NanoPi 2 Fire/zh

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1 介绍

Overview
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  • NanoPi 2Fire(烈火版)是友善之臂团队推出的又一款完全开源创客神器，支持运行Debian, Android 5.1等系统，它依然保持和NanoPi 2一样大小的身材(75x40mm，仅有信用卡的三分之二大小)，移除了WiFi蓝牙模块，代以提供了千兆以太网接口，并采用了AXP228电源管理单元，可支持软件开关机，睡眠唤醒等功能。
  • NanoPi 2 Fire及系列或许是迄今最小的四核A9”树莓派”类板卡(没有之一), 尽管非常紧凑，却依然保持了相当丰富的接口，除了标准的HDMI, USB和千兆以太网口，还包兼容树莓派的IO口，可支持I2C电容屏的LCD接口，并行CMOS摄像头接口，和1路专用调试串口等。
  • 依托Debian/Android的强大生态系统，以及各式各样的扩展配件，NanoPi 2 Fire可以帮助用户轻松实现从创意到原型再到批量生产的交付，是怀有大想法的创客、梦想家、艺术家、业余爱好者和小规模创业团队的理想纵横平台。

2 资源特性

  • CPU: S5P4418, 运行主频1.4GHz
  • RAM: 1GB DDR3
  • 网络: 千兆以太网口 x1
  • USB 2.0 Type A x1
  • 调试串口 x1
  • microSD Slot x1
  • microUSB x1: 支持供电和数据传输
  • LCD接口: 0.5mm间距贴片FPC座，支持全彩LCD (RGB:8-8-8)
  • HDMI: 符合1.4a规范, Type-A连接器, 1080P60输出
  • DVP Camera接口：0.5mm间距竖直贴片FPC座，包含ITU-R BT 601/656 8-bit，I2C和IO
  • GPIO1: 2.54mm间距，40pin, 兼容RPi的GPIO，含UART, SPI, I2C, PWM, IO等管脚资源
  • 按键: 电源按键一个, 复位按键一个
  • LED: 电源LED一个, 系统指示LED一个
  • PCB 尺寸: 75 x 40mm
  • 供电: DC 5V/2A
  • 温度工作范围：零下30摄氏度到70摄氏度
  • 软件支持: 安卓, Debian, UbuntuCore+Qt

compact

3 接口布局和尺寸

3.1 接口布局

NanoPi 2 Fire接口布局
  • GPIO1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
  • 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
  4. GPIO1的定义与NanoPi2不完全相同, 已经在使用NanoPi2的老用户请仔细对照40 pins GPIO comparison table
  5. 更详细的信息请查看原理图：NanoPi2_Fire_1512B_Schematic.pdf

3.2 机械尺寸

NanoPi 2 Fire Dimensions

详细尺寸：NanoPi2_Fire_1512B_Dimensions(dxf).zip

4 快速入门

4.1 准备工作

要开启你的NanoPi 2 Fire新玩具，请先准备好以下硬件

  • NanoPi 2 Fire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 14.04 64位系统

4.2 经测试使用的TF卡

制作启动NanoPi 2 Fire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microSD卡

4.3.1 简易方法制作

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。

友善团队特意为Smart4418开发板提供了Android 5.1和Android 4.4。Android 4.4是专门为企业用户定制的系统，支持4G模块、Ethernet设置。


固件文件列表：
s5p4418-debian-sd4g-YYYYMMDD.img.zip Debian系统固件，自带X Window图形界面
s5p4418-debian-wifiap-sd4g-YYYYMMDD.img.zip Debian系统固件，功能同上，但WiFi默认设置为无线热点
s5p4418-kitkat-sd4g-YYYYMMDD.img.zip Android4.4系统固件 (支持4G LTE)
s5p4418-android-sd4g-YYYYMMDD.img.zip Android5.1系统固件
s5p4418-ubuntu-core-qte-sd4g-YYYYMMDD.img.zip 小型的Ubuntu core系统，内含Qt Embedded图形库
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 2 Fire 的 BOOT 卡槽，上电启动（注意，这里需要 5V/2A 的供电），你可以看到绿灯常亮，蓝灯闪烁，这时你已经成功启动 NanoPi 2 Fire。

4.3.2 在Linux Desktop下通过脚本制作

  • 1) 将microSD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_nanopi2.git
cd sd-fuse_nanopi2
  • 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 2 Fire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-s5p4418/nanopi2/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microSD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_nanopi2/tools目录下的fw_setenv工具来操作。
查看当前的Command Line： 

cd sd-fuse_nanopi2/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microSD卡插入NanoPi 2 Fire，连接HDMI，最后连接电源(5V 2A)，NanoPi 2 Fire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，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 2 Fire进行操作。

  • 以下是串口的接法，假如你已经拿到串口，则可直接串口供电，不需要再通过microUSB供电，接上串口，即可调试：

PSU-ONECOM01

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

4.6 通过VNC和ssh登录Debian

如果你是祼板运行系统（既没有连接LCD也没有连接HDMI），你可以使用手机或电脑到这里下载并安装一个名为VNC Viewer的软件，用VNC连接到NanoPi 2 Fire，默认密码为：fa123456 。
以下是在iPhone上用VNC登录NanoPi 2 Fire的画面：
VNC to NanoPi2
你也可以通过 ssh -l root 192.168.8.1 命令在终端上登录，默认的root用户密码是 fa 。

5 Debian系统的使用

5.1 连接有线网络

NanoPi 2 Fire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。

  • 1) 配置MAC地址

板子没有提供有效的Ethernet的MAC地址，系统在连接网络时会自动生成一个随机的MAC地址，您可以修改 /etc/network/interfaces.d/eth0 ，配置一个固定的MAC地址： 

vi /etc/network/interfaces.d/eth0

以下是配置文件的具体内容： 

auto eth0
allow-hotplug eth0
iface eth0 inet dhcp
hwaddress 76:92:d4:85:f3:0f

其中"hwaddress" 就是用来指定MAC地址，"76:92:d4:85:f3:0f"是一个随机生成的地址，为防止冲突导致网络问题，请修改为一个不同的且有效的地址。
需要注意的一点是，MAC地址必须符合IEEE的规则，请不要随意指定，否则会出现无法获取IP地址、无法上网等问题。 修改完配置文件并保存后，可重启板子或直接下列命令重启网络服务： 

systemctl restart networking

5.2 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。

6 如何编译系统

6.1 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
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)

6.2 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 s5p4418_nanopi2_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 2 Fire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 2 Fire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 2 Fire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：不建议直接使用dd来更新SD卡，否则有可能会导致无法正常启动。

6.3 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

6.4 编译Linux kernel

6.4.1 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

NanoPi2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 nanopi2_android_defconfig
touch .scmversion
make uImage
  • 编译Debian内核
make nanopi2_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 nanopi2_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

使用新生成的uImage替换掉SD卡boot分区下的uImage.hdmi即可获得HDMI 1080p输出。
如果要编译支持LCD显示的内核，则需要修改内核配置： 

touch .scmversion
make nanopi2_linux_defconfig
make menuconfig
  Device Drivers -->
    Graphics support -->
      Nexell Graphics -->
        [*] LCD
        [ ] HDMI
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。

6.4.2 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/s5p4418/android
./vendor/friendly-arm/build/common/build-modules.sh

其中 “/opt/FriendlyARM/s5p4418/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。

6.5 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 14.04，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(Android5.1)

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 nanopi2-lollipop-mr1
repo sync

其中“android”是指工作目录。

如果需要使用Android4.4源码的，则执行以下步骤 

mkdir android && cd android
repo init -u https://github.com/friendlyarm/android_manifest.git -b nanopi2-kitkat
repo sync

通过 -b 指定不同的分支即可

  • 编译系统
source build/envsetup.sh
lunch aosp_nanopi2-userdebug
make -j8

编译成功完成后，目录 out/target/product/nanopi2/ 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_nanopi2/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。

7 扩展连接

7.1 连接USB(FA-CAM202)200万摄像头模块

  • NanoPi 2 Fire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

7.2 连接CMOS 500万摄像头模块

CAM500A 500万摄像头模块的详情请查看[2]

  • 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和录制视频。

CMOS camera01

  • 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

7.3 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 2 Fire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 2 Fire用C++使用的OpenCV：

  • 首先需要保证你的NanoPi 2 Fire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 2 Fire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 2 Fire上连接键盘后执行： 

./demo

你便可以看到opencv已经用起来，如图：
OpenCV-Fire01

7.4 连接USB WiFi

  • 点击此处,内核编译链接[3]

7.5 NanoPi 2 Fire使用SPI通讯设备

  • 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320*240，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。

Matrix-2'8_SPI_Key_TFT SPI通讯模块的详情请查看点击查看
参考下图连接模块Matrix-2'8_SPI_Key_TFT和NanoPi 2：
Matrix-2'8_SPI_Key_TFT_nanopi2

连接说明：

Matrix-2'8_SPI_Key_TFT NanoPi 2
GND Pin6
5V Pin2
LED_EN Pin11
LCD_RESET Pin7
LCD_D/C Pin22
LCD_CS Pin24
SPICLK Pin23
SPIMOSI Pin19
SPIMISO Pin21
T_CS Pin26
T_IRQ Pin18

7.6 串口扩展GPS模块

  • Matrix-GPS是一款体积小巧，性能优越的GPS定位模块，适用于导航仪、四轴飞行器定位等应用场景。
  • Matrix-GPS模块采用串口通讯，NanoPi 2 Fire上电进入系统后，在终端命令行执行以下命令，或者点击图标“xgps”，即可进行搜星定位功能。
$su - fa -c "DISPLAY=:0 xgps 127.0.0.1:9999"
  • 或者，在debian界面上打开终端 LXTerminal ，输入 xgps 回车也可以打开GPS功能。

串口扩展模块的详情请查看点击查看
参考下图连接模块Matrix-GPS和NanoPi 2 Fire：
GPS_NanoPi_2_Fire

连接说明：

Matrix-GPS NanoPi 2 Fire
RXD Pin8
TXD Pin10
5V Pin4
GND Pin6

7.7 NanoPi 2 Fire使用I2C通讯设备

  • Matrix - I2C LCD1602 Keypad由液晶显示屏模块LCD1602和IIC扩展模块MCP23017构成，同时集成5个可独立编程按键，使用这些按键可以控制接在板子上的外设模块或者控制LCD显示的字符。
  • Matrix - I2C LCD1602 Keypad使用I2C通讯，达到节约IO资源和简化控制的目的。通过此模块，可更清楚的了解NanoPi 2 Fire使用I2C设备如何通讯。

Matrix - I2C LCD1602 Keypad IIC通讯模块的详情请查看点击查看
参考下图连接模块Matrix-I2C_LCD1602_Keypad和NanoPi 2 Fire：
matrix-i2c_lcd1602_keypad_nanopi

连接说明：

Matrix-I2C_LCD1602_Keypad NanoPi 2 Fire
SDA Pin3
SCL Pin5
5V Pin4
GND Pin6


8 在Android下访问硬件资源

友善电子开发了一个名为libfriendlyarm-hardware.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：

9 更多OS

9.1 Ubuntu-Core with Qt-Embedded

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)
  • 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。

9.2 Ubuntu-Mate

Ubuntu-Mate基于Ubuntu系统，使用的桌面环境是Mate-desktop，界面简洁易用，需配合LCD或者HDMI使用，可通过ssh登录。
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。

  • 访问此处下载地址下载系统固件。
  • 将固件解压后，在Windows下使用友善官方提供 win32diskimager 工具烧写Ubuntu-Mate即可。
  • 烧写完成后，将SD卡插入NanoPi 2 Fire，上电即可体验Ubuntu-Mate。
  • 登录账号：root或fa ; 登录密码：fa

9.3 Kali

  • 首先访问此处[4]的下载地址下载需要的固件文件;
  • 准备大于8G的高速microSD卡(建议使用友善官方测试过的SD卡),并插入linux主机，通过命令sudo fdisk -l 查看该sd卡是哪个设备即/dev/sd*。
  • 下载后把文件写到卡里，使用超级用户权限执行下列命令：
xzcat kali-2.0-nanopi2.img.xz | dd of=<YOURDEVICE> bs=1m
  • 烧写完成，将卡插入设备，上电即可开始体验Kali操作系统。
  • 登录账号：root ; 登录密码：toor

说明：此文件系统是由Kali官方制作，我们仅提供下载链接供爱好者使用，不对此做技术支持。

9.4 Android-Remixos

首先访问[5]下载固件;
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。

  • 用文件，解压得到镜像文件：
tar -xf nanopi2-android-remixos-sd4g.tar
  • 将固件解压后，在Windows下使用友善官方提供 win32diskimager 工具烧写Android-Remixos即可。

该系统支持HDMI输出，LCD显示，并且同时支持友善出品的所有4418系列开发板。

10 FAQ

  • 常见问题
拿到NanoPi 2 Fire板子后，到哪里下载文件？ NanoPi 2 Fire有完整的维基教程，如何下载维基有更详细描述。
板子上电之后，蓝色灯不亮？ 1、板子供电不足，NanoPi 2 Fire供电必须使用5V/2A的电源(强烈建议使用官方出的UBS线供电)；

2、 使用的启动卡不是高速卡，建议使用Class10或以上的 8GB SDHC卡;
3、重新使用官方最新固件做一张启动的SD卡;
4、联系原厂技术支持排除问题。

上电后板子蓝灯亮，不闪烁？ 1、板子供电不足，NanoPi 2 Fire供电必须使用5V/2A的电源（强烈建议使用官方出的UBS线供电）；

2、 使用的启动卡不是高速卡，建议使用Class10或以上的 8GB SDHC卡。
3、重新使用官方最新固件做一张启动的SD卡。

板子不接屏时蓝灯闪烁，通过串口能看到正常启动，接了屏之后屏没有显示或者一直重启无法进入操作界面？ 1、板子供电不足，NanoPi 2 Fire供电必须使用5V/2A的电源（强烈建议使用官方出的UBS线供电）；

2、检查屏的排线是否接好，检查排线的是否折坏了；
3、如果有串口，建议通过串口线查看能否识别到屏的型号。

板子蓝灯闪烁，通过串口看到板子能看到正常启动，接带HDMI的电脑显示屏无法显示？ 1、建议使用原生的HDMI转DVI线；

2、推荐使用HDMI接口的电视或显示器。

烧写Debian系统连接HDMI后，播放视频没声音？ Debian系统接HDMI播放视频暂时没有声音，缺省没安装声音部分的安装包。
烧写Android系统连接HDMI，无法通过系统调声音？ Android系统暂时还不支持调节音量，可通过遥控器调节HDMI的音量。
NanoPi 2 Fire维基链接打不开？ 由于维基服务器搭在国外，打不开的情况一般是你的网络被防火墙过滤掉了，建议改一下PC机的DNS再打开。
NanoPi 2 Fire源码下载时间太长？ 由于github服务器搭在国外，第一次下载时间会比较长，之后再次下载需要的时间就比较短了。

11 3D 打印外壳

NanoPi 2 Fire 3D printed housing
3D打印外壳下载链接

12 源代码和固件下载链接

  • 烧写固件下载链接：[6]
  • 源代码下载链接：[7]

13 资源链接

13.1 手册原理图及开发资料

13.2 创客秘籍及教程

14 更新日志

14.1 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:[8]
4) 修正S430屏在Android4.4下的闪退问题

14.2 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

14.3 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

14.4 2016-09-02

1) Debian 和 Ubuntu Core集成了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NanoPi2, NanoPi 2 Fire, NanoPi-M2, NanoPC-T2, Smart4418

14.5 2016-08-20

1) 推出Android4.4固件（s5p4418-kitkat-sd4g-20160803.img.zip） 和源码，Android4.4是专门为企业用户定制，并且支持4G通讯模块，即插即用;
2) 推出一键烧写系统的固件s5p4418-eflasher-sd8g-xxx-full.img，直接下载固件回来使用LCD即可一键烧写系统;
本次更新适用于NanoPi2, NanoPi 2 Fire, NanoPi-M2, NanoPC-T2, Smart4418

14.6 2016-07-01

1) 修复了Ubuntu Core下USB Wi-Fi无法加载固件的问题;
2) 更新了Bootloader，支持使用dd命令直接将RAW image写入eMMC并能正常启动;
3) 内核bug修正及提高稳定性;
本次更新适用于NanoPi2, NanoPi 2 Fire, NanoPi-M2, NanoPC-T2, Smart4418

14.7 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-hardware.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 NanoPi2/NanoPi M2/NanoPi2 Fire/NanoPC-T2 上，串口对应的设备名称如下：
UART2 -> 未驱动
UART3 -> /dev/ttyAMA2
UART4 -> /dev/ttyAMA3
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NanoPi2, NanoPi 2 Fire, NanoPi-M2, NanoPC-T2, Smart4418

14.8 2016-04-19

1)增加Debian/Ubuntu第一次开机时自动扩展分区和根文件系统，第一次启动时间会稍长
2) 改善非正常关机/重启导致的根文件系统问题;
3) Debian/Ubuntu Core集成原厂开源硬解播放器NxPlayerConsole，须连LCD使用。(原厂库没有源代码)
4) Ubuntu Core集成了OpenGL的测试程序gltest1, 完全开源
5)Debian/Ubuntu Core增加了USB Wi-Fi - rtl8187的支持;
6) Debian/Ubuntu Core系统的USB摄像头的设备修改为 /dev/video0，方便opencv
7) 用wpa_supplicant代替wicd来管理无线网络，使得Console下和X下的网络配置接口上保持一致
本次更新适用于NanoPi2, NanoPi 2 Fire, NanoPi-M2, NanoPC-T2, Smart4418


14.9 2016-04-01

  • Debian:

1) Debian增加了常用USB Wi-Fi和USB串口的支持;
2) 修正了带声卡的板音频输出切换的问题；
3) 优化内核，改进稳定性;
4) 增加LVDS接口的支持(缺省未启用);

  • Ubuntu core with Qt-Embedded系统

新增系统：Ubuntu Core with Qt-Embedded，这是一个没有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：
1) 支持电容和电阻触摸屏 （型号：S700, X710, S70)
2) 支持WiFi连接
3) 支持以太网连接
4) 支持蓝牙，已预装bluez等相关软件包
5) 支持音频播放
详细可参考WiKi页面：http://wiki.friendlyarm.com/wiki/index.php/Ubuntu_Core_with_Qt-Embedded/zh


14.10 2016-02-29

  • Kernel:

1) 增加了基于CPU ECID生成以太网MAC地址;
2) 修复了framebuffer console刷新不及时的问题;
3) 优化内核提升了系统运行的稳定性;
4) 修复了PWM LED的一个bug，基于PWM LED增加了呼吸灯效果的trigger;

  • Debian:

1) 修复了hostname异常的bug;
2) 缺省启用framebuffer console, 可在LCD/HDMI看到启动信息;
3) 集成了设置uboot环境变量的工具fw_printenv;

  • Android:

ROM缺省启用了ffmpeg, 可支持更多的视频格式.

14.11 2015-12-01

  • 推出新的Android 5.1.1_r6，源代码已推送到 https://github.com/friendlyarm 。
  • 4.2.1 简易方法制作： 新的固件已支持LCD检测，因此原来分别支持LCD和HDMI的固件已合并为一个固件。
  • 4.3 在电脑上修改SD卡上的系统： 部分内容只适应于旧版本固件，标记为删除状态。
  • 6 如何编译系统： 编译时源代码分支更新为 nanopi2-lollipop-mr1。
  • 6.4.2 编译内核模块： 增加了如何编译支持LCD显示的启动Debian的uImage。
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