NanoPi Fire3/zh

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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。

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

接口布局和尺寸

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

机械尺寸

NanoPi Fire3 Dimensions

详细尺寸:板子DXF文件

快速入门

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

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-friendly-core-xenial-4.4-armhf-YYYYMMDD.img.zip 32位FriendlyCore系统固件 (内置Qt 5.9.1),基于Ubuntu core
s5p6818-friendly-core-xenial-4.4-arm64-YYYYMMDD.img.zip 64位FriendlyCore系统固件 (内置Qt 5.9.1),基于Ubuntu core
s5p6818-lubuntu-desktop-xenial-4.4-armhf-YYYYMMDD.img.zip LUbuntu桌面版固件,自带X Window图形界面
s5p6818-android-lollipop-YYYYMMDD.img.zip Android5.1系统固件
s5p6818-eflasher-YYYYMMDD-lubuntu-desktop.img.zip SD卡映象,用于将lubuntu系统烧写到eMMC
s5p6818-eflasher-YYYYMMDD-android.img.zip SD卡映象,用于将android系统烧写到eMMC
s5p6818-eflasher-YYYYMMDD-friendly-core.img.zip SD卡映象,用于将friendlycore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。

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

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)

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。

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。

FriendlyCore的使用

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Qt5.9 EGLES和OpenGL ES1.1/2.0 (限S5P4418/S5P6818平台)

运行FriendlyCore

  • 要在电视上进行操作,你需要连接USB鼠标和键盘。
  • 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开发板进行操作。

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

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

开发Qt应用

请参考 How to build Qt application

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。

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

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:

  • 查看网络设备列表
$ sudo 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
$ sudo nmcli r wifi on
  • 扫描附近的 WiFi 热点
$ sudo nmcli dev wifi
  • 连接到指定的 WiFi 热点
$ sudo 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:

$ sudo 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。


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

选择系统默认音频设备

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

运行 Qt5.9 演示程序

Ubuntu core系统集成了Qt5.9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

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/

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

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
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

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。

如何编译系统

安装交叉编译器

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
sudo mkdir -p /opt/FriendlyARM/toolchain
sudo tar xf prebuilts/gcc-x64/aarch64-cortexa53-linux-gnu-6.4.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/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)

安装arm-linux-gcc 4.9.3

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)

编译Linux kernel 4.4.y

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。

如何使用新编译的内核

  • 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,设备是/dev/sdX1)即可。

  • 更新eMMC上Ubuntu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

如果要生成直接烧写eMMC的文件,则需要使用新编译的内核来生成boot.img,然后复制到烧写用的SD卡即可直接烧写到eMMC.
对于Ubuntu, 则需要使用按以下方法来生成boot.img :
1) 下载debian_nanopi2

git clone https://github.com/friendlyarm/debian_nanopi2.git

2) 复制用于新的zImage和DTB文件到debian_nanopi2/boot/, ;
3) 生成Debian的 boot.img

cd debian_nanopi2
mkdir rootfs
./build.sh

新的 boot.img 在 debian_nanopi2/sd-fuse_nanopi2/debian 下.
其中命令"mkdir rootfs"只是创建一个空的目录使得build.sh可以运行,因此生成的其它文件比如rootfs.img不能使用。

编译U-Boot

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 make s5p6818_nanopi3_defconfig
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 ROM来更新板上的U-Boot v2016.01。
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。

编译Linux kernel 3.4.y

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

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

NanoPC-T3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 nanopi3_android_defconfig
touch .scmversion
make uImage
  • 编译Debian内核
make nanopi3_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LCD输出,用于替换掉SD卡boot分区下的uImage。
如果要支持HDMI,则需要使用 nanopi3_linux_hdmi_defconfig, 具体如下:

make nanopi3_linux_hdmi_defconfig
touch .scmversion
make uImage

使用新的uImage 替换SD卡boot分区下的uImage.hdmi 即可支持HDMI 720p,如果要支持1080p,则需要修改内核配置:

touch .scmversion
make nanopi3_linux_hdmi_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

如何使用新编译的内核

  • 更新SD卡上的内核

如果您是使用SD卡启动Android,则在PC上复制为Android编译的uImage到SD卡的boot分区(即分区1,设备是/dev/sdX1)即可。
如果您是使用SD卡启动Debian系统,则需要编译好用于HDMI的uImage后替换SD卡boot分区下的uImage.hdmi,然后编译用于LCD的uImage并替换SD卡boot分区下的uImage。

  • 更新eMMC上Android的内核

如果只想单独更新eMMC上的内核来测试,则需要先正常启动板,然后mount eMMC的boot分区,使用新编译的uImage来替换原有文件,完成后reboot即可。
从eMMC启动时可通过以下方法来更新内核:
1) 启动完成后,需要手动mount eMMC的boot分区(设备是/dev/mmcblk0p1), 可通过串口在板上操作:

su
mount -t ext4 /dev/block/mmcblk0p1 /mnt/media_rw/sdcard1/

2) 连接USB,在PC端Ubuntu下使用adb push命令复制新编译的uImage到已mount的boot分区下;

adb push uImage /mnt/media_rw/sdcard1/

3) 也可以将编译好的内核复制到SD卡或U盘,然后在板上复制到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。

  • 更新eMMC上Debian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uImage并替换boot分区下的文件,如果是用于HDMI的内核,则替换uImage.hdmi;
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

如果要生成直接烧写eMMC的文件,则需要使用新编译的内核来生成boot.img,然后复制到烧写用的SD卡即可直接烧写到eMMC.
对于Android,将新的uImage复制Android源码的device/friendly-arm/nanopi3/boot/ 下,然后编译Android即可获得新的boot.img .
对于Debian, 则需要使用按以下方法来生成boot.img :
1) 下载debian_nanopi2

git clone https://github.com/friendlyarm/debian_nanopi2.git

2) 复制用于HDMI的uImage到debian_nanopi2/boot/uImage.hdmi, 复制用于LCD的 uImage到debian_nanopi2/boot/uImage ;
3) 生成Debian的 boot.img

cd debian_nanopi2
mkdir rootfs
./build.sh

新的 boot.img 在 debian_nanopi2/sd-fuse_nanopi2/debian 下.
其中命令"mkdir rootfs"只是创建一个空的目录使得build.sh可以运行,因此生成的其它文件比如rootfs.img不能使用。

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/s5p6818/android
./vendor/friendly-arm/build/common/build-modules.sh

其中 “/opt/FriendlyARM/s5p6818/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。

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 s5p6818_nanopi3_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NanoPC-T3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NanoPC-T3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NanoPC-T3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:您不能直接使用dd来更新SD卡,否则有可能会导致无法正常启动。

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 16.04,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

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 nanopi3-lollipop-mr1
repo sync

其中“android”是指工作目录。

  • 编译系统
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
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_s5p6818/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

  • 烧写到eMMC

成功编译Android后,可过2种方式烧写到eMMC,分别如下:
1) fastboot: 板子从eMMC启动后通过串口快速按任意键进入uboot命令行模式,输入命令fastboot即可启动此方式。
连接USB线,然后PC端输入以下命令:

cd out/target/product/nanopi3
sudo fastboot flash boot boot.img
sudo fastboot flash cache cache.img
sudo fastboot flash userdata userdata.img
sudo fastboot flash system system.img
sudo fastboot reboot

2) 使用SD卡烧写
复制out/target/product/nanopi3下的boot.img, cache.img, userdata.img, system.img, partmap.txt到烧写用SD卡的images/android下,再次烧写即可。

扩展连接

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

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/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

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。

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

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:

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

源代码和烧写文件的下载地址

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.

更新日志

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。

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;

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;

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

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

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

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

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