NanoPi NEO Air

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1 Introduction

NanoPi NEO-AIR-1.jpg
NanoPi NEO-AIR-2.jpg
NanoPi NEO-AIR-3.jpg

2 Specifications

  • CPU: Allwinner H3, Quad-core Cortex-A7 Up to 1.2GHz
  • RAM: 512MB DDR3 RAM
  • Storage: 8GB eMMC
  • WiFi: 802.11b/g/n
  • Bluetooth: 4.0 dual mode
  • MicroSD Slot x 1
  • GPIO: 2.54mm pitch 24pin. It includes UART, SPI, I2C, IO etc
  • PCB Size: 40 x 40mm
  • Power Supply: DC 5V/2A
  • OS/Software: u-boot, UbuntuCore
  • Weight: 7.5g(WITHOUT Pin-headers); 9.7g(WITH Pin-headers)

3 Diagram, Layout and Dimension

3.1 Layout

NanoPi NEO-AIR Layout
  • GPIO Pin Description
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 93 24 SPI0_CS/GPIOC3 67
  • USB/Audio/IR Pin Description
NanoPi-NEO-AIR NanoPi-NEO-AIR
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 Bata Output
11 LINEOUTL LINE-OUT Left Channel Output 11 PCM0_DIN/I2S0_SDIN I2S/PCM Serial Data Input
12 GND 0V 12 GND 0V
  • Debug Port（UART0）
Pin# Name
1 GND
2 VDD_5V
3 UART_TXD0
4 UART_RXD0
Note:
  1. SYS_3.3V: 3.3V power output
  2. VVDD_5V: 5V power input/output. When the external device’s power is greater than the MicroUSB's the external device is charging the board otherwise the board powers the external device. The input range is 4.7V ~ 5.6V
  3. All pins are 3.3V, output current is 5mA
  4. For more details refer to the document:[]

3.2 Dimensional Diagram

File:NanoPi-NEO-AIR-1606-dimensions.png

4 Get Started

4.1 Essentials You Need

Before starting to use your NanoPi NEO AIR get the following items ready

  • NanoPi NEO AIR
  • microSD Card/TFCard: Class 10 or Above, minimum 8GB SDHC
  • microUSB power. A 5V/2A power is a must
  • A Host computer running Ubuntu 14.04 64 bit system


4.2 经测试使用的TF卡

制作启动NanoPi NEO-AIR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 快速从TF卡启动NanoPi NEO-AIR

  • 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)：
固件文件列表：
nanopi-air-core-qte-sd4g.img.zip 小型的Ubuntu core系统，内含Qt Embedded图形库
nanopi-air-eflasher-sd8g.img.zip eflasher系统固件，该系统具有烧写eMMC的功能
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
  • 将固件和烧写工具分别解压，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，选择你要烧写的系统固件，点击 Write 按钮烧写即可。
  • 烧写完成后，将制作好TF卡插入AIR，使用USB供电(5V/2A)，AIR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。

4.3.2 制作eflasher系统TF卡

  • eflasher系统是友善之臂基于Ubuntu-core定制的文件系统，它能将各种不同的系统快速的烧写到eMMC里。
  • 将固件nanopi-air-eflasher-sd8g.img.zip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 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AIR，使用USB供电(5V/2A)，AIR会上电自动开机，看到板上的蓝色LED闪烁，这说明eflasher系统已经开始启动了。

5 eflasher系统的使用

5.1 串口登录

  • 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AIR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M1的MicroUSB口进行供电：

PSU-ONECOM-AIR

  • 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 配置无线网络

将带有eflasher系统的TF卡接入运行Ubuntu的个人PC中，修改TF卡rootfs分区下的etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf文件如下: 

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
        ssid="YOUR-WIFI-ESSID"
        psk="YOUR-WIFI-PASSWORD"
}

注意: 请将YOUR-WIFI-ESSID和YOUR-WIFI-PASSWORD替换为真实的WiFi账号和密码。
将TF卡重新插入AIR后上电自动开机，看到蓝色LED闪烁后，稍等1分钟，就可以通过路由器查看到AIR的IP地址了。

5.3 SSH登录

AIR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AIR。假设通过路由器查看到AIR的IP地址为192.168.1.230，在PC机上执行以下命令登录AIR: 

ssh root@192.168.1.230

密码为fa。

5.4 烧写系统到eMMC

eflasher系统内默认已经包含了一个Ubuntu-Core系统，运行TF卡中的eflasher系统，登录终端后执行以下命令将Ubuntu-core烧写到eMMC中: 

flash_eMMC.sh -d /mnt/sdcard/Ubuntu-Core-qte/

该命令会将Ubuntu-Core烧写到eMMC，将WiFi的配置文件拷贝到eMMC的系统中，并扩展eMMC中系统的文件系统分区。 烧写成功后，可以看到下列信息: 

INFO: flash system to eMMC success

断电，将TF卡拔出，重新上电就能运行eMMC中的系统了。当AIR插入TF卡时，默认会优先从TF卡启动，只有当TF卡启动失败时，才会尝试用eMMC启动系统。

6 Ubuntu-Core系统的使用

6.1 查看CPU工作温度

获取当前CPU的温度、运行频率等信息： 

cpu_freq

6.2 连接DVP摄像头模块(CAM500B)

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。
NanoPi-AIR-cam500b
启动Debian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AIR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，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。

7 如何编译BSP

访问此处下载地址的sources目录，下载源码nanopi-H3-bsp。
使用7-Zip工具解压后得到两个目录：lichee和android，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。

7.1 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 u-boot-tools

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。
注：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。

7.2 打包系统组件

./gen_script.sh nanopi-air

该命令会将所有编译生成的可执行文件(包括U-boot、Linux内核)和系统配置文件拷贝到lichee/tools/pack/out/目录以便进行统一管理，并且会该目录下生成 script.bin文件。
script.bin是全志系列 CPU 的硬件板级配置文件，相关信息请查看script.bin。

下列命令可用于更新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。
uImage和内核模块均位于linux-3.4/output目录下，将uImage拷贝到TF卡的boot分区的根目录即可更新内核。

7.3 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

编译生成的可执行文件需打上全志系列CPU的硬件板级配置补丁后才能烧写到TF卡上运行，执行./build.sh pack能自动完成打补丁的操作。
如何手动为U-boot打补丁请查看H3_Manual_build_howto，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。

7.4 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uImage和内核模块均位于linux-3.4/output目录下，将uImage拷贝到TF卡的boot分区的根目录即可。

7.5 清理lichee源码

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

8 3D 打印外壳

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

9 资源链接

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