Linux-4.x内核
nanopi-k1-plus_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
nanopi-k1-plus_ubuntu-tft_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip 默认支持Matrix - 2'8 SPI Key TFT的系统固件，使用Linux-4.x.y内核
nanopi-k1-plus_eflasher_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip eflasher系统固件，使用Linux-4.x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-k1-plus_sd_friendlycore-xenial_4.14_arm64_YYYYMMDD.img为例，其他Linux系统的烧写操作是类似的，烧写时的界面如下：
win32disk-h5

成功烧写后，会看到如下界面：
win32disk-finish

  • 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。
4.3.2.2 烧写到eMMC
4.3.2.2.1 eflasher脱机烧写
  • eflasher的详细说明请参考wiki: EFlasher，请阅读该WiKi以了解eflasher系统的完整功能。
  • 将 eflasher 系统固件和烧写工具 win32diskimager.rar 分别解压，在 Windows 下插入TF卡（限8G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 eflasher 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 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，说明已经成功启动 eflasher 系统。
  • 对于没有HDMI接口的板子或者不想连接HDMI，可以在命令行终端中通过执行下列命令进行烧写:
$ su root
$ eflasher

root 用户的密码是 fa。

这里以nanopi-k1-plus_eflasher_friendlycore-xenial_4.14_arm64_YYYYMMDD.img为例，执行"eflasher"命令后会出现如下信息：

eflasher_friendlycore1
输入“１”，选择烧写friendlycore系统到eMMC上后，会提示如下信息：

eflasher_friendlycore2_h5
输入“yes”，确定进行烧写：

eflasher_friendlycore3
等待烧写完毕后，断电并从BOOT卡槽中取出TF卡，此时再上电就会从 eMMC 启动系统了。

  • 如果想烧写其他系统映像到 eMMC ，请下载光盘里images-for-eflasher目录，将目录内的压缩包解压到 SD 卡的 FRIENDLYARM 分区。

eflasher_friendlyarm_h5

4.3.2.2.2 PC上烧写eMMC模块
  • eMMC 里的系统本质上和 SD 卡上的系统是一样的，所以 eMMC 的系统固件和 SD 卡的系统固件是同一个。将固件和烧写工具分别解压，在 Windows 下插入 eMMC（需使用 MicroSD 转 eMMC 模块适配器)，以管理员身份运行 win32diskimager 工具， 在 win32diskimager 工具的界面上, 选择你的MicroSD转eMMC模块适配器盘符，选择你要烧写的系统固件，点击 Write 按钮烧写即可。

EMMC module 1.jpgEMMC module 4.jpg

  • 当烧写完成后，弹出 MicroSD 转 eMMC 模块适配器，将 eMMC 模块插入 eMMC 插槽，上电启动（注意，这里需要 5V/2A 的供电），你可以看到PWR灯常亮以及STAT灯闪烁，说明已经成功启动系统。
  • 当同时接了 SD 卡和 eMMC 模块时，会优先选择 SD 启动，SD 启动失败后，再选择eMMC启动。

4.3.3 烧写Android系统

4.3.3.1 烧写到TF卡
  • 烧写全志芯片的Android系统固件前，必须先格式化TF卡。在Windows系统下以管理员权限运行HDDLLF.4.40软件，并且格式化SD卡，格式化后把卡从电脑拔出来，再把卡插入电脑，使用Windows自带的格式化程序把TF卡格式化成FAT32格式，格式化后把卡拔出来；
  • 将Android系统固件和烧写工具PhoenixCard_V310.rar分别解压，在Windows系统下插入TF卡（限4G及以上的卡)。以管理员身份运行PhoenixCard， 在PhoenixCard的界面上，选择你的TF卡盘符，镜像文件选择为Android系统固件，烧写模式选择卡启动，点击 烧录 按钮烧写即可。

PhoenixCard boot.png
(图片里以NanoPi M1 Plus的Android固件为例，请注意使用正确的系统固件。)

  • 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PWR灯常亮以及STAT灯闪烁，这时你已经成功启动Android系统。
4.3.3.2 烧写到eMMC
4.3.3.2.1 TF卡脱机烧写
  • 将Android固件和烧写工具PhoenixCard_V310.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PhoenixCard， 在PhoenixCard的界面上，选择你的TF卡盘符，镜像文件选择为Android固件，烧写模式选择 "卡量产" ，点击 "烧录" 按钮烧写即可。

PhoenixCard burn.png
(图片里以NanoPi M1 Plus的Android固件为例，请注意使用正确的系统固件。)

  • 当TF卡烧写完成后，拔出TF卡插入板子的 BOOT卡槽，通过 HDMI 连接电视，上电启动（注意，这里需要5V/2A的供电），在电视上可以看到绿色的烧写进度条。当烧写完成后，拔掉TF卡并且重新上电，开发板就会从eMMC启动Anroid系统了。

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。

使用串口模块能有效地提升开发效率，以下是串口模块的连接方法：
接上串口后，您可以选择从串口模块的DC口或者从MicroUSB口 (如果有) 进行供电：
以NanoPi-M1为例：
PSU-ONECOM-M1.jpg
也可以使用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：
以NanoPi-NEO2为例：
USB2UART-NEO2.jpg

  • 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 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。

5.9 访问GPIO/I2C/串口等硬件资源

请参考下面的文档：

5.10 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

5.11 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

5.12 选择系统默认音频设备

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。


5.13 连接DVP摄像头模块(CAM500B)

对于NanoPi-K1-Plus，CAM500B只可配合Linux-4.14内核使用。
CAM500B是一款500万像素摄像头模块，以DVP并行信号输出，详细信息请参考Matirx-CAM500B的介绍章节。

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-cam500a
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。

5.14 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, 连接测试USB摄像头的方法请参考本页面<连接DVP摄像头模块(CAM500B)>章节或者Matrix - CAM500B页面。
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FA-CAM202摄像头的video节点: 

$ apt-get install v4l-utils
$ v4l2-ctl -d /dev/video1 -D
Driver Info (not using libv4l2):
        Driver name   : uvcvideo
        Card type     : HC 3358+2100: HC 3358+2100
        Bus info      : usb-1c1b000.usb-1
	...

上述信息表示/dev/video1是FA-CAM202的设备节点。

5.15 查看CPU温度和频率

  • 命令行查看：
$ cpu_freq
CPU0 online=1 temp=26581 governor=ondemand cur_freq=480000
CPU1 online=1 temp=26581 governor=ondemand cur_freq=480000
CPU2 online=1 temp=26581 governor=ondemand cur_freq=480000
CPU3 online=1 temp=26581 governor=ondemand cur_freq=480000

上述信息表示当前有4个CPU核心在线, 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480MHz。


5.16 测试看门狗

使用下列命令可以测试看门狗功能: 

$ cd /root/demo/watchdog/
$ gcc watchdog_demo.c -o watchdog_demo
$ ./watchdog_demo /dev/watchdog0 10
Set timeout: 10 seconds
Get timeout: 10 seconds
System will reboot in 10 second

系统将在10秒之后重启。


5.17 测试红外接收

注意: 请先检查红外接收器是否存在。
红外接收功能默认是关闭的, 可以通过npi-config使能: 

$ npi-config
    6 Advanced Options     Configure advanced settings
        A8 IR              Enable/Disable IR
            ir Enable/Disable ir[enabled]

重启系统, 然后使用下列命令测试红外接收: 

$ apt-get install ir-keytable
$ echo "+rc-5 +nec +rc-6 +jvc +sony +rc-5-sz +sanyo +sharp +mce_kbd +xmp" > /sys/class/rc/rc0/protocols   # 使能紅外协议
$ ir-keytable -t
Testing events. Please, press CTRL-C to abort.

ir-keytable -t用于检查是否有接收到红外信号, 使用任意遥控器发送按键信息给红外接收器, 可以看到类似下列信息: 

1522404275.767215: event type EV_MSC(0x04): scancode = 0xe0e43
1522404275.767215: event type EV_SYN(0x00).
1522404278.911267: event type EV_MSC(0x04): scancode = 0xe0e42
1522404278.911267: event type EV_SYN(0x00).

5.18 读取CHIP ID

对于全志H2+/H3/H5/芯片，CPU里内置了16 Byte的CHIP ID，在Linux-4.14下可以使用下列命令读取: 

$ apt-get install bsdmainutils
$ hexdump /sys/bus/nvmem/devices/sunxi-sid0/nvmem 
0000000 8082 0447 0064 04c3 3650 ce0a 1e28 2202
0000010 0002 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0000020 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0000030 0000 0008 0508 0000 0000 0000 0000 0000
0000040 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

"8082 0447 0064 04c3 3650 ce0a 1e28 2202"即为16 Byte的CHIP ID。

CHIP ID相关驱动代码位于: ./drivers/nvmem/sunxi_sid.c

5.19 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。
我们在FriendlyCore系统中支持了这个工具以便客户测试GPIO管脚。详细信息请参看 WiringNP

5.20 运行Qt示例程序

执行以下命令：

$ sudo /opt/QtE-Demo/run.sh

运行结果如下，这是一个开源的QtDemo:
K2-QtE

5.21 Docker在arm64系统下的安装与使用

5.21.1 安装 Docker

执行下列命令：

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

5.21.2 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

5.22 播放和录制音频

使用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]，请根据实际打印信息确定[H3 Audio Codec]对应的card设备。

播放音频： 

$ aplay /root/Music/test.wav -D plughw:0

参数-D plughw:0表示使用设备card 0，请根据aplay -l的实际打印信息选择正确的card设备。
录制音频： 

$ arecord -f cd -d 5 test.wav

6 如何编译FriendlyCore系统

6.1 使用开源社区主线BSP

K1 Plus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

7 使用扩展配件及编程示例

7.1 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
File:Matrix-2'8_SPI_Key_TFT-1706

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

注意: 本章节的描述针对所有的H5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。


2021-06-15
h5 FriendlyCore：
- 升级到 Ubuntu Core 20.04;

2021-02-24
h5 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；
- friendlywrt升级到r19，并且支持docker；

2019-11-05
- 修复 H5 运行 ubuntu-tft ROM tft屏无显示的bug;

2019-10-28
- 支持NanoPi NEO2 Black;
- 支持从 EEPROM(如果存在的话) 读取 MAC 地址供 eth0 使用;
- 增大 image-for-eflasher 里 rootfs 的分区;
- 将 FriendlyWrt 的 rootfs 从 armhf 版本修复为 arm64 版本;

2019-09-18
h5 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);
- K1 Plus 添加 friendlywrt系统;

h5 FriendlyCore：
- 支持5g usb wifi RTL8821CU/RTL8812AU;
- 支持docker;

h5 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image-for-eflasher文件;

2019-04-30
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;
NEO2/NEO-Plus2/NEO-Core2添加OpenWrt的ROM;
提升Linux-4.14 AP6212 AP模式的稳定性;

2018-10-11
Linux-4.14 ov5640摄像头支持自动对焦；
规范images-for-eflasher的命名；

2018-09-19
规范系统固件的名称；
eflasher系统支持通过命令行方法备份和还原eMMC；
4.14内核使能多种USB转串口芯片；

2018-08-10
首次发布NanoPi K1 Plus的Android7.0系统固件和源码；

2018-07-11
光盘里添加非官方开发和维护的ROM: DietPi；

2018-07-04
NanoPi-K1-Plus添加DietPi的介绍页面。

2018-06-28
mjpg-streamer支持在指定的framebuffer上显示摄像头数据；
升级Linux4.14.0到Linux4.14.52；
Linux4.14.52内核支持I2S0 + PCM5102A；

2018-06-26
U-boot会打印启动设备的名称，例如: Boot device: emmc；
Linux-4.14支持摄像头Cam500B；
提高eflasher系统的稳定性，并且支持备份和还原emmc；

2018-05-11
Linux内核回退到LTS版本: 4.14；
4.14内核使能看门狗；
4.14内核使能红外接收；
4.14内核使能MicroUSB的OTG功能；
U-boot不再打印CPU ID, 4.14内核提供读CPU ID的接口(/sys/bus/nvmem/devices/sunxi-sid0/nvmem)；

2018-04-20

  • ROM(Linux-4.x内核):

升级Linux到4.16.0版本；
支持DVP接口的摄像头Matrix - CAM500B；
支持I2S+NanoHat PCM5102A；
支持HDMI音频输出；
使能看门狗；
使能红外接收；
使能MicroUSB的OTG功能；
发布默认使能Matrix - 2'8 SPI Key TFT的ROM；
完善Npi-config，支持选择显示/声卡设备；
维基添加IR/watchdog说明章节；
启用512MB的swap分区；
不再预装WiringNP；
U-boot不再打印CPU ID,由内核提供读CPU ID的接口；
以CPU ID作为生成蓝牙的mac地址的种子；

2018-01-25

  • ROM(Linux-4.x内核):

WiFi-ap6212支持切换为ap模式;

2017-12-19

  • OLED-ROM:

修复sources.list异常的问题；

2017-12-08

  • ROM(Linux-4.x内核):

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

  • ROM(Linux-4.x内核)

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

  • NAS-ROM(Linux-4.x内核):

支持DS1307和NTP自适应设置系统时间；

2017-05-31

  • ROM(Linux-4.x内核):

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

2017-05-25

  • NAS-ROM(Linux-4.x内核):

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；

2017-05-23

  • FriendlyCore系统(Linux-3.x内核):

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；

  • FriendlyCore系统(Linux-4.x内核):

使用npi-config配置使能pwm0时提示用户该操作会禁用调试串口；

  • OLED-ROM(Linux-3.x内核):

修复显示温度单位错误的问题；

2017-05-18

  • FriendlyCore系统(Linux-3.x内核):

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；

  • 发布OLED-ROM；

2017-04-28

  • 发布基于U-boot-2017.x和Linux-4.x.y源码的ROM，和基于Linux-3.x的ROM共用Debian和FriendlyCore文件系统；

2017-04-18

  • FriendlyCore系统:

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;
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;

2017-03-30

  • FriendlyCore系统:

从15.10版本升级到16.04版本；
支持录制和播放音频；
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；
添加npi-config工具；

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