NanoPi K2/zh

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English

1 介绍

NanoPi K2-1.jpg
NanoPi K2-2.jpg
NanoPi K2-3.jpg
  • NanoPi K2采用了Amlogic公司64位四核A53主控S905, 内置五核Mali450 GPU, 最高运行主频可达2GHz,支持众多视频格式,具备超强的视频解码能力。
  • NanoPi K2配备2GB DDR3内存,集成WiFi蓝牙,带有千兆以太网,USB,HDMI,红外遥控等接口,支持TF卡启动运行系统,并可扩展eMMC模块,尺寸与树莓派3相同,接口与之兼容,可运行Android, Ubuntu, 等嵌入式操作系统。
  • 需要特别说明的是,NanoPi K2支持动态电压调频(DVFS),无需散热装置即可长时间稳定流畅播放高清视频。它非常适合客制化高清播放广告机,网络高清机顶盒等方面的应用,以及创客,爱好者们DIY制作家庭娱乐设备, 多媒体服务器,高速并行计算机等装置。

2 资源特性

  • CPU: Amlogic S905, Quad-core ARM Cortex-A53@1.5GHz, DVFS
  • GPU: Penta-core ARM Mali™-450
  • RAM: 2GB DDR3
  • 以太网: 10/100/1000M (RTL8211F)
  • 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, 同时提供IPX接口
  • 红外:板载红外接收模块
  • 音频:Via HDMI/蓝牙
  • eMMC: 板载eMMC模块接口
  • I2S:板载I2S接口, 7Pin, 2.54mm排针
  • SD: microSD卡槽一个
  • USB Host: 4 x USB 2.0 Host, 标准A型接口
  • Micro USB: 1 x USB 2.0, 有OTG功能, 可作为电源输入和数据传输
  • HDMI: HDMI 2.0, Type-A型口, 支持4K显示
  • GPIO扩展接口: 40 Pin,2.54mm排针, 包含I2C, ADC, GPIO, UART, PWM, SPDIF, CVBS等
  • 调试串口:4Pin,2.5mm单排针
  • 按键:电源按键一个
  • LED:电源指示灯一个, 系统状态指示灯一个
  • 电源接口:DC电源接口, microUSB接口
  • PCB Size:56x85mm,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

File:NanoPC-K2-IF-001.png
NanoPi-K2接口布局
  • GPIO管脚定义
Pin# Name Pin# Name
1 SYS_3.3V 2 VDD_5V
3 GPIODV_24/I2C_SDA_A 4 VDD_5V
5 GPIODV_25/I2C_SCK_A 6 GND
7 GPIOY_0 8 GPIOY_13/UART_TX_C
9 DGND 10 GPIOY_13/UART_RX_C
11 GPIOY_1 12 GPIOY_16/PWM_A
13 GPIOY_2 14 GND
15 GPIOY_3 16 GPIOY_15/PWM_F
17 SYS_3.3V 18 GPIOY_4
19 GPIOY_5 20 GND
21 GPIOY_7 22 GPIOY_6
23 GPIOY_9 24 GPIOY_8
25 DGND 26 GPIOY_10
27 GPIODV_26/I2C_SDA_B 28 GPIODV_27/I2C_SCK_B
29 GPIOY_11/SPDIF_IN 30 GND
31 GPIOAO_5 32 GPIOY_12/SPDIF_OUT
33 GPIOH_3 34 GND
35 GPIOCLK_1 36 CVBS
37 AIN1 38 1.8V Vref Out
39 GND 40 AIN0
  • 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_AO_A
4 UART_RX_AO_A
  • 7Pin I2S接口定义
Pin# Name
1 GND
2 SYS_3.3V
3 I2S_SCLK
4 I2S_LRCLK
5 I2S_DATA_OUT
6 I2S_DATA_IN
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:NanoPi-K2-1701-Schematic.pdf

3.2 机械尺寸

NanoPi K2 Dimensions

详细尺寸:NanoPi-K2-1701-dxf.zip

4 快速入门

4.1 准备工作

启动NanoPi K2前,请先准备好以下硬件

  • NanoPi K2主板
  • TF卡: Class10或以上的 8GB SDHC卡
  • 一个DC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 14.04 64位系统

4.2 经测试使用的TF卡

制作启动NanoPi K2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 K2

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。
固件文件列表:
s905-android-sd4g-YYYYMMDD.img.zip Android5.1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 K2 的 BOOT 卡槽,上电启动(注意,这里需要 5V/2A 的供电),你可以看到红灯以及蓝灯长亮,这时你已经成功启动 NanoPi K2。

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_amlogic.git
cd sd-fuse_amlogic
  • 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。

4.3.3 NanoPi K2 扩展TF卡分区

  • 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 unit MB print
sudo resize2fs -f /dev/sdx4

(注:/dev/sdx请替换为实际的SD卡设备文件名)

4.3.4 关于HDMI分辨率

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。

4.4 运行Android

  • 将制作好SD卡插入NanoPi K2,连接HDMI,最后接电源,NanoPi K2会从SD卡启动。你可以看到板上PWR灯以及蓝灯常亮,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。

NanoPi K2 Android

  • 如同所有PC, 正确的关机对NanoPi K2而言很重要,否则可能会损坏安装在MicroSD卡中的系统文件,导致下次无法顺利启动运行,如要关机,直接按PWR按键即可。

5 如何编译系统

5.1 安装ARMv7交叉编译器

编译U-Boot需要ARMv7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)

5.2 安装AArch64交叉编译器

编译U-Boot和Linux需要AArch64的交叉编译器,可使用linaro toolchain:

wget http://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/4.9-2017.01/aarch64-linux-gnu/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz
tar xf gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz
export PATH=~/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin:$PATH

可以修改 ~/.bashrc 将编译器的路径加入到PATH中。

5.3 编译U-Boot

下载U-Boot源代码并编译,注意分支是nanopi-k2-v2015.01:

git clone https://github.com/friendlyarm/uboot.git
cd uboot
git checkout nanopi-k2-v2015.01
make nanopi-k2_defconfig
make

编译成功结束后您将获得fip/gxb/u-boot.bin,可使用以下命令直接更新SD卡:

sudo ./fusing.sh /dev/sdc

您也可以通过fastboot来更新正在运行的NanoPi K2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 K2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 usb 回车,进入 fastboot 模式;
4) 用microUSB线连接NanoPi K2和电脑,在电脑上输入以下命令烧写u-boot.bin:

fastboot flash bootloader fip/gxb/u-boot.bin