NanoPi M3/zh

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1 介绍

Overview
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  • NanoPi M3（以下简称M3）是友善之臂团队面向创客、极客、嵌入式爱好者、电子艺术家、发烧友等群体推出的又一款强劲的完全开源的掌上创客神器。
  • NanoPi M3采用三星八核A53高性能处理器S5P6818，动态运行主频400M-1.4GHz，集成千兆以太网卡，WiFi、蓝牙，并采用了AXP228电源管理芯片。可支持软件开关机，并采用MicroUSB供电，板载陶瓷天线。
  • 体积足够小，接口却丰富，NanoPi M3引出了视频输入/输出接口（DVP Camera/LVDS/HDMI/LCD接口），千兆以太网口，I2S接口，3.5mm音频输出接口，更是留出了四个USB接口，带串口调试功能。

2 资源特性

  • CPU: S5P6818, 动态运行主频400Mhz--1.4GHz
  • 电源管理: 采用一颗ARM® Cortex®-M0单片机做电源管理, 支持动态调压, 软件关机和定时开机等功能
  • DDR3 RAM: 1GB
  • SD: microSD卡槽一个
  • 网口: 千兆以太网接口(RTL8211E)
  • Wireless：802.11 b/g/n
  • Bluetooth：4.0 dual mode
  • 天线: Wi-Fi和蓝牙共用, 板载陶瓷天线
  • 音频：3.5mm耳机座/Via HDMI
  • I2S：板载I2S接口,7Pin,2.54mm排针
  • 麦克风: 通过3.5mm耳机孔输入
  • USB Host: 4 x USB 2.0 Host , 其中两个是标准A型接口, 另外两个是2.54mm排针
  • Micro USB: 1 x USB 2.0 Client
  • LCD接口: 45pin, 0.5mm间距FPC贴片座，支持全彩TFT LCD (RGB:8-8-8)
  • HDMI: HDMI 1.4a, Type A型口，1080P高清显示
  • LVDS接口：20Pin,2.0mm排针
  • DVP Camera接口: 24pin, 0.5mm间距，FPC贴片竖座
  • GPIO扩展接口: 40 Pin,2.54mm排针,兼容NanoPi M1,M2,树莓派等创客板
  • 调试串口：4Pin，2.5mm单排针
  • 按键：K1（电源按键），Reset
  • LED：电源指示灯,系统状态指示灯
  • RTC: 支持RTC, 带纽扣电池引线孔
  • PCB Size:64x60mm，8层，沉金工艺
  • 供电: DC 5V/2A
  • 温度工作范围：零下30摄氏度到70摄氏度
  • OS/Software: u-boot, Android5.1, Debian8

compact

3 接口布局和尺寸

3.1 接口布局

NanoPi-M3接口布局
  • GPIO管脚定义
Pin# Name Pin# Name
1 SYS_3.3V 2 VDD_5V
3 I2C0_SDA 4 VDD_5V
5 I2C0_SCL 6 DGND
7 GPIOD8/PPM 8 UART3_TXD/GPIOD21
9 DGND 10 UART3_RXD/GPIOD17
11 UART4_TX/GPIOB29 12 GPIOD1/PWM0
13 GPIOB30 14 DGND
15 GPIOB31 16 GPIOC14/PWM2
17 SYS_3.3V 18 GPIOB27
19 SPI0_MOSI/GPIOC31 20 DGND
21 SPI0_MISO/GPIOD0 22 UART4_RX/GPIOB28
23 SPI0_CLK/GPIOC29 24 SPI0_CS/GPIOC30
25 DGND 26 GPIOB26
27 I2C1_SDA 28 I2C1_SCL
29 GPIOC8 30 DGND
31 GPIOC7 32 GPIOC28
33 GPIOC13/PWM1 34 DGND
35 SPI2_MISO/GPIOC11 36 SPI2_CS/GPIOC10
37 AliveGPIO3 38 SPI2_MOSI/GPIOC12
39 DGND 40 SPI2_CLK/GPIOC9

以上的定义跟NanoPi2的有所不同, 这是它们的对照表:40 pins GPIO comparison table

  • Debug Port（UART0）
Pin# Name
1 DGND
2 VDD_5V
3 UART_TXD0
4 UART_RXD0
  • 7Pin I2S接口定义
Pin# Name
1 DGND
2 VDD_3.3V
3 I2S_BCK1
4 I2S_LRCK1
5 I2S_SDOUT1
6 I2S_SDIN1
7 I2S_MCLK1
  • 20Pin LVDS接口定义
Pin# Name Pin# Name
1 SYS_3.3V 2 SYS_3.3V
3 GPIOC16 4 GPIOB18
5 DGND 6 DGND
7 LVDS_D0- 8 LVDS_D0+
9 LVDS_D1- 10 LVDS_D1+
11 LVDS_D2- 12 LVDS_D2+
13 DGND 14 DGND
15 LVDS_CLK- 16 LVDS_CLK+
17 LVDS_D3- 18 LVDS_D3+
19 I2C2_SCL 20 I2C2_SDA
  • DVP Camera IF 管脚定义
Pin# Name
1, 2 SYS_3.3V
7,9,13,15,24 DGND
3 I2C0_SCL
4 I2C0_SDA
5 GPIOB14
6 GPIOB16
8,10 NC
11 VSYNC
12 HREF
14 PCLK
16-23 Data bit7-0
  • RGB LCD IF 管脚定义
Pin# Name Description
1, 2 VDD_5V 5V输出, 可以给LCD模组供电
11，20，29, 37，38，39，40, 45 DGND 参考地, 0电位
3-10 Blue LSB to MSB RGB的蓝色信号
12-19 Green LSB to MSB RGB的绿色信号
21-28 Red LSB to MSB RGB的红色信号
30 GPIOB25 普通GPIO, 用户可控制
31 GPIOC15 一线协议信号, 以实现LCD型号识别, 背光控制和电阻触摸的功能. 系统已占用, 用户不可重新设置.
32 XnRSTOUT Form CPU 系统复位时向外输出低电平
33 VDEN 指示RGB信号有效的信号
34 VSYNC 场信号
35 HSYNC 行信号
36 LCDCLK LCD频率, Pixel frequency
41 I2C2_SCL I2C2的时钟信号, 用来传输电容屏触摸数据
42 I2C2_SDA I2C2的数据信号, 用来传输电容屏触摸数据
43 GPIOC16 电容触摸中断信号, 配合I2C2使用
44 NC 没有任何连接
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-M2A-M3-1712-Schematic.pdf

3.2 机械尺寸

NanoPi M3 Dimensions

详细尺寸：PCB dxf文件

4 快速入门

4.1 准备工作

要开启你的NanoPi M3新玩具，请先准备好以下硬件

  • NanoPi M3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，同时连接还需要USB HUB （或选购串口转接板，要PC上进行操作）
  • 一台电脑，需要联网，建议使用Ubuntu 18.04 64位系统

4.2 经测试使用的TF卡

制作启动NanoPi M2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SD卡

4.3.1 快速从SD卡启动NanoPi M3

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4G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。
使用LCD或HDMI作来输出的用户，使用以下固件：
s5p6818-debian-sd4g-YYYYMMDD.img Debian系统固件
s5p6818-android-sd4g-YYYYMMDD.img Android系统固件
s5p6818-ubuntu-core-qte-sd4g-YYYYMMDD.img Ubuntu Core + QT系统固件
烧写工具：
win32diskimager.rar Windows平台下的烧写工具，Linux系统可以用dd命令
  • 将固件和烧写工具分别解压，在Windows下插入SD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 NanoPi M3 的 BOOT 卡槽，上电启动（注意，这里需要 5V/3A 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 NanoPi M3。

4.3.2 在Linux Desktop下通过脚本制作

  • 1) 将SD卡插入Ubuntu的电脑，用以下命令查看你的SD卡设备名
dmesg | tail

当dmesg输出类拟信息 sdc: sdc1 sdc2时，则表示SD卡对应的设备名为 /dev/sdc，也通过用命令cat /proc/partitions来查看。

  • 2) 下载Linux下的制作脚本
git clone https://github.com/friendlyarm/sd-fuse_s5p6818.git
cd sd-fuse_s5p6818
  • 3) 以下是制作启动Android的SD卡的方法
su
./fusing.sh /dev/sdx

(注：/dev/sdx请替换为实际的SD卡设备文件名)
制作包中未包含Android和Debian的烧写文件，第一次使用时会提示需要下载，输入Y下载，N或10秒未输入则取消。

  • 4) 以下是制作启动Debian的SD卡的方法
./fusing.sh /dev/sdx debian

4.3.3 NanoPi M3 扩展TF卡分区

  • Debian/Ubuntu系统在启动的时候，会自动扩展SD卡分区，第一次开机时自动扩展分区和根文件系统。
  • Android扩展分区，要在pc上执行下列操作：
sudo umount /dev/sdx?
sudo parted /dev/sdx unit % resizepart 4 100 resizepart 7 100 unit MB print
sudo resize2fs -f /dev/sdx7

(注：/dev/sdx请替换为实际的SD卡设备文件名)

4.3.4 关于LCD/HDMI分辨率

系统启动时uboot会自动识别LCD，成功则会设置为该LCD的显示分辨率，失败则缺省会设置为HDMI 720P模式。
如果要修改LCD的显示分辨率，可以直接修改内核中的文件 arch/arm/plat-s5p6818/nanopi3/lcds.c , 然后重新编译内核并更新即可。
对于HDMI的显示模式，Android则是会通过EDID获得HDMI设备如电视机所支持的显示模式，然后自动选择一个合适的分辨率。如果使用的是Debian，则缺省是720P，可通过修改内核配置来切换为1080P。

4.4 在电脑上修改SD卡上的系统

如果你想在运行系统之前，先对系统做一些修改，可以参看本节内容，否则可以跳过本节。
将制作好SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs等分区，对分区内容进行修改，通过在以下情况下你需要进行这些操作：
1) 你想更改Kernel Command Line参数，则可以通过sd-fuse_nanopi3/tools目录下的fw_setenv工具来操作。
查看当前的Command Line： 

cd sd-fuse_nanopi3/tools
./fw_printenv /dev/sdc | grep bootargs

目前的Android 5.1.1_r6启用了SELinux，缺省模式是enforcing，你可以通过Command Line来修改它，例如： 

./fw_setenv /dev/sdc bootargs XXX androidboot.selinux=permissive

即可修改为permissive模式，其中上面的XXX需要替换成原来的bootargs值。

2) 更新内核
新版本的uboot在启动时如果识别到LCD，将读取SD卡boot分区的uImage，否则将读取uImage.hdmi。
对于Android来说是同一个文件，因此直接使用新编译的uImage来替换SD卡boot分区下的文件即可。
对于Debian来说，这2个文件是不相同的，使用新编译的支持LCD的uImage直接替换SD卡boot分区的文件，如果是支持HDMI的内核，则替换uImage.hdmi。

4.5 运行Android或Debian

  • 将制作好SD卡插入NanoPi M3，连接HDMI，按住靠近网口的boot按键，最后接电源(5V 2A)拨动开关，NanoPi M3会从SD卡启动。你可以看到板上PWR灯常亮,LED1灯闪烁，这说明系统已经开始启动了，同时电视上也将能看到系统启动的画面。

1）要在电视上进行操作，你需要连接USB鼠标和键盘；如果你选购了LCD配件，则可以直接使用LCD上面的触摸屏进行操作。
2）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，则可以通过终端对NanoPi M3进行操作。

  • 以下是串口的接法。接上串口，即可调试：

PSU-ONECOM02-M3

  • 如果提示输入密码，Debian的root用户的默认密码是两个字母fa。

5 Debian系统的使用

5.1 连接有线网络

  • NanoPi M3支持千兆网络，Debian或者Android系统在启动前，只要接上网线，系统启动后则会自动分配IP地址，不需要额外去配置。

5.2 连接无线网络

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。

如果你的WiFi当前处于无线热点模式，你需要先退出该模式方可连接到路由器，使用以下命令退出无线热点模式： 

su
turn-wifi-into-apmode no

5.3 配置Wi-Fi无线热点

可以通过以下命令，将Wi-Fi切换至无线热点模式：

turn-wifi-into-apmode yes

按提示重启即可，默认的热点名称为 nanopi2-wifiap，密码为123456789。

现在，你可以在电脑上搜索并连接nanopi2-wifiap这个无线热点，连接成功后，可以通过ssh到192.168.8.1这个地址来登录NanoPi M3: 

ssh root@192.168.8.1

在提示输入密码时，输入预设的密码fa，即可登入。

为了保证ssh的流畅，我们用以下命令关闭wifi的省电模式: 

iwconfig wlan0 power off

WiFi工作模式可通过以下命令查询：

cat /sys/module/bcmdhd/parameters/op_mode

输出为数字2则表示当前处于无线热点模式，要切换回普通的Station模式，输入如下命令：

turn-wifi-into-apmode no

5.4 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 ...
38:BC:1A:B1:7E:DD MEIZU MX4

这表示搜索到一台名为MEIZU MX4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 browse 38:BC:1A:B1:7E:DD

注：上述命令中的MAC地址请替换成手机实际的

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MEIZU MX4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: 25
"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25, 我们需要将它传递给ussp-push命令，最后发起文件传输请求的命令如下： 

ussp-push 38:BC:1A:B1:7E:DD@25 example.jpg 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

5.5 安装Debian软件包

我们提供的是标准的Debian jessie系统，你可以使用apt-get等命令来安装软件包，如果板子是首次运行，需要先用以下命令更新软件包列表： 

apt-get update

然后就可以安装软件包了，例如要安装ftp服务器，使用以下命令： 

apt-get install vsftpd

如果软件包下载速度不理想，你可以编辑 /etc/apt/sources.list 更换一个更快的源服务器，这个网址[1]有一份完整的源镜像服务器列表，注意要选用一个带armhf架构的。

5.6 Debian系统HDMI或者3.5mm音频设备输出声音

NanoPi M3 Debian系统默认接HDMI或者3.5mm耳机座没有输出声音，因为系统缺省没安装声音部分的安装包。如希望HDMI或者3.5mm耳机座接音频设备输出声音，需要给系统安装上缺省的alsa包。

  • 　首先，保证你的板子刷的是最新Debian固件，并且能连外网；
  • 　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，拷贝一首 .wav 格式的音乐到NanoPi M3上，NanoPi M3接上耳机或扬声器，播放音乐（ Debian系统默认从3.5mm耳机座输出声音）：
aplay music.wav
  • Debian系统默认从3.5mm耳机座输出声音，想从HDMI输出需要修改文件系统上的配置文件/etc/asound.conf如下：
pcm.!default {
    type hw
    card 1
    device 0}
 
ctl.!default {
    type hw
    card 1}

card 0代表3.5mm耳机孔，card 1代表HDMI音频。设置完成后需要重启系统HDMI即可输出声音。

6 Ubuntu Core with Qt-Embedded

6.1 介绍

Ubuntu Core with Qt-Embedded，是一个没有X-windows环境，使用Qt-Embedded作为图形界面的轻量级Ubuntu系统，基于官方的Ubuntu core系统开发而成，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：

  • 支持电容和电阻触摸屏 （型号：S700, X710, S70, HD702, S430, HD101, S70等友善推出的LCD屏)
  • 支持WiFi连接
  • 支持以太网连接
  • 支持蓝牙，已预装bluez等相关软件包
  • 支持音频播放

6.2 Ubuntu Core的使用

Ubuntu Core的使用请查看此链接Ubuntu Core with Qt-Embedded


7 如何编译系统

7.1 安装交叉编译器

首先下载并解压编译器: 

git clone https://github.com/friendlyarm/prebuilts.git -b master --depth 1
cd prebuilts/gcc-x64
cat toolchain-4.9.3-armhf.tar.gz* | sudo tar xz -C /

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)

7.2 编译U-Boot

下载U-Boot源代码并编译，注意分支是nanopi2-lollipop-mr1: 

git clone https://github.com/friendlyarm/uboot_nanopi2.git
cd uboot_nanopi2
git checkout nanopi2-lollipop-mr1
make s5p6818_nanopi3_config
make CROSS_COMPILE=arm-linux-

编译成功结束后您将获得u-boot.bin，您可以通过fastboot来更新正在运行的NanoPi M3板上SD的U-Boot，方法如下：
1) 在电脑上先用命令 sudo apt-get install android-tools-fastboot 安装 fastboot 工具;
2) 用串口配件连接NanoPi M3和电脑，在上电启动的2秒内，在串口终端上按下回车，进入 u-boot 的命令行模式；
3) 在u-boot 命令行模式下输入命令 fastboot 回车，进入 fastboot 模式；
4) 用microUSB线连接NanoPi M3和电脑，在电脑上输入以下命令烧写u-boot.bin:

fastboot flash bootloader u-boot.bin


注意：您不能直接使用dd来更新SD卡，否则有可能会导致无法正常启动。

7.3 准备mkimage

编译内核需要用到U-Boot中的工具mkimage，因此，在编译内核uImage前，您需要保证您的主机环境可以成功运行它。
你可以直接使用命令 sudo apt-get install u-boot-tools 来安装，也可以自己编译并安装： 

cd uboot_nanopi2
make CROSS_COMPILE=arm-linux- tools
sudo mkdir -p /usr/local/sbin && sudo cp -v tools/mkimage /usr/local/sbin

7.4 编译Linux kernel

7.4.1 编译内核

  • 下载内核源代码
git clone https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git
cd linux-3.4.y
git checkout nanopi2-lollipop-mr1

NanoPi-M2内核所属的分支是nanopi2-lollipop-mr1，在开始编译前先切换分支。

  • 编译Android内核
make nanopi3_android_defconfig
touch .scmversion
make uImage
  • 编译Debian内核
make nanopi3_linux_defconfig
touch .scmversion
make uImage

编译成功结束后，新生成的内核烧写文件为 arch/arm/boot/uImage，此内核支持HDMI 720p输出，用于替换掉SD卡boot分区下的uImage.hdmi。
如果要支持HDMI 1080p，则需要修改内核配置： 

touch .scmversion
make nanopi3_linux_defconfig
make menuconfig
  Device Drivers -->
    Graphics support -->
      Nexell Graphics -->
        [ ] LCD
        [*] HDMI
        (0)   Display In  [0=Display 0, 1=Display 1]
              Resolution (1920 * 1080p)  --->
make uImage

启用LCD，同时取消HDMI，然后退出并保存配置，编译后即可获得支持LCD显示的uImage，用于替换SD卡boot分区下的uImage。

  • 编译Ubuntu Core内核

本部分的编译方法和编译Debian内核是相似的，只需要使用不同的2个内核配置即可。
LCD 输出: 

make nanopi3_core-qt_defconfig

HDMI输出: 

make nanopi3_core-qt_hdmi_defconfig

选择自己需要的内核配置后，使用以下命令即可编译生成uImage。 

touch .scmversion
make uImage

7.4.2 如何使用新编译的内核

  • 更新SD卡上的内核

如果您是使用SD卡启动Android，则在PC上复制为Android编译的uImage到SD卡的boot分区(即分区1，设备是/dev/sdX1)即可。
如果您是使用SD卡启动Debian系统，则需要编译好用于HDMI的uImage后替换SD卡boot分区下的uImage.hdmi，然后编译用于LCD的uImage并替换SD卡boot分区下的uImage。

7.4.3 编译内核模块

Android包含内核模块，位于system分区的 /lib/modules/ 下，如果您有新的内核模块或者内核配置有变化，则需要重新编译。
首先编译内核源代码中的模块： 

cd linux-3.4.y
make CROSS_COMPILE=arm-linux- modules

另外有2个内核模块的源代码位于Android源代码中，可使用以下命令来编译： 

cd /opt/FriendlyARM/s5p6818/android
./vendor/friendly-arm/build/common/build-modules.sh

其中 “/opt/FriendlyARM/s5p6818/android” 是指Android源代码的TOP目录，使用参数“-h”可查看帮助。
编译成功结束后，会显示生成的内核模块。

7.5 编译Android

  • 搭建编译环境

搭建编译Android的环境建议使用64位的Ubuntu 16.04，安装需要的包即可。 

sudo apt-get install bison g++-multilib git gperf libxml2-utils make python-networkx zip
sudo apt-get install flex libncurses5-dev zlib1g-dev gawk minicom

更多说明可查看 https://source.android.com/source/initializing.html 。

  • 下载源代码

Android源代码的下载需要使用repo，其安装和使用请查看 https://source.android.com/source/downloading.html 。 

mkdir android && cd android
repo init -u https://github.com/friendlyarm/android_manifest.git -b nanopi3-lollipop-mr1
repo sync

其中“android”是指工作目录。

  • 编译系统
source build/envsetup.sh
lunch aosp_nanopi3-userdebug
make -j8

编译成功完成后，目录 out/target/product/nanopi3/ 下包含可用于烧写的image文件。

filename partition Description
boot.img boot -
cache.img cache -
userdata.img userdata -
system.img system -
partmap.txt - 分区描述文件
  • 烧写到SD卡

如果是采用SD卡启动Android，可复制编译生成的image文件到sd-fuse_nanopi3/android/ 下，使用脚本即可烧到到SD卡，具体请查看#在Linux Desktop下通过脚本制作。

  • 烧写到eMMC

成功编译Android后，可过2种方式烧写到eMMC，分别如下：
1) fastboot: 板子从eMMC启动后通过串口快速按任意键进入uboot命令行模式，输入命令fastboot即可启动此方式。
连接USB线，然后PC端输入以下命令: 

cd out/target/product/nanopi3
sudo fastboot flash boot boot.img
sudo fastboot flash cache cache.img
sudo fastboot flash userdata userdata.img
sudo fastboot flash system system.img
sudo fastboot reboot

2) 使用SD卡烧写
复制out/target/product/nanopi3下的boot.img, cache.img, userdata.img, system.img, partmap.txt到烧写用SD卡的images/android下，再次烧写即可。

8 扩展连接

8.1 连接USB(FA-CAM202)200万摄像头模块

  • NanoPi M3使用Debian系统，假设你已接好LCD屏或者HDMI，进入系统后，点击左下角的菜单键“Other”-->xawtv，打开USB Camera软件。进入“welcome to xawtv！”，选择OK即可进行拍照。

USB camera-Fire

8.2 连接CMOS 500万摄像头模块

CAM500B 500万摄像头模块的详情请查看[2]

  • NanoPi M3使用Android5.1系统，假设你已经接好LCD屏或者HDMI，进入系统后，直接点击“camera”图标，即可打开摄像头进行拍照。

CMOS camera-M3

  • Debian/Ubuntu系统集成了命令行的摄像头示例程序nanocams，登录后输入以下命令即可预览40桢然后拍照保存为指定的文件。
sudo nanocams -p 1 -n 40 -c 4 -o IMG001.jpg

更详细的命令行参数可执行命令“nanocams -h”。 如果要下载源代码，运行以下命令即可获得： 

git clone https://github.com/friendlyarm/nexell_linux_platform.git

8.3 连接USB摄像头使用OpenCV

  • OpenCV的全称是Open Source Computer Vision Library，是一个跨平台的计算机视觉库。
  • NanoPi M3跑Debian系统时，接USB Camera，可直接使用官方的OpenCV。

1、以下介绍的是NanoPi M3用C++使用的OpenCV：

  • 首先需要保证你的NanoPi M3能连外网，假如你有串口，直接串口登陆超级终端（或者ssh登陆）。进入系统后，输入用户名（root），密码（fa）登陆；
  • 以下命令在超级终端执行：
apt-get update
apt-get install libcv-dev libopencv-dev

2、NanoPi M3烧写Debian系统启动后，接上USB Camera，使用Debian系统自带的摄像头软件测试，确定摄像头能正常使用。
3、通过终端执行命令，查看你的摄像头设备： 

ls /dev/video*
  • 注：video0 是你的USB摄像头设备

4、opencv的测试代码（官方C++示例代码）在 /home/fa/Documents/opencv-demo, 使用以下命令即可编译： 

cd /home/fa/Documents/opencv-demo
make

编译成功后，得到可执行文件demo

5、以下步骤需要在NanoPi M3上连接键盘后执行： 

./demo

你便可以看到opencv已经用起来，如图：
OpenCV-M3

8.4 支持LCD型号

  • Android

NanoPi M3 跑Android系统目前支持的LCD型号为友善出品的：S430、S700、S702、HD700、HD702、HD101、X710电容屏。

  • Debian

NanoPi M3 跑Debian系统目前支持的LCD型号为友善出品的：S430、S700、S702、HD700、HD702、HD101、X710电容屏;
支持的电阻屏为友善出品的：W35B、H43、P43、S70、Matrix - 2'8 SPI Key TFT 电阻屏。
以上所有LCD屏的详细资料均可在维基首页查看：LCDModules

9 源代码和固件下载链接

  • 烧写固件下载链接：[3]
  • 源代码下载链接：[4]

10 在Android下访问硬件资源

友善电子开发了一个名为libfriendlyarm-things.so的函数库，用于Android应用程序访问开发板上的硬件资源，该函数库基于Android-NDK技术开发，提供便利的硬件访问接口，开发者无需掌握过多的嵌入式知识便可使用，有效提高开发进度。

目前支持的硬件设备包括：

  • Serial Port
  • PWM
  • EEPROM
  • ADC
  • LED
  • LCD 1602 (I2C)
  • OLED (SPI)


支持的接口包括：

  • GPIO
  • Serial Port
  • I2C
  • SPI


详情使用说明可参考以下网址：

11 3D打印文件下载

  • NanoPi M2 3D打印外壳：[5]

3D打印M3

12 更多OS

Ubuntu Core with Qt-Embedded，是一个没有X-windows环境，使用Qt-Embedded作为图形界面的轻量级Ubuntu系统，基于官方的Ubuntu core系统开发而成，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：

  • 支持电容和电阻触摸屏
  • 支持WiFi连接
  • 支持以太网连接
  • 支持蓝牙，已预装bluez等相关软件包
  • 支持音频播放
  • 等等

请访问此处 Ubuntu Core with Qt-Embedded 了解详情。

13 更多OS

13.1 DietPi

Dietpi-logo.png
DietPi is a highly optimised & minimal Debian-based Linux distribution. DietPi is extremely lightweight at its core, and also extremely easy to install and use.
Setting up a single board computer (SBC) or even a computer, for both regular or server use, takes time and skill. DietPi provides an easy way to install and run favourite software you choose.
For more information, please visit this link https://dietpi.com/docs/.

DietPi supports many of the NanoPi board series, you may download the image file from here:

14 资源链接

15 原理图，Datasheet和尺寸图

15.1 手册原理图等开发资料

15.2 编程教程及开发文档

16 更新日志

16.1 2017-06-13

Linux, Android系统：

  • 改善了整体系统稳定性；

Android系统：

  • 提升Android下ov5640拍照的稳定性；

16.2 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;

16.3 2017-03-08

1) 启用UART2
2) 增加HD101B屏幕的支持
3) Android4.4和Android5增加硬件访问库，具体可参考:[10]
4) 修正S430屏在Android4.4下的闪退问题

16.4 2017-02-09

1) 在Ubuntu Core和Debian系统中 增加7寸电阻屏 S70B 的支持
2) 调整了 eFlasher Rom 的分区大小，将根分区调整为 1GB

16.5 2016-11-17

增加H43屏的支持:
1) 支持s5p4418与s5p6818平台的开发板
2) OS方面仅支持Debian 和 Ubuntu Core系统，不支持Android

16.6 2016-09-13

1) Debian 和 Ubuntu Core增加了CAM500A（ov5640）摄像头的demo程序（nanocams）;
2) 更新了Android 串口访问的程序，下载源代码： 

git clone https://github.com/friendlyarm/android_SerialPortDemo.git

以前下载过的，用git pull命令更新一下。
内有详细说明，包括eclipse编译、打包成apk，对apk重新签名以获取system权限、关闭selinux等说明文档：
<<SerialPortDemo-manual.pdf>>;
本次更新适用于NanoPC-T3, NanoPi M3

16.7 2016-05-21

  • Android

1) 增加以太网设置（支持静态IP和DHCP设置）;
2) 增加硬件访问库 libfriendlyarm-things.so，可用于在Android下操作串口；
使用方法可参考此份文档：http://www.arm9home.net/read.php?tid-82748.html。
在NanoPC-T3/NanoPi M3上，串口对应的设备名称如下：
UART3 -> /dev/ttySAC3
UART4 -> /dev/ttySAC4
3) 增加iTest应用程序，内置串口助手功能;
注意：运行此串口程序，需要使用system权限。

  • Debian

1)增强了内核稳定性;

  • Ubuntu core with Qt-Embedded

1)开机后显示的界面由Qt Demo换成了一个由友善之臂开发的，开源的Qt程序 (源代码位于/opt 目录)，该程序启动时显示系统状态信息，例如CPU和内存信息，工作温度和负载等信息， 系统同时集成了 qmake,uic 等Qt工具的arm版本，这样你 就可以在开发板上直接生成和编译Qt源代码。
本次更新适用于NanoPC-T3, NanoPi M3

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