NanoPi Fire3/zh

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1 介绍

Overview
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  • NanoPi Fire 3是一款超小型八核Cortex-A53开源开发板,它采用了三星S5PV6818主控处理器,配备1GB DDR3内存,带千兆以太网接口,MicroHDMI, CMOS摄像头和RGB LCD等丰富的接口,并兼容树莓派GPIO, 尺寸只有75x40mm。
  • NanoPi Fire 3采用独有的MCU电源控制系统, 支持动态调压调频, 稳定性极高,可运行FriendlyCore, Debian, Android等系统, 并可支持Qt-5.9及OpenGL ES1.1/2.0,视频硬件编解码等图形处理库,非常适合快速产品开发,项目集成等工业应用,以及分布式计算、人工智能等方面的应用开发。

2 资源特性

  • CPU: S5P6818, 运行主频1.4GHz
  • RAM: 1GB DDR3
  • 电源管理: 采用一颗ARM® Cortex®-M0单片机做电源管理, 支持动态调压, 软件关机和定时开机等功能.
  • 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, mciroHDMI(Type-D)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, PWM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
  • RTC: 支持RTC, 板载RTC电池接口
  • PCB 尺寸: 75 x 40mm
  • 供电: DC 5V/2A
  • 温度工作范围:零下20摄氏度到零上80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 Fire2A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
  • 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 GPIOC13/PWM1
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
  • Power Key

通过Power Key Jumper接一个外置的按键, 也可实现Power Key功能.

  • RTC
RTC备份电池接口, 直接接3V纽扣电池. 电流约为3.35uA. 没有插入供电电源的情况下, RTC才从纽扣电池取电.
  • USB 2.0 HOST
1A限流保护
  • 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
  4. 更详细的信息请查看原理图:NanoPi Fire3 1709 Schematic.pdf

3.2 机械尺寸

NanoPi Fire3 Dimensions

详细尺寸:板子DXF文件

4 快速入门

4.1 准备工作

要开启你的NanoPi-Fire3新玩具,请先准备好以下硬件

  • NanoPi-Fire3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 16.04 64位系统

4.2 快速从SD卡启动

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8G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。
Image Files
s5p6818-sd-friendlycore-xenial-4.4-armhf-YYYYMMDD.img.zip 32位FriendlyCore系统固件 (内置Qt 5.10.0),基于Ubuntu core
s5p6818-sd-friendlycore-xenial-4.4-arm64-YYYYMMDD.img.zip 64位FriendlyCore系统固件 (内置Qt 5.10.0),基于Ubuntu core
s5p6818-sd-lubuntu-desktop-xenial-4.4-armhf-YYYYMMDD.img.zip LUbuntu桌面版固件,自带X Window图形界面
s5p6818-sd-friendlywrt-4.4-YYYYMMDD.img.zip FriendlyWrt系统固件 (基于OpenWrt定制)
s5p6818-sd-android7-YYYYMMDD.img.zip Android7系统固件 (支持4G LTE)
s5p6818-sd-android-lollipop-YYYYMMDD.img.zip Android5.1系统固件
s5p6818-eflasher-lubuntu-desktop-xenial-4.4-armhf-YYYYMMDD.img.zip SD卡映象,用于将lubuntu系统烧写到eMMC
s5p6818-eflasher-friendlywrt-4.4-YYYYMMDD.img.zip SD卡映象,用于将FriendlyWrt系统烧写到eMMC
s5p6818-eflasher-android7-YYYYMMDD.img.zip SD卡映象,用于将Android7系统烧写到eMMC
s5p6818-eflasher-android-lollipop-YYYYMMDD.img.zip SD卡映象,用于将android系统烧写到eMMC
s5p6818-eflasher-friendlycore-xenial-4.4-arm64-YYYYMMDD.img.zip SD卡映象,用于将friendlycore 64位系统烧写到eMMC
s5p6818-eflasher-friendlycore-xenial-4.4-armhf-YYYYMMDD.img.zip SD卡映象,用于将friendlycore 32位系统烧写到eMMC
Flash Utility:
win32diskimager.rar Windows utility. Under Linux users can use "dd"
  • 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 BOOT 卡槽,按住靠网口位置的boot按键 (只有带eMMC的板子需要) 上电启动(注意,这里需要 5V/2A 的供电),你可以看到板上PWR灯常亮,LED1心跳闪烁,LED2不亮,这时你已经成功启动。

4.3 在Linux电脑上用脚本制作启动卡

  • 1) 将SD卡插入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_s5p6818.git
cd sd-fuse_s5p6818

  • 3) 以下是制作启动Lubuntu desktop的SD卡的方法
sudo ./fusing.sh /dev/sdx lubuntu

(注:/dev/sdx请替换为实际的SD卡设备文件名)
制作包中未包含系统映象文件,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) 如果只想制成一个用于量产的系统映象文件,方法如下:
sudo ./mkimage.sh lubuntu

更多内容可参考 Assembling the SD card image yourself

4.4 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)

4.5 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-s5p6818/nanopi3/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。

4.6 在电脑上更改SD卡的启动参数

将制作好SD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,想更改Kernel Command Line参数,则可以通过fw_setenv工具来操作,方法如下:
先查看当前的内核启动参数:

git clone https://github.com/friendlyarm/sd-fuse_s5p6818.git
cd sd-fuse_s5p6818/tools ./fw_printenv /dev/sdx | grep bootargs

例如要禁用Android的SELinux特性,可以执行以下命令:

./fw_setenv /dev/sdx bootargs XXX androidboot.selinux=permissive

其中上面的XXX需要替换成原来的bootargs值, /dev/sdx替换为你的SD卡设备。

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:

  • 支持电容和电阻触摸屏 (型号:S700, X710, S70, HD702, S430, HD101, S70等友善电子推出的LCD屏)
  • 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
  • 支持Qt 5.10.0 EGLES和OpenGL ES1.1/2.0 (限S5P4418/S5P6818平台)

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。

使用串口模块能有效地提升开发效率,以下是串口模块的连接方法:
接上串口后,您可以选择从串口模块的DC口或者从MicroUSB口 (如果有) 进行供电:
以NanoPi-M1为例:
PSU-ONECOM-M1.jpg
也可以使用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:
以NanoPi-NEO2为例:
USB2UART-NEO2.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
6 5G USB WiFi RTL8821CU
7 5G USB WiFi RTL8812AU

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 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


5.10 选择系统默认的音频设备

可以通过下面的操作步骤,设置系统默认的音频设备。
可用以下命令查看系统中所有的声卡设备 (注:不同的开发板结果会有所不同):

pi@NanoPi:~$ aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: nanopi2audio [nanopi2-audio], device 0: c0055000.i2s-ES8316 HiFi ES8316 HiFi-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 0: nanopi2audio [nanopi2-audio], device 1: c0059000.spdiftx-dit-hifi dit-hifi-1 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

可以看到,硬件上有如下声卡设备:

声卡设备 声卡序号 说明
nanopi2audio device 0 3.5mm耳机输出
nanopi2audio device 1 HDMI输出

要配置成将音频输出到3.5mm耳机接口,可修改配置文件/etc/asound.conf,修改成如下内容:

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

要配置成将音频输出到HDMI,则将上面的device 0修改为device 1。

5.11 运行X11程序

FriendlyCore系统集成了轻量级的Xorg,虽然没有窗口管理器,但是你仍然可以运行单一的X-Windows程序,例如要运行的程序是~/YourX11App,使用以下命令:

. /usr/bin/setqt5env-xcb
startx ~/YourX11App -geometry 1280x800

注意 “.” 与 /usr/bin/setqt5env-xcb 之间有一个空格,另外,-geometry后面的分辨率请更改为你的屏幕的实际分辨率。

5.12 运行 Qt 5.10.0 演示程序

FriendlyCore系统集成了Qt 5.10.0图形库,支持OpenGL硬件加速,在命令行输出以下命令,可预览Qt5演示程序,
Qt5演示程序的界面如下图所示,你可以使用触摸屏或者鼠标来操作,Qt5支持大部分FriendlyELEC在售的LCD触摸屏:

$ sudo qt5demo

S5pxx18-QtE

5.13 运行 Qt5-OpenGL示例

Run the following command

. setqt5env
cd $QTDIR
cd /examples/opengl/qopenglwidget
./qopenglwidget

更多示例可以在这里找到:
cd $QTDIR/examples/

5.14 硬解播放高清视频

FriendlyCore系统集成支持VPU加速的GStreamer 1.0多媒体开发框架, 可在命令行输入以下命令,播放1080P的演示视频:

sudo gst-player /home/pi/demo.mp4

gst-player是一个GStreamer播放器的外壳程序,上面命令等效于Gsteamer的以下命令:

sudo gst-launch-1.0 filesrc location=/home/pi/demo.mp4 ! qtdemux name=demux demux. ! queue ! faad ! audioconvert ! audioresample ! alsasink device="hw:0,DEV=1" demux. ! queue ! h264parse ! nxvideodec ! nxvideosink dst-x=0 dst-y=93 dst-w=1280 dst-h=533

5.15 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
输入以下命令预览图像:

gst-launch-1.0 -e v4l2src device=/dev/video6 ! video/x-raw,format=I420,framerate=30/1,width=1280,height=720 ! nxvideosink

输入以下命令开始录像 (VPU硬编码):

gst-launch-1.0 -e v4l2src device=/dev/video6 ! video/x-raw,format=I420,framerate=30/1,width=1280,height=720 ! tee name=t t. \
 ! queue ! nxvideosink t. ! queue ! nxvideoenc bitrate=12000000 ! mp4mux ! \
 filesink location=result_720.mp4

5.16 电源管理: 关机和定时开机

“PMU Power Management” 特性支持 软件关机和定时开机功能.

使用方法如下:
设置100秒后自动开机 (设置的时间不得低于60秒):

$ sudo echo 100 > /sys/class/i2c-dev/i2c-3/device/3-002d/wakealarm

设置了定时开机之后,就可以用 poweroff 关机了:

$ sudo poweroff

以下命令用于取消定时开机:

$ sudo echo 0 > /sys/class/i2c-dev/i2c-3/device/3-002d/wakealarm

用以下命令查询当前的设置, 前面的是单片机当前时间,后面是定时开机时间,如果定时开机已禁止就是 disabled:

$ sudo cat /sys/class/i2c-dev/i2c-3/device/3-002d/wakealarm


需要注意的是,旧版本的硬件由于没有集成PMU所以可能没有这个功能,如果你在文件系统里没有发现这个文件节点:
/sys/class/i2c-dev/i2c-3/device/3-002d/wakealarm
那就是说明你所用的硬件不支持这个特性。

5.17 Docker在aarch64系统下的安装与使用

5.17.1 安装Docker

使用以下命令安装:

wget https://download.docker.com/linux/ubuntu/dists/xenial/pool/stable/arm64/containerd.io_1.2.6-3_arm64.deb
wget https://download.docker.com/linux/ubuntu/dists/xenial/pool/stable/arm64/docker-ce-cli_19.03.2~3-0~ubuntu-xenial_arm64.deb
wget https://download.docker.com/linux/ubuntu/dists/xenial/pool/stable/arm64/docker-ce_19.03.2~3-0~ubuntu-xenial_arm64.deb
sudo dpkg -i containerd.io_1.2.6-3_arm64.deb
sudo dpkg -i docker-ce-cli_19.03.2~3-0~ubuntu-xenial_arm64.deb
sudo dpkg -i docker-ce_19.03.2~3-0~ubuntu-xenial_arm64.deb

5.17.2 验证Docker的安装

用Docker创建并运行一个debian镜像:

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

6 Android系统的使用

6.1 Android7 下使用4G模块EC20

6.1.1 连接方法

连接时,需要通过USB to miniPCIe转接板转接EC20,再连接到主板的USB Host端口,以T2为例,如下图所示:
T2-4G-EC20.jpg
连接后无需额外的配置,启动Android后就可以使用4G上网了,跟Android手机类拟。


替换下面路径下的 logo.bmp:

/opt/FriendlyARM/smart4418/android/device/friendlyelec/nanopi3/boot/logo.bmp
/opt/FriendlyARM/smart4418/android/device/friendlyelec/nanopi2/boot/logo.bmp

重新编译 Android 源代码。

7 如何编译系统

7.1 安装交叉编译器

7.1.1 安装aarch64-linux-gcc 6.4

首先下载并解压编译器:

git clone https://github.com/friendlyarm/prebuilts.git -b master --depth 1
cd prebuilts/gcc-x64
cat toolchain-6.4-aarch64.tar.gz* | sudo tar xz -C /

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/6.4-aarch64/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:

aarch64-linux-gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=aarch64-linux-gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/opt/FriendlyARM/toolchain/6.4-aarch64/libexec/gcc/aarch64-cortexa53-linux-gnu/6.4.0/lto-wrapper
Target: aarch64-cortexa53-linux-gnu
Configured with: /work/toolchain/build/aarch64-cortexa53-linux-gnu/build/src/gcc/configure --build=x86_64-build_pc-linux-gnu
--host=x86_64-build_pc-linux-gnu --target=aarch64-cortexa53-linux-gnu --prefix=/opt/FriendlyARM/toolchain/6.4-aarch64
--with-sysroot=/opt/FriendlyARM/toolchain/6.4-aarch64/aarch64-cortexa53-linux-gnu/sysroot --enable-languages=c,c++
--enable-fix-cortex-a53-835769 --enable-fix-cortex-a53-843419 --with-cpu=cortex-a53
...
Thread model: posix
gcc version 6.4.0 (ctng-1.23.0-150g-FA)

7.2 编译 FriendlyCore/Lubuntu/EFlasher的内核源代码

7.2.1 编译内核

  • 下载内核源代码
git clone https://github.com/friendlyarm/linux.git -b nanopi2-v4.4.y --depth 1
cd linux

S5P6818内核所属的分支是nanopi2-v4.4.y,与S5P4418相同,在开始编译前先切换分支。

  • 编译Ubuntu内核
touch .scmversion
make ARCH=arm64 nanopi3_linux_defconfig
make ARCH=arm64

编译成功结束后,新生成的内核是 arch/arm64/boot/Image,目录arch/arm64/boot/dts/nexell/下还包括新的DTB文件(s5p6818-nanopi3-rev*.dtb),用于替换掉SD卡boot分区下对应的文件。

7.2.2 Linux下使用新编译的内核

  • 更新SD卡上的内核

如果您是使用SD卡启动Ubuntu系统,则在PC上复制编译生成的Image和DTB文件到SD卡的boot分区(即分区1,设备通常是/dev/sdX1)即可。

  • 更新eMMC系统上的内核

从eMMC启动时可通过以下方法来更新内核:
1) 启动完成后,系统通常会自动mount eMMC的boot分区(设备是/dev/mmcblk0p1), 可输入命令mount来查看;
2) 连接网络,使用scp/ftp等方式复制新编译的Image和DTB文件并替换boot分区下的文件;
3) 也可以将编译好的内核复制到SD卡或U盘,然后在板止复制到boot分区下;
4) 更新完成后,输入 reboot 命令重启即可,注意不要直接断电或按Reset键,否则可能会损坏文件.

  • 使用新的内核来生成boot.img

请参考这个git仓库: https://github.com/friendlyarm/sd-fuse_s5p6818

7.3 编译Android7的内核源代码

Android 7.1.2源代码已包含预先编译好的内核,如果需要进行定制,可根据以下方法编译内核。

git clone https://github.com/friendlyarm/linux.git -b nanopi2-v4.4.y --depth 1
cd linux
touch .scmversion
make ARCH=arm64 nanopi3_nougat_defconfig
make ARCH=arm64

编译成功结束后,新生成的内核是 arch/arm64/boot/Image,目录arch/arm64/boot/dts/nexell/下还包括新的DTB文件(s5p6818-nanopi3-rev*.dtb)。 如果只想调试内核,可通过 adb 来快速更新。

adb root; adb shell mkdir /storage/sdcard1/; adb shell mount -t ext4 /dev/block/mmcblk0p1 /storage/sdcard1/;
adb push arch/arm64/boot/Image arch/arm64/boot/dts/nexell/s5p6818-nanopi3-rev*.dtb /storage/sdcard1/

内核开发/调试完成后,如果想生成用于烧写的boot.img,可复制内核Image和DTB文件到Android7源代码目录 device/friendlyelec/nanopi3/boot,然后开始编译Android7。

7.4 编译 Android7/FriendlyCore/Lubuntu/EFlasher的U-Boot源代码

下载U-Boot v2016.01源代码并编译,分支是nanopi2-v2016.01,与S5P4418相同。

git clone https://github.com/friendlyarm/u-boot.git 
cd u-boot
git checkout nanopi2-v2016.01
make s5p6818_nanopi3_config
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-

编译成功结束后您将获得fip-nonsecure.img,可以通过fastboot、sd-fuse_s5p6818和eflasher来更新板上的U-Boot v2016.01。
For Android7: 可复制fip-nonsecure.img到Android7源代码目录 device/friendlyelec/nanopi3/boot,然后重新编译Android7。
需要特别注意的是,不同版本的U-Boot不能交叉更新,不能使用fastboot更新现在运行的U-Boot v2014.07,也不能使用fip-nonsecure.img去替换一个ROM中的u-boot.bin,否则会导致系统无法正常启动。

7.5 编译Android7.1.2

7.5.1 搭建编译环境

搭建用于编译Android的环境,建议使用64位的Ubuntu 16.04,需要安装如下软件包:

sudo apt-get install bison g++-multilib git gperf libxml2-utils make python-networkx zip
sudo apt-get install flex curl libncurses5-dev libssl-dev zlib1g-dev gawk minicom
sudo apt-get install openjdk-8-jdk
sudo apt-get install exfat-fuse exfat-utils device-tree-compiler liblz4-tool

更多说明可查看 https://source.android.com/source/initializing.html;

7.5.2 下载Android7源代码

有以下两种途径获取 Android7 的源代码,都需要联网:

  • 使用网盘里的git repo压缩包

网盘下载地址: 点击进入
文件位于网盘的以下路径:sources/s5pxx18-android-7.git-YYYYMMDD.tar (YYYYMMDD表示打包的日期)
从网盘中获取的压缩包在解压之后,需要执行一下 sync.sh 脚本,会从gitlab上拉取最新的代码:

tar xvf /path/to/netdisk/sources/s5pxx18-android-7.git-YYYYMMDD.tar
cd s5pxx18-android-7
./sync.sh
  • 直接克隆git仓库

NanoPi-Fire3 源代码托管在 gitlab 上,使用以下命令进行下载:

git clone https://gitlab.com/friendlyelec/s5pxx18-android-7.git -b master

由于Android7源代码较大(约8.2GB),下载可能需要较长时间且容易受网络环境的影响而中断,请耐心等待并重试。

7.5.3 开始编译

cd s5pxx18-android-7
source build/envsetup.sh
lunch aosp_nanopi3-userdebug
make -j8

编译成功完成后,目录 out/target/product/nanopi3/ 下包含可用于烧写的image文件。

filename partition Description
bl1-mmcboot.bin raw boot firmware
fip-loader.img raw boot firmware
fip-secure.img raw boot firmware
fip-nonsecure.img raw uboot-v2016.01
env.conf - uboot环境变量,包含Android内核命令行参数
boot.img boot kernel Image, DTBs; logo; Android ramdisk
cache.img cache -
userdata.img userdata -
system.img system -
partmap.txt - 分区描述文件

8 扩展连接

8.1 NanoPi-Fire3连接USB(FA-CAM202)200万摄像头模块

  • NanoPi-Fire3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 USB camera-01

8.2 NanoPi-Fire3连接CMOS 500万摄像头模块

CAM500A 500万摄像头模块的详情请查看[1]

  • 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 camera

  • Debian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
  • FriendlyCore (4.4内核)可使用以下命令:

输入以下命令预览图像:

gst-launch-1.0 -e v4l2src device=/dev/video6 ! video/x-raw,format=I420,framerate=30/1,width=1280,height=720 ! nxvideosink

输入以下命令开始录像 (VPU硬编码):

gst-launch-1.0 -e v4l2src device=/dev/video6 ! video/x-raw,format=I420,framerate=30/1,width=1280,height=720 ! tee name=t t. \
 ! queue ! nxvideosink t. ! queue ! nxvideoenc bitrate=12000000 ! mp4mux ! \
 filesink location=result_720.mp4

8.3 NanoPi-Fire3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-Fire3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-Fire3用C++使用的OpenCV:

  • 首先需要保证你的NanoPi-Fire3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-Fire3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-Fire3上接上键盘执行:

./demo

你便可以看到opencv已经用起来。

8.4 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-Fire3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-Fire3:
GPS_NanoPC-T2

连接说明:

Matrix-GPS NanoPi-Fire3
RXD Pin11
TXD Pin12
5V Pin29
GND Pin30

9 在Android下访问硬件资源

友善电子开发了一个名为libfriendlyarm-things.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:

10 支持LCD型号

  • Android

NanoPi-Fire3跑Android系统目前支持的LCD型号为友善出品的:S430、S700、S702、HD700、HD702、HD101、X710电容屏。

  • FriendlyCore & Lubuntu Desktop

NanoPi-Fire3目前支持的LCD型号为友善出品的:S430、S700、S702、HD700、HD702、HD101、X710电容屏;
支持的电阻屏为友善出品的:W35B、H43、P43、S70、Matrix - 2'8 SPI Key TFT 电阻屏。
以上所有LCD屏的详细资料均可在维基首页查看:LCDModules

11 原理图,Datasheet和尺寸图

12 源代码和烧写文件的下载地址

13 技术支持

If you have any further questions please visit our forum http://www.friendlyarm.com/Forum/ and post a message or email us at techsupport@friendlyarm.com. We will endeavor to get back to you as soon as possible.

14 更新日志

14.1 日期 2019-11-14

  • 新系统 FriendlyWrt:

推出完全开源的FriendlyWrt路由器系统, 基于官方OpenWrt定制,详情可查看:http://wiki.friendlyarm.com/wiki/index.php/How_to_Build_FriendlyWrt

  • FriendlyCore, Lubuntu更新如下:

1)增加了新的4.3寸屏YZ43的支持
2)编译bcmdhd为模块,方便加载模块时传递参数以及定制

  • Android7更新如下:

1)增加了新的4.3寸屏YZ43的支持
2)优化Android 7系统下使用HD900屏幕时的触摸体验

14.2 日期 2019-10-18

  • Android7 与 FriendlyCore, Lubuntu更新如下:

修正音频播放在某些情况下可能会出现杂音的问题。

14.3 日期 2019-09-30

  • Android7 更新如下:

1)增加Android硬件访问库FriendlyThing的支持,支持GPIO、PWM、RTC、串口和看门狗等硬件资源的访问,提供开源demo
2) 增加摄像头 CAM500B (OV5640) 的支持
3) 增加 LCD-W500 (800x480) 的支持
4) 修正 LCD-S430 的兼容性问题

  • FriendlyCore, Lubuntu 更新如下:

1) 内核版本更新到 v4.4.172,与Android 7内核保持一致
2) 增加Docker的支持, 支持32bit与64bit文件系统 (使用方法请在具体产品的wiki页面搜索docker)
3) 内核配置项进行了优化,启用更多特性与设备驱动

14.4 日期 2019-07-18

  • 新系统 Android 7.1.2

1) 推出新的系统 Android 7.1.2, 特性与旧版本的Android 5基本保持一致,支持4G,WiFi,以太网,蓝牙等
2) 内核版本为 4.4.172
3) 已知问题:摄像头暂时还不能工作

  • Android/FriendlyCore/Lubuntu 更新:

1) 修复某些情况下HD101B无法触摸的问题
2) 修复Power key的GPIO配置
3) 解决音量过小的问题:播放时DAC的音量由 -20dB 修改为 -6dB
4) 集成了驱动模块(rtl8821CU.ko, rtl88XXau.ko)以增加更多型号的USB Wi-Fi支持

  • 仅适用于Lubuntu的更新:

1) 修改Lubuntu的Power key行为为(不弹出窗口)直接关机
2) 集成脚本xrotate.sh用于简化屏幕旋转设置 (注:屏幕旋转会损失性能)

  • 仅适用于NanoPC T3/T3+,Smart6818的更新:

支持从板载EEPROM中读取以太网Mac地址,仅支持以下系统:FriendlyCore, Lubuntu, Android7

14.5 日期 2019-06-25

Linux(Ubuntu 16.04/18.04) 全面采用 OverlayFS,以增强文件系统的稳定性

14.6 日期 2019-06-03

1) 配置LED1为心跳模式
2) 修复HDMI 1080P可能在某些情况下无显示的问题
3)Linux下修复无法安装 mysql 的问题
4)修复lubuntu下1-wire触摸电阻屏无法使用的问题

14.7 日期 2019-01-24

1) 增加新的LCD型号HD702V的支持
2) 优化Linux下Qt5的字体

14.8 日期 2018-12-17

  • Android5 更新如下:

1) 增加4G网络的支持,支持模块的型号为:Quectel EC20
2) 增加音频输出设置,可设置默认输出到耳机或者HDMI
3) 在系统Shutdown时,同步关闭一线触摸屏的背光

  • FriendlyCore更新如下:

1) 增加OV5640摄像头支持
2) 更新BL1以提高系统启动的稳定性

  • Lubuntu更新如下:

1) 增加chromium-browser浏览器,支持网页硬解播放, 支持WebGL
2) 将音频输出通道默认设置为HDMI (可通过/etc/asound.conf更改)
3) 更新BL1以提高系统启动的稳定性
4) 修正前一版本中存在的一些关于软件包报错的issue
5) 调整DPMS设置,默认关闭自动休眠

14.9 日期 2018-09-06

  • 增加Smart6818的支持
  • 增加10.1寸屏 HD101B 的支持
  • 提高一线屏识别的可靠性

14.10 日期 2018-08-11

FriendlyCore:

14.11 日期 2018-03-24

  • 修正只连接HDMI的情况下开机没图像显示的问题
  • 增加蓝牙的支持

以上更新适用于所有4.4内核的系统,包括FriendlyCore和Lubuntu。

14.12 日期 2017-06-13

Linux, Android系统:

  • 改善了整体系统稳定性;

Android系统:

  • 提升Android下ov5640拍照的稳定性;

14.13 日期 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;

14.14 日期 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:[2]
4) 修正S430屏在Android4.4下的闪退问题

14.15 日期 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

14.16 日期 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

14.17 日期 2016-09-13

1) Debian 和 Ubuntu Core增加了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NanoPC-T3, NanoPi M3

14.18 日期 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NanoPC-T3/NanoPi M3上,串口对应的设备名称如下:
UART3 -> /dev/ttySAC3
UART4 -> /dev/ttySAC4
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NanoPC-T3, NanoPi M3