Difference between revisions of "NanoPi NEO2"

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|7    || GPIOG11    || 203 ||8    || UART1_TX / GPIOG6 || 198
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|9    || GND        ||    ||10    || UART1_RX / GPIOG7 || 199   
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|11  || UART2_TX / GPIOA0  || 0      ||12    || GPIOA6 || 6
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|13  || UART2_RTS / GPIOA2 || 2      ||14    || GND ||  
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|15  || UART2_CTS / GPIOA3 || 3      ||16    || UART1_RTS / GPIOG8 || 200
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|17  || SYS_3.3V        ||        ||18    || UART1_CTS / GPIOG9 || 201
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|19  || SPI0_MOSI / GPIOC0 || 64    ||20    || GND              ||
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|21  || SPI0_MISO / GPIOC1 || 65    ||22    || UART2_RX / GPIOA1  || 1
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|23  || SPI0_CLK / GPIOC2 || 66    ||24    || SPI0_CS / GPIOC3  || 67
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| 8  || PCM0_SYNC / I2S0_LRC  ||  I2S / PCM Sample Rate Clock/Sync
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Revision as of 10:34, 16 May 2017

English

1 介绍

概览
正面
背面
  • NanoPI NEO2是友善之臂团队推出的全新一代超小型ARM计算机，它采用全志64位四核A53处理器H5, 内置六核Mail450 GPU, 集成512M DDR3内存，可支持运行Ubuntu Core，Armbian等嵌入式操作系统。NEO2依然小巧精致，尺寸如一，并且和第一代NEO接口兼容。
  • 更为惊人的是，在极其有限的空间里，NEO2采用了千兆以太网接口，并带有1个标准USB接口，因此非常适合对体积要求高，数据传输量大，数据传输速度快，和更高计算性能的物联网应用；它也是创客、高端极客们发挥创意的绝佳选择。

2 资源特性

  • CPU: Allwinner H5, Quad-core 64-bit high-performance Cortex A53
  • DDR3 RAM: 512MB
  • 网络：10/100/1000M 以太网口, 采用RTL8211E-VB-CG网络传输芯片
  • USB Host: 3路，其中1路为标准A型口，另外2路位于GPIO2
  • MicroSD Slot:1个, 支持启动和存储系统
  • 指示灯: 2个, 分别用于电源, 和系统状态(蓝色)
  • GPIO1: 24pin, 2.54mm间距双排针,兼容树莓派GPIO之管脚1-24， 含UART, SPI, I2C, IO等管脚资源
  • GPIO2: 12pin, 2.54mm间距双排针, 含USB, 红外接收, I2S, IO等管脚资源
  • 调试串口: 4Pin, 2.54mm间距单排针
  • 音频输入和输出: 5Pin, 2.0mm间距单排针
  • PCB Size: 40 x 40mm
  • MicroUSB: 供电(5V/2A)，并具备OTG功能
  • OS/Software: u-boot,Ubuntu Core
  • Weight: 13g(WITHOUT Pin-headers)

3 接口布局和尺寸

3.1 接口布局

NanoPi NEO2接口布局
pinout
  • GPIO管脚定义
Pin# Name Linux gpio Pin# Name Linux gpio
1 SYS_3.3V 2 VDD_5V
3 I2C0_SDA/GPIOA12 12 4 VDD_5V
5 I2C0_SCL/GPIOA11 11 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
  • USB/Audio/IR 定义
NanoPi-NEO2
Pin# Name Description
1 VDD_5V 5V Power Out
2 USB-DP1 USB1 DP Signal
3 USB-DM1 USB1 DM Signal
4 USB-DP2 USB2 DP Signal
5 USB-DM2 USB2 DM Signal
6 GPIOL11/IR-RX GPIOL11 or IR Receive
7 SPDIF-OUT/GPIOA17 GPIOA17 or SPDIF-OUT
8 PCM0_SYNC/I2S0_LRC I2S/PCM Sample Rate Clock/Sync
9 PCM0_CLK/I2S0_BCK I2S/PCM Sample Rate Clock
10 PCM0_DOUT/I2S0_SDOUT I2S/PCM Serial Data Output
11 PCM0_DIN/I2S0_SDIN I2S/PCM Serial Data Input
12 GND 0V
  • Audio
Pin# Name Description
1 MICIN1P Microphone Positive Input
2 MICIN1N Microphone Negative Input
3 LINEOUTR LINE-OUT Right Channel Output
4 GND 0V
5 LINEOUTL LINE-OUT Left Channel Output
  • Debug Port（UART0）
DBG_UART
Pin# Name
1 GND
2 VDD_5V
3 UART_TXD0/GPIOA4
4 UART_RXD0/GPIOA5/PWM0
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_NEO2-1701-Schematic.pdf

3.2 机械尺寸

NanoPi-NEO2-1701-dimensions.png

详细尺寸：pcb的dxf文件

4 快速入门

4.1 准备工作

要开启你的NanoPi NEO2新玩具，请先准备好以下硬件

  • NanoPi NEO2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 NEO2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 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-neo2-ubuntu-core-qte-sd4g.img.zip Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统固件
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 制作Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统TF卡

将固件nanopi-neo2-ubuntu-core-qte-sd4g.img.zip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 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NanoPi NEO2，使用USB供电(5V/2A)， NanoPi NEO2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。

5 Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统的使用

5.1 运行Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统

  • 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NanoPi NEO2进行操作。以下是串口配件的接法，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NEO2的MicroUSB口进行供电：

PSU-ONECOM-NEO2
也可以使用USB转串口模块调试，请注意需要使用5V/2A电源从NanoPi NEO2的MicroUSB口给NEO2供电：
USB2UART-NEO2

  • Ubuntu-Core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

5.2 使用npi-config配置系统

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，在命令行执行以下命令即可进入: 

sudo npi-config

npi-config的显示界面如下所示：
npi-config


5.3 连接有线网络

NanoPi NEO2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。 手动获取IP地址 

dhclient eth0

5.4 SSH登录

NEO2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NEO2。假设通过路由器查看到NEO2的IP地址为192.168.1.230，你可以在PC机上执行如下命令登录NEO2: 

ssh root@192.168.1.230

密码为fa。

5.5 扩展TF卡文件系统

第一次启动系统时，系统会自动扩展文件系统分区，请耐心等待，TF卡的容量越大，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 连接USB WiFi

系统默认已经支持市面上众多常见的USB WiFi，想知道你的USB WiFi是否可用只需将其接在NEO2上即可，已测试过的USB WiFi型号如下：

序号 型号
1 RTL8188CUS 802.11n WLAN Adapter
2 RT2070 Wireless Adapter
3 RT2870/RT3070 Wireless Adapter
4 RTL8192CU Wireless Adapter
5 NetGear, Inc. WG111v3 54 Mbps Wireless [realtek RTL8187B]

NanoPi NEO2 上电启动并插入上USB WiFi后，通过串口登录到系统，敲入以下命令可以查看到系统是否识别到USB WiFi，如果出现“wlan0”，则证明USB WiFi已被识别到： 

sudo ifconfig -a

用vi打开文件 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf: 

sudo vi /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: 

$ sudo ifdown wlan0
$ sudo 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: 

$ sudo 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。

5.7 连接USB摄像头模块(FA-CAM202)使用

USB camera
FA-CAM202是一款200万像素的USB摄像头模块，参考维基Matrix - USB_Camera(FA-CAM202) 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/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NEO2的IP地址为192.168.1.123，在PC的浏览器中输入 192.168.1.123:8080 就能浏览摄像头采集的画面了，效果如下:
mjpg-streamer-cam500a

5.8 播放和录制音频

NEO2只提供了音频硬件接口(2.0mm 5pin 排针)，引脚的定义如下:

Pin# Name Description
1 MICIN1P Microphone Positive Input
2 MICIN1N Microphone Negative Input
3 LINEOUTR LINE-OUT Right Channel Output
4 GND 地
5 LINEOUTL LINE-OUT Left Channel Output

用户需自行转接音频设备，参考下图:
耳麦标注
只有在已外接音频设备的前提下，才可以进行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: audiocodec [audiocodec], device 0: SUNXI-CODEC sun50iw2codec-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

播放音频： 

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

录制音频： 

$ arecord -f cd -d 5 test.wav


6 如何编译Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统

6.1 准备工作

访问此处下载地址的sources/nanopi-h5-bsp目录，下载所有压缩文件，使用7-Zip工具解压后得到lichee目录，如下： 

ls ./
lichee

也可以从github上克隆lichee源码： 

git clone https://github.com/friendlyarm/h5_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。

6.2 安装交叉编译器

访问此处下载地址的toolchain目录，下载压缩包gcc-linaro-arm-4.6.3.tar.xz和gcc-linaro-aarch64.tar.xz。
其中gcc-linaro-arm-4.6.3.tar.xz用于编译U-boot，gcc-linaro-aarch64.tar.xz用于编译Linux内核。下载完成后，将它们拷贝到源码lichee/brandy/toochain/目录下即可。 后面编译U-boot或者Linux内核时，编译脚本会自动解压并使用这两个编译器进行编译。

6.3 编译lichee源码

编译全志 H5 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

编译lichee源码包，执行命令： 

cd lichee/fa_tools
./build.sh -b nanopi-neo2 -p linux -t all

该命令会一次性编译好U-boot、Linux内核和模块。
lichee目录里内置了交叉编译器，当进行源码编译时，会自动使用该内置的编译器，所以无需手动安装编译器。

下列命令可以更新TF卡上的U-boot： 

cd lichee/fa_tools/
./fuse.sh -d /dev/sdx -p linux -t u-boot

/dev/sdx请替换为实际的TF卡设备文件名。
内核boot.img和驱动模块均位于linux-3.10/output目录下，将boot.img拷贝到TF卡的boot分区的根目录即可更新内核。

6.4 编译U-boot

如果你想单独编译U-boot，可以执行命令： 

cd lichee/fa_tools/
./build.sh -b nanopi-neo2 -p linux -t u-boot

6.5 编译Linux内核

如果你想单独编译Linux内核，可以执行命令： 

cd lichee/fa_tools/
./build.sh -b nanopi-neo2 -p linux -t kernel

编译完成后内核boot.img和驱动模块均位于linux-3.10/output目录下，将boot.img拷贝到TF卡的boot分区的根目录即可。

6.6 清理lichee源码

cd lichee/fa_tools/
./build.sh -b nanopi-neo2 -p linux -t clean

7 使用主线U-boot和Linux内核(64位)

NanoPi NEO2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的方法，请参考维基：Mainline U-boot & Linux

8 使用NEO2扩展配件及编程示例

8.1 使用1-bay NAS Dock DIY自已的NAS服务器

1-bay NAS Dock是一个用于搭建迷你、小巧的桌上型NAS（Network Attached Storage：网络附属存储）设备的扩展底板，它采用了高速稳定的专业级USB 3.0 to SATA转换芯片(JSM568), 可直接安装使用2.5寸小硬盘，并采用TI公司DC-DC芯片实现稳定可靠的12V-5V电源转换，支持板载RTC时钟备份电池；我们还基于最新主线内核Linux-4.11和Debian-Jessie 为其移植了开源NAS软件系统OpenMediaVault，另外配上我们专门为其定制的精致喷砂金属铝外壳，就能够快速的搭建属于你的专用数据存储服务器，详见：1-bay_NAS_Dock
步骤(4)

8.2 使用Python编程操作NanoHat OLED扩展板

NanoHat OLED是一款精致小巧的单色OLED显示屏，带3个按键，我们不仅提供了源代码级驱动，而且为您展现了一个简单实用的Shell界面, 通过它你可以查看系统时间，系统运行状态，以及关机等操作；你还可以下载所有源代码自行修改编译，设计自己喜欢的界面； 配上我们专门为其定制的全金属铝外壳，相信你一定会爱不释手！详见：NanoHat OLED
NanoHat OLED_nanopi_NEO

8.3 使用Python编程控制NanoHat Motor 电机驱动模块

该模块可驱动四个5V PWM舵机模块和四个12V直流电机或者两个12V四线步进电机，详见：NanoHat Motor
NanoHat Motor_nanopi_NEO

8.4 使用NanoHat PCM5102A 数字音频解码模块

NanoHat PCM5102A采用了TI公司专业的立体声DAC音频芯片PCM5102A，为您提供数字音频信号完美还原的音乐盛宴, 详见：NanoHat PCM5102A
Matrix - NanoHat PCM5102A_nanopi_NEO

8.5 完全兼容的Arduino的UNO Dock扩展板

UNO Dock本身就是一个Arduino UNO，你可以使用Arduino IDE开发下载运行所有Arduino工程项目；它还是NanoPi NEO2的扩展坞，不仅为其提供稳定可靠的电源输入，还可以使用Python编程控制Arduino配件，借助强大的Ubuntu生态系统，快速把你的Arduino项目送上云端，详见：UNO Dock for NanoPi NEO v1.0
Matrix-UNO_Dock_NEO

8.6 Power Dock 高效的电源转换模块

Power Dock for NanoPi NEO是一个高效的电源转换模块，能为用电设备提供稳定可靠的供电, 详见：Power Dock for NanoPi NEO
Power Dock for NanoPi NEO_nanopi_NEO

8.7 NanoHat Proto 可堆叠的面包板模块

NanoHat Proto是一个功能高度自由的模块, 板载EEPROM，详见：NanoHat Proto
Matrix - NanoHat Proto_nanopi_NEO

9 3D 打印外壳

frameless

下载文件

10 资源链接

10.1 手册原理图等开发资料

11 更新日志

11.1 2017-04-28

  • 添加使用主线U-boot和Linux的章节；

11.2 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;

11.3 2017-03-30

  • Ubuntu-Core系统从15.10版本升级到16.04版本；
  • Ubuntu-Core系统支持录制和播放音频；
  • Ubuntu-Core系统修改了登录界面，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；
  • Ubuntu-Core系统添加npi-config工具；
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