NanoPi Duo2/zh

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Contents

1 介绍

概览
正面
背面
  • NanoPi Duo2(以下简称Duo2)是友善之臂团队开发的一款双列直插超小型创客神器,尺寸只有55x25.4mm。它采用全志四核A7处理器H3, 配备256M/512M DDR3内存,板载WiFi 蓝牙模块,并提供OV5640摄像头接口,可运行完整的Ubuntu Core等嵌入式Linux系统。
  • NanoPi Duo2小巧精致,接口丰富,可采用MicroUSB直接供电,支持Micro SD卡直接启动运行系统,并可直接插入面包板使用。它引出了USB, SPI, UART, I2C, PWM, IR,音频输入与输出,百兆以太网等接口管脚,非常方便调试开发。
  • NanoPi Duo2可支持使用WiringNP, Python等编程库, 完全开源, 非常适合轻量级IoT应用开发。
  • 推荐搭配NanoPi Duo2 IoT-Box底板使用,NanoPi Duo2 IoT-Box底板详细介绍请参考NanoPi Duo2 IoT-Box底板介绍

2 资源特性

  • CPU: Allwinner H3, Quad-core Cortex-A7 Up to 1.2GHz
  • DDR3 RAM: 512M
  • Connectivity: 10/100M Ethernet
  • WiFi: 802.11b/g/n
  • Bluetooth: Bluetooth V4.0 of 1, 2 and 3 Mbps.
  • Camera: OV5640
  • Key: GPIO Key
  • USB Host: 2.54mm pin x2, exposed in 2.54mm pitch pin header
  • MicroSD Slot x 1
  • MicroUSB: OTG and power input
  • Debug Serial Interface: exposed in 2.54mm pitch pin header
  • Audio input/output Interface: exposed in 2.54mm pitch pin header
  • GPIO1: 2.54mm spacing 16pin. It includes UART, SPI, I2C, Audio etc
  • GPIO2: 2.54mm spacing 16pin. It includes USB,10/100M Ethernet, IO etc
  • PCB Dimension: 25.4 x 55mm
  • Power Supply: DC 5V/2A
  • Temperature measuring range: -20℃ to 70℃
  • OS/Software: U-boot,Linux-4.14 / Linux-3.4, Ubuntu 16.04.2 LTS (Xenial)
  • Weight: xxg(With Pin-headers)

3 接口布局和尺寸

3.1 接口布局

NanoPi Duo2接口布局
pinout
  • GPIO管脚定义
Pin# GPIO1 Name Linux gpio Pin# GPIO2 Name Linux gpio
1 5V VDD_5V 2 RXD DEBUG_RX(UART_RXD0)/GPIOA5/PWM0 5
3 5V VDD_5V 4 TXD DEBUG_TX(UART_TXD0)/GPIOA4 4
5 3V3 SYS_3.3V 6 GND GND
7 GND GND 8 SCL I2C0_SCL/GPIOA11 11
9 IRRX GPIOL11/IR-RX 363 10 SDA I2C0_SDA/GPIOA12 12
11 PG11 GPIOG11 203 12 CS UART3_TX/SPI1_CS/GPIOA13 13
13 DM3 USB-DM3 14 CLK UART3_RX/SPI1_CLK/GPIOA14 14
15 DP3 USB-DP3 16 MISO UART3_CTS/SPI1_MISO/GPIOA16 16
17 DM2 USB-DM2 18 MOSI UART3_RTS/SPI1_MOSI/GPIOA15 15
19 DP2 USB-DP2 20 RX1 UART1_RX/GPIOG7 199
21 RD- EPHY-RXN 22 TX1 UART1_TX/GPIOG6 198
23 RD+ EPHY-RXP 24 CVBS CVBS
25 TD- EPHY-TXN 26 LL LINEOUT_L
27 TD+ EPHY-TXP 28 LR LINEOUT_R
29 LNK EPHY-LED-LINK 30 MP MIC_P
31 SPD EPHY-LED-SPD 32 MN MIC_N
  • Camera(OV5640)接口定义
Pin# Name
1 NC1
2 AGND
3 SIO-D
4 AVDD
5 SIO-C
6 RESER
7 VSYNC
8 PWDN
9 HREF
10 DVDD
11 DOVDD
12 Y9/MDP1
13 XCLK
14 Y8/MDN1
15 DGND
16 Y7/MCP
17 PCLK
18 Y6/MCN
19 Y2
20 Y5/MDP0
21 Y3
22 Y4/MDN0
23 AF-VDD
24 NC2
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:4.7~5.5V
  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 Duo2原理图

3.2 机械尺寸

NanoPi-Duo2-V1.0 1807-dimensions.png

详细尺寸:NanoPi_Duo2_V1.0_1807 pcb的dxf文件

4 快速入门

4.1 准备工作

要开启你的NanoPi Duo2新玩具,请先准备好以下硬件

  • NanoPi Duo2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 16.04 64位系统
  • 一个串口模块

4.2 经测试使用的TF卡

制作启动NanoPi Duo2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 安装系统

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-duo2_sd_friendlycore-xenial_4.14_armhf_YYYYMMDD.img.zip 基于UbuntuCore构建的FriendlyCore系统固件,使用Linux-4.14内核
nanopi-duo2_sd_openwrt_4.14_armhf_YYYYMMDD.img.zip OpenWrt系统固件,使用Linux-4.14内核
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 烧写Linux系统

4.3.2.1 烧写到TF卡
  • FriendlyCore / Debian / Ubuntu / OpenWrt / DietPi 等系统本质上都属于 Linux 系统的发行版,所以它们的烧写方法是一样。
  • 将 Linux 系统固件和烧写工具 win32diskimager.rar 分别解压,在 Windows 下插入TF卡(限4G及以上的卡),以管理员身份运行烧写工具 win32diskimager,在烧写工具 win32diskimager 的界面上,选择你的TF卡盘符,选择Linux 系统固件,点击 Write 按钮烧写。

这里以nanopi-duo2_sd_friendlycore-xenial_4.14_armhf_YYYYMMDD.img为例,其他系统的烧写操作是类似的,烧写时的界面如下:
win32disk-h3

成功烧写后,会看到如下界面:
win32disk-finish

  • 当制作完成TF卡后,拔出TF卡插入 BOOT 卡槽,上电启动(注意,这里需要5V/2A的供电),你可以看到STAT灯闪烁,这时你已经成功启动系统。

4.4 推荐搭配NanoPi Duo2 IoT-Box底板

推荐搭配NanoPi Duo2 IoT-Box底板使用,NanoPi Duo2 IoT-Box底板详细介绍请参考NanoPi Duo2 IoT-Box底板介绍,以下是底板的接法:
NanoPi Duo2 IoT-Box_NanoPi_Duo2

5 FriendlyCore的使用

5.1 介绍

FriendlyCore,是一个没有X-windows环境,基于Ubuntu core构建的系统,使用Qt-Embedded作为图形界面的轻量级系统,兼容Ubuntu系统软件源,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:

  • 集成Qt4.8;
  • 集成NetworkManager网络管理器;
  • 集成bluez等蓝牙相关软件包;
  • 集成alsa相关软件包;
  • 集成命令行系统配置工具npi-config;
  • 集成Python GPIO模块RPiGPIO;
  • 集成Python/C语言编写的demo程序,位于/root目录;
  • 使能512M的swap分区;

5.2 运行FriendlyCore

  • 对于有HDMI接口的板子,如果要在电视上进行操作,您需要连接USB鼠标和键盘。
  • 如果您需要进行内核开发,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开发板进行操作。

使用USB转串口模块调试,请注意需要使用5V/2A电源给开发板MicroUSB供电:
USB2UART-Duo2.jpg

  • FriendlyCore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

5.3 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

5.4 开发Qt应用

请参考 How to Build and Install Qt Application for FriendlyELEC Boards/zh

5.5 开机自动运行Qt示例程序

使用npi-config工具进行开启:

sudo npi-config

进入Boot Options -> Autologin -> Qt/Embedded,选择Enable然后重启即可。

5.6 扩展TF卡文件系统

第一次启动FriendlyCore系统时,系统会自动扩展文件系统分区,请耐心等待,TF卡/eMMC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

5.7 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 ...
    2C:8A:72:1D:46:02   HTC6525LVW

这表示搜索到一台名为HTC6525LVW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 browser 2C:8A:72:1D:46:02

注:上述命令中的MAC地址请替换成手机实际的蓝牙MAC地址
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HTC6525LVW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: 12
  "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12, 我们需要将它传递给obexftp命令,最后发起文件传输请求的命令如下:

obexftp --nopath --noconn --uuid none --bluetooth -b 2C:8A:72:1D:46:02 -B 12 -put 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

5.8 连接WiFi

无论是SD WiFi还是USB WiFi, 它们的连接方式都是一样的。正基科技的APXX系列芯片属于SD WiFi,另外系统默认也已经支持市面上众多常见的USB WiFi,已测试过的USB WiFi型号如下:

序号 型号
1 RTL8188CUS/8188EU 802.11n WLAN Adapter
2 RT2070 Wireless Adapter
3 RT2870/RT3070 Wireless Adapter
4 RTL8192CU Wireless Adapter
5 小米WiFi mt7601

目前使用 NetworkManager 工具来管理网络,其在命令行下对应的命令是 nmcli,要连接WiFi,相关的命令如下:

  • 切换到root账户
$ su root
  • 查看网络设备列表
$ nmcli dev

注意,如果列出的设备状态是 unmanaged 的,说明网络设备不受NetworkManager管理,你需要清空 /etc/network/interfaces下的网络设置,然后重启.

  • 开启WiFi
$ nmcli r wifi on
  • 扫描附近的 WiFi 热点
$ nmcli dev wifi
  • 连接到指定的 WiFi 热点
$ nmcli dev wifi connect "SSID" password "PASSWORD" ifname wlan0

请将 SSID和 PASSWORD 替换成实际的 WiFi名称和密码。
连接成功后,下次开机,WiFi 也会自动连接。

更详细的NetworkManager使用指南可参考这篇文章: Use NetworkManager to configure network settings

如果你的USB WiFi无法正常工作, 大概率是因为文件系统里缺少了对应的USB WiFi固件。对于Debian系统, 可以在Debian-WiFi里找到并安装USB WiFi芯片的固件。而对于Ubuntu系统, 则可以通过下列命令安装所有的USB WiFi固件:

$ apt-get install linux-firmware

一般情况下, 各种WiFi芯片的固件都存放在/lib/firmware目录下。

5.9 配置WiFi无线热点

执行以下命令进入AP模式:

$ su root
$ turn-wifi-into-apmode yes

这时会提示你输入WiFi热点的名称和密码,按提示操作即可。
操作成功后,你可以在电脑/手机上搜索并连接热点,然后通过192.168.8.1这个地址来登录开发板:

$ 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,用以下命令关闭wifi的省电模式:

$ iwconfig wlan0 power off

要切换回普通的Station模式,输入如下命令:

$ turn-wifi-into-apmode no

5.10 使用蓝牙

输入以下命令搜索周边的蓝牙设备:

$ su root
$ hciconfig hci0 up
$ hcitool scan

使用hciconfig命令来了解接口的状态。

5.11 连接以太网

默认插上网线开机,会自动连接并通过DHCP获取IP地址,如需要配置静态IP地址,请参考 NetworkManager 的相关文档: Use NetworkManager to configure network settings

5.12 访问GPIO/I2C/串口等硬件资源

请参考下面的文档:

5.13 选择系统默认音频设备

NanoPi-Duo2 只提供了音频硬件接口(2.54mm排针),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。

如果当前系统存在多个音频设备, 例如HDMI-Audio、3.5mm耳机座、I2S-Codec时, 可以通过下列操作设置系统默认使用的音频设备。

  • 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,查看系统当前所有的声卡设备的序列号。这里假设aplay的输出如下, 并不是真实情况, 请根据实际情况进行相对应的修改:
$ aplay -l
card 0: HDMI
card 1: 3.5mm codec
card 2: I2S codec

上面的信息表示card 0代表HDMI-Audio,card 1代表3.5mm耳机座, card 2代表I2S-Codec,修改配置文件/etc/asound.conf如下表示选择HDMI-Audio:

pcm.!default {
    type hw
    card 0
    device 0
}
 
ctl.!default {
    type hw
    card 0
}

如果将card 0修改为card 1, 则表示选择3.5mm耳机座, 以此类推。
拷贝一首 .wav 格式的音乐到开发板上,播放音乐:

$ aplay /root/Music/test.wav

可以听见从系统默认的音频设备里输出音频。
如果您使用的开发板是H3/H5/H2+系列并且使用的是主线内核,那么更简便的方法是使用npi-config

5.14 连接DVP摄像头模块(OV5640)

对于NanoPi-Duo2,OV5640只可配合Linux-4.14内核使用。
NanoPi-Duo2已经集成了摄像头模块的电路,直接把OV5640摄像头接在Duo2上即可,请按下图连接Duo2和摄像头:
duo2-ov5640

连接开发板和摄像头,然后上电启动系统,连接网络,以root用户登录终端并编译运行mjpg-streamer:

$ cd /root/C/mjpg-streamer
$ make
$ ./start.sh

请自行修改start.sh, 确保使用正确的/dev/videoX节点, 下列命令可以用来确定摄像头的video节点:

$ apt-get install v4l-utils
$ v4l2-ctl -d /dev/video0 -D
Driver Info (not using libv4l2):
        Driver name   : sun6i-video
        Card type     : sun6i-csi
        Bus info      : platform:camera
        Driver version: 4.14.0
	...

上述信息表示/dev/video0是摄像头的设备节点。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:

$ ./start.sh 
 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

start.sh脚本里执行了下列2个命令:

export LD_LIBRARY_PATH="$(pwd)"
./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so -d /dev/video0 -y 1 -r 1280x720 -f 30 -q 90 -n -fb 0" -o "./output_http.so -w ./www"

mjpg_streamer相关参数的含义如下:
-i: 选择输入插件,input_uvc.so表示从摄像头采集数据;
-o: 选择输出插件,output_http.so表示使用http协议传输数据;
-d: 输入插件的子参数,指定摄像头设备节点;
-y: 输入插件的子参数,指定摄像头采集数据的格式,1:yuyv, 2:yvyu, 3:uyvy 4:vyuy,如果不使用-y参数,则表示采集MJPEG格式;
-r: 输入插件的子参数,指定摄像头采集分辨率;
-f: 输入插件的子参数,指定想使用的摄像头采集fps,具体是否支持依赖于驱动;
-q: 输入插件的子参数,指定libjpeg软编码的图像质量;
-n: 输入插件的子参数, 禁止dynctrls功能;
-fb: 输入插件的子参数, 指定是否在/dev/fbX上显示采集的图像;
-w: 输出插件的子参数, 指定包含网页的目录;

成功运行start.sh脚本后,假设开发板的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,Linux-4.14内核的ROM目前并不支持视频硬编码, 但是如果使用H3板子 + Linux-3.4内核的ROM的话, 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。

5.15 连接USB摄像头模块(FA-CAM202)

FA-CAM202是一款200万像素的USB摄像头模块,连接开发板和摄像头,然后上电启动系统,连接网络,以root用户登录终端并编译运行mjpg-streamer:

$ cd /root/C/mjpg-streamer
$ make
$ ./start.sh

请自行修改start.sh, 确保使用正确的/dev/videoX节点, 下列命令可以用来确定摄像头的video节点:

$ apt-get install v4l-utils
$ v4l2-ctl -d /dev/video0 -D
# fa-cam202有2个型号
Driver Info (not using libv4l2):
        Driver name   : uvcvideo
        Card type     : HC 3358+2100: HC 3358+2100  / USB 2.0 Camera: USB 2.0 Camera
        Bus info      : usb-1c1b000.usb-1
	...

上述信息表示/dev/video0是摄像头的设备节点。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:

$ ./start.sh 
 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

start.sh脚本里执行了下列2个命令:

export LD_LIBRARY_PATH="$(pwd)"
./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so -d /dev/video0 -y 1 -r 1280x720 -f 30 -q 90 -n -fb 0" -o "./output_http.so -w ./www"

mjpg_streamer相关参数的含义如下:
-i: 选择输入插件,input_uvc.so表示从摄像头采集数据;
-o: 选择输出插件,output_http.so表示使用http协议传输数据;
-d: 输入插件的子参数,指定摄像头设备节点;
-y: 输入插件的子参数,指定摄像头采集数据的格式,1:yuyv, 2:yvyu, 3:uyvy 4:vyuy,如果不使用-y参数,则表示采集MJPEG格式;
-r: 输入插件的子参数,指定摄像头采集分辨率;
-f: 输入插件的子参数,指定想使用的摄像头采集fps,具体是否支持依赖于驱动;
-q: 输入插件的子参数,指定libjpeg软编码的图像质量;
-n: 输入插件的子参数, 禁止dynctrls功能;
-fb: 输入插件的子参数, 指定是否在/dev/fbX上显示采集的图像;
-w: 输出插件的子参数, 指定包含网页的目录;

成功运行start.sh脚本后,假设开发板的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

5.16 查看CPU温度和频率

命令行查看:

$ cpu_freq 
Aavailable frequency(KHz):
        480000 624000 816000 1008000
Current frequency(KHz):
        CPU0 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz
        CPU1 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz
        CPU2 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz
        CPU3 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz

上述信息表示当前有4个CPU核在线, 温度均约为26.5摄氏度, 运行的策略均为根据需求来决定运行频率, 当前的运行频率均为624MHz,设置频率的命令如下:

$ cpu_freq -s 1008000
Aavailable frequency(KHz):
        480000 624000 816000 1008000
Current frequency(KHz):
        CPU0 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz
        CPU1 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz
        CPU2 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz
        CPU3 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz

上述命令将4个CPU核的频率设置为1008MHz。


5.17 测试红外接收

注意: 请先检查红外接收器是否存在。
红外接收功能默认是关闭的, 可以通过npi-config使能:

$ npi-config
    6 Advanced Options     Configure advanced settings
        A8 IR              Enable/Disable IR
            ir Enable/Disable ir[enabled]

重启系统, 然后使用下列命令测试红外接收:

$ apt-get install ir-keytable
$ echo "+rc-5 +nec +rc-6 +jvc +sony +rc-5-sz +sanyo +sharp +mce_kbd +xmp" > /sys/class/rc/rc0/protocols   # 使能紅外协议
$ ir-keytable -t
Testing events. Please, press CTRL-C to abort.

ir-keytable -t用于检查是否有接收到红外信号, 使用任意遥控器发送按键信息给红外接收器, 可以看到类似下列信息:

1522404275.767215: event type EV_MSC(0x04): scancode = 0xe0e43
1522404275.767215: event type EV_SYN(0x00).
1522404278.911267: event type EV_MSC(0x04): scancode = 0xe0e42
1522404278.911267: event type EV_SYN(0x00).


5.18 安装和测试 Docker

5.18.1 安装 Docker

执行下列命令:

sudo apt-get update
sudo apt-get install docker.io

5.18.2 测试 Docker

执行下列命令运行一个简单的docker image:

git clone https://github.com/friendlyarm/debian-jessie-arm-docker
cd debian-jessie-arm-docker
./rebuild-image.sh
./run.sh

5.19 FriendlyCore下使用4G模块EC20

5.19.1 第1步:在开发板上编译quectel-CM命令行拨号程序

输入以下命令,编译并安装quectel-CM到 /usr/bin/ 目录:

git clone https://github.com/friendlyarm/quectel-cm.git
cd quectel-cm/
make
cp quectel-CM /usr/bin/

5.19.2 第2步:创建udhcpc script

quectel-CM程序会将运营商返回的IP、DNS等作为参数调用udhcpc script,这个脚本是不存在的,我们需要自已创建一个,请用你熟悉的编辑器创建一个新文件,文件名为:/usr/share/udhcpc/default.script,内容如下:

#!/bin/sh
 
# udhcpc script edited by Tim Riker <Tim@Rikers.org>
 
[ -z "$1" ] && echo "Error: should be called from udhcpc" && exit 1
 
RESOLV_CONF="/etc/resolv.conf"
[ -n "$broadcast" ] && BROADCAST="broadcast $broadcast"
[ -n "$subnet" ] && NETMASK="netmask $subnet"
 
case "$1" in
  deconfig)
    /sbin/ifconfig $interface 0.0.0.0
    ;;
 
  renew|bound)
    /sbin/ifconfig $interface $ip $BROADCAST $NETMASK
 
    if [ -n "$router" ] ; then
      echo "deleting routers"
      while route del default gw 0.0.0.0 dev $interface ; do
        :
      done
 
      for i in $router ; do
        route add default gw $i dev $interface
      done
    fi
 
    echo -n > $RESOLV_CONF
    [ -n "$domain" ] && echo search $domain >> $RESOLV_CONF
    for i in $dns ; do
      echo adding dns $i
      echo nameserver $i >> $RESOLV_CONF
    done
    ;;
esac
 
exit 0

保存后,再用以下命令赋于可执行权限:

chmod 755 /usr/share/udhcpc/default.script

5.19.3 第3步:开始4G拨号

输入以下命令启动拨号:

quectel-CM &

拨号成功,屏幕会输出IP地址等信息,如下所示:

root@NanoPC-T4:~# quectel-CM &
[1] 5364
root@NanoPC-T4:~# [05-15_08:23:13:719] WCDMA&LTE_QConnectManager_Linux&Android_V1.1.34
[05-15_08:23:13:720] quectel-CM profile[1] = (null)/(null)/(null)/0, pincode = (null)
[05-15_08:23:13:721] Find /sys/bus/usb/devices/3-1 idVendor=2c7c idProduct=0125
[05-15_08:23:13:722] Find /sys/bus/usb/devices/3-1:1.4/net/wwan0
[05-15_08:23:13:722] Find usbnet_adapter = wwan0
[05-15_08:23:13:723] Find /sys/bus/usb/devices/3-1:1.4/usbmisc/cdc-wdm0
[05-15_08:23:13:723] Find qmichannel = /dev/cdc-wdm0
[05-15_08:23:13:739] cdc_wdm_fd = 7
[05-15_08:23:13:819] Get clientWDS = 18
[05-15_08:23:13:851] Get clientDMS = 2
[05-15_08:23:13:884] Get clientNAS = 2
[05-15_08:23:13:915] Get clientUIM = 1
[05-15_08:23:13:947] Get clientWDA = 1
[05-15_08:23:13:979] requestBaseBandVersion EC20CEFHLGR06A01M1G_OCPU_BETA1210
[05-15_08:23:14:043] requestSetEthMode QMUXResult = 0x1, QMUXError = 0x46
[05-15_08:23:14:075] requestGetSIMStatus SIMStatus: SIM_READY
[05-15_08:23:14:107] requestGetProfile[1] cmnet///0
[05-15_08:23:14:139] requestRegistrationState2 MCC: 460, MNC: 0, PS: Attached, DataCap: LTE
[05-15_08:23:14:171] requestQueryDataCall IPv4ConnectionStatus: DISCONNECTED
[05-15_08:23:14:235] requestRegistrationState2 MCC: 460, MNC: 0, PS: Attached, DataCap: LTE
[05-15_08:23:14:938] requestSetupDataCall WdsConnectionIPv4Handle: 0xe16e4540
[05-15_08:23:15:002] requestQueryDataCall IPv4ConnectionStatus: CONNECTED
[05-15_08:23:15:036] ifconfig wwan0 up
[05-15_08:23:15:052] busybox udhcpc -f -n -q -t 5 -i wwan0
[05-15_08:23:15:062] udhcpc (v1.23.2) started
[05-15_08:23:15:077] Sending discover...
[05-15_08:23:15:093] Sending select for 10.22.195.252...
[05-15_08:23:15:105] Lease of 10.22.195.252 obtained, lease time 7200
[05-15_08:23:15:118] deleting routers
SIOCDELRT: No such process
[05-15_08:23:15:132] adding dns 221.179.38.7
[05-15_08:23:15:132] adding dns 120.196.165.7

5.19.4 测试4G连接

ping一个域名,看看DNS解析是否已经在工作了:

root@NanoPC-T4:~# ping www.baidu.com
PING www.a.shifen.com (183.232.231.174) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 183.232.231.174 (183.232.231.174): icmp_seq=1 ttl=56 time=74.3 ms
64 bytes from 183.232.231.174 (183.232.231.174): icmp_seq=2 ttl=56 time=25.1 ms
64 bytes from 183.232.231.174 (183.232.231.174): icmp_seq=3 ttl=56 time=30.8 ms
64 bytes from 183.232.231.174 (183.232.231.174): icmp_seq=4 ttl=56 time=29.1 ms
64 bytes from 183.232.231.174 (183.232.231.174): icmp_seq=5 ttl=56 time=29.2 ms

5.19.5 测试4G的网速

wget -O - https://raw.githubusercontent.com/sivel/speedtest-cli/master/speedtest.py | python

得到的测试结果类拟如下这样:

Retrieving speedtest.net configuration...
Testing from China Mobile Guangdong (117.136.40.167)...
Retrieving speedtest.net server list...
Selecting best server based on ping...
Hosted by ChinaTelecom-GZ (Guangzhou) [2.51 km]: 62.726 ms
Testing download speed................................................................................
Download: 32.93 Mbit/s
Testing upload speed................................................................................................
Upload: 5.58 Mbit/s

6 OpenWrt的使用

6.1 介绍

OpenWrt是适合于嵌入式设备的一个Linux发行版,它不是一个单一、静态的固件,而是提供了一个可添加软件包的可写的文件系统。 这使用户可以自由的选择应用程序和配置,而不必受设备提供商的限制,并且可以使用一些适合某方面应用的软件包来定制你的设备。 对于开发者来说,OpenWrt是一个框架,开发者不必麻烦地构建整个固件就能得到想要的应用程序;对于用户来说,这意味着完全定制的能力,与以往不同的方式使用设备,OPKG包含超过3500个软件。 更详细的介绍请参考OpenWrt官网

6.2 登录系统

  • 串口登录

如果您需要进行内核开发,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开发板进行操作。


使用USB转串口模块调试,请注意需要使用5V/2A电源给开发板MicroUSB供电:
USB2UART-Duo2.jpg

默认会以 root 用户自动登录,并且没有设置root用户的密码,你可以使用 passwd 命令来设置 root 用户的密码。
op_login
第一次运行系统时,系统会自动拓展TF卡上文件系统分区到最大可用空间:
resize_rootfs_userdata
请耐心等待文件系统扩展完成。

  • SSH登录

本开发板的OpenWrt系统默认的WiFi AP热点名称类似为“OpenWrt-10:d0:7a:de:3d:92”,网段为192.168.2.x,没有密码,可用手机或者PC机连接该热点,然后执行下列命令SSH登录系统:

$ ssh root@192.168.2.1

无需密码,直接就可以登录。

  • Web登录

OpenWrt系统支持通过LuCI Web界面进行访问和配置。
在已完成<SSH登录>章节里的设置的基础上,在浏览器中输入 192.168.2.1 就可以登录OpenWrt-LuCI界面了:
OpenWrt-LuCI_wlan0
默认用户名为root,无需密码,直接点击"Login"按键即可登录。

6.3 软件包管理

OpenWrt使用opkg工具来管理软件包,执行如下命令可以获取opkg的帮助信息:

$ opkg
Package Manipulation:
        update                  Update list of available packages
        upgrade <pkgs>          Upgrade packages
        install <pkgs>          Install package(s)
        configure <pkgs>        Configure unpacked package(s)
        remove <pkgs|regexp>    Remove package(s)
        flag <flag> <pkgs>      Flag package(s)
         <flag>=hold|noprune|user|ok|installed|unpacked (one per invocation)
 
Informational Commands:
        list                    List available packages
        list-installed          List installed packages
        list-upgradable         List installed and upgradable packages
        list-changed-conffiles  List user modified configuration files
        files <pkg>             List files belonging to <pkg>
        search <file|regexp>    List package providing <file>
        find <regexp>           List packages whose name or description matches <regexp>
        info [pkg|regexp]       Display all info for <pkg>
        status [pkg|regexp]     Display all status for <pkg>
        download <pkg>          Download <pkg> to current directory
...

上面只截取了部分帮助信息,请自行查阅完整的帮助信息,下面会描述几个常用的opkg命令。

  • 更新可用软件包列表

第一次安装软件前,建议先更新可用软件包列表:

$ opkg update
  • 查看可安装的软件包:
$ opkg list

本WiKi编写时,可安装的软件包共有3241个。

  • 查看已安装的软件:
$ opkg list-installed

本WiKi编写时,已安装的软件包共有124个。

  • 安装/删除软件:
$ opkg install <pkgs>
$ opkg remove <pkgs>
  • 查看已安装的软件包含什么文件:
$ opkg files <pkg>
  • 安装LuCI中文语言包:
$ opkg install luci-i18n-base-zh-cn
  • 查看当前系统中哪些配置文件被修改过:
$ opkg list-changed-conffiles

6.4 查看系统状态

  • 命令行查看CPU温度和频率
$ cpu_freq 
Aavailable frequency(KHz):
        480000 624000 816000 1008000
Current frequency(KHz):
        CPU0 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz
        CPU1 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz
        CPU2 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz
        CPU3 online=1 temp=26548C governor=ondemand freq=624000KHz

上述信息表示当前有4个CPU核在线, 温度均约为26.5摄氏度, 运行的策略均为根据需求来决定运行频率, 当前的运行频率均为624MHz,设置频率的命令如下:

$ cpu_freq -s 1008000
Aavailable frequency(KHz):
        480000 624000 816000 1008000
Current frequency(KHz):
        CPU0 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz
        CPU1 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz
        CPU2 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz
        CPU3 online=1 temp=36702C governor=userspace freq=1008000KHz

上述命令将4个CPU核的频率设置为1008MHz。

  • OpenWrt-LuCI Web界面查看系统状态

登录OpenWrt-LuCI界面后,点击顶部的 Statistics ---> Graphs,可以查看系统的各种软硬件状态信息(即statistics),例如:
1) 系统负载:
statistics_system_load
2) 内存:
statistics_memory
3) CPU温度:
statistics_thermal
Statistics界面对应软件包luci-app-statistics,luci-app-statistics软件包用Collectd工具收集状态数据并且用RRDtool工具将数据渲染为图表。
你可以通过安装额外的collectd-mod-*软件包去使能更多的statistics. 所有的collectd-mod-*软件包对应同一个配置文件: /etc/config/luci_statistics。

6.5 查看Network->Interfaces的配置

  • 登录OpenWrt-LuCI界面后,点击顶部的 Network ---> Interfaces ,可以查看当前的网络设置:

op_interface_eth0_br

  • Network->Interfaces界面的配置保存在/etc/config/network中。

6.6 查看Netwrok->Wireless的配置

  • 登录OpenWrt-LuCI界面后,点击顶部的 Network ---> Wireless,可以查看WiFi 热点的设置界面:

op_wireless
默认的WiFi AP热点名称类似为“OpenWrt-10:d0:7a:de:3d:92”,没有密码,手机可以直接连接该热点然后访问互联网。

  • Network->Wireless界面的配置保存在/etc/config/wireless中。



7 如何编译Linux 系统

7.1 使用Linux-4.14 BSP

Duo2支持使用Linux-4.14内核,Linux-4.14内核主要由开源社区完善,在此基础上友善官方进行自家硬件的适配。
关于H3芯片系列开发板使用主线U-boot和Linux-4.14的方法,请参考维基:Building U-boot and Linux for H5/H3/H2+

7.2 使用Linux-3.4 BSP

Linux3.4 BSP是由H3芯片厂商全志科技提供,在此基础上友善官方进行了自家硬件的适配。

7.2.1 准备工作

克隆lichee源码:

$ git clone https://github.com/friendlyarm/h3_lichee.git lichee --depth 1

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。

7.2.2 安装交叉编译器

访问此处下载地址的toolchain目录,下载交叉编译器gcc-linaro-arm.tar.xz,将该压缩包放置在lichee/brandy/toochain/目录下即可,无需解压。

7.2.3 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

编译lichee源码包,执行命令:

$ cd lichee/fa_tools
$ ./build.sh -b nanopi-duo2 -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-3.4/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。

7.2.4 编译U-boot

注意: 必须先完整地编译整个lichee目录后,才能进行单独编译U-boot的操作。
如果你想单独编译U-boot,可以执行命令:

$ cd lichee/fa_tools/
$ ./build.sh -b nanopi-duo2 -p linux -t u-boot

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。

7.2.5 编译Linux内核

注意: 必须先完整地编译整个lichee目录后,才能进行单独编译Linux内核的操作。
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-duo2 -p linux -t kernel

编译完成后内核boot.img和驱动模块均位于linux-3.4/output目录下,将boot.img拷贝到TF卡的boot分区的根目录即可。

7.2.6 清理lichee源码

$ cd lichee/fa_tools/
$ ./build.sh -b nanopi-duo2 -p linux -t clean

8 开发者指南

8.1 Linux 4.14 BSP

8.2 Linux 3.4 BSP

  • 芯片原厂文档资料位于开发板光盘/doc/allwinner-h3-doc.zip压缩包中,点击下载

8.3 OpenWrt

8.4 制作系统映像

8.5 硬件访问

9 资源链接

9.1 手册原理图等开发资料

10 硬件更新

10.1 V1.0 1807

第一版

11 更新日志

注意: 本章节的描述针对所有的H3/H2+板子,部分硬件相关的功能描述仅支持特定的板子,请优先阅读开发板对应的维基以确定是否有相关的硬件功能。
2019-05-22
OpenWrt系统支持lcd2usb模块,开机可自动显示ip地址;
调整CPU DVFS,提升Linux-4.14 系统稳定性;

2019-04-25
内核从4.14.52升级到4.14.111;
Linux-4.14 的ROM启用overlayfs,降低异常关机rootfs损坏的概率;
所有H3/H2+的板子都添加OpenWrt的ROM;
使能Linux-4.14 R8188EU、R8712U、SCSI相关配置项;
提升Linux-4.14 WiFi AP模式的稳定性;
提升Linux-4.14 系统稳定性;

2019-03-19
NanoPi M1-Plus/NEO-Air支持OpenWrt;

2019-03-05
NanoPi M1-Plus/M1/NEO/NEO-Air/NEO-Core的Linux-4.14 FriendlyCore系统支持USB WiFi rtl8188eu,首次上传H3 FriendlyCore rootfs压缩包;

2019-01-21
NanoPi Duo2的Linux-4.14 FriendlyCore系统添加测试SIM800C模块的Python demo程序;
NanoPi Duo2发布Linux-4.14 FriendlyCore系统的rootfs压缩包;

2019-01-15
修复NanoPi Duo2 FriendlyCore系统第一次启动时蓝牙无法使用的bug;
NanoPi Duo2的Linux-4.14 FriendlyCore系统支持USB WiFi rtl8188eu;

2018-12-03
首次为NanoPi Duo2适配Linux-3.4内核;

2018-11-29
修复M1 Plus Android源码编译出来的Anroid镜像无法打开WiFi的Bug;

2018-11-20
提升系统的稳定性;

2018-10-08
发布NanoPi Duo2;