NanoPi NEO Core/zh

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English

介绍

概览
正面
背面
  • NanoPi NEO Core(以下简称”NEO Core”)是NanoPi NEO以核心板形式的呈现,相同的尺寸,相同的排针定义,相同的软件支持,把大块头的接口座改为排针引出,同时增加了eMMC存储,更加适合企业用户作为模块嵌入到产品中。
  • NEO Core采用了软件生态日趋成熟的全志四核A7架构H3主控,配备256M/512M DD3内存,用户可根据自己的需要选用8GB/16GB/32GB eMMC高速闪存,或者不要eMMC存储。
  • 友善电子团队为其精心定制开发了基于主线内核Linux-4.11(或更新版本)的Ubuntu Core系统,更加安全稳定。
  • 在极其有限的空间里,3排2.54mm的排针引出了I2C、串口、SPI、I2S、USB、网口、GPIO等常用接口,方便扩展和外接其他模块,它是创客、高端极客们发挥创意的绝佳选择。
  • 为了方便您开发评估,我们还设计了和树莓派3接口尺寸相近的底板Mini Shield for NanoPi NEO Core/Core2,它可以安装到大部分树莓派外壳中,并可以安插使用NanoPi NEO Core2核心板。

资源特性

  • CPU: Allwinner H3, Quad-core Cortex-A7 Up to 1.2GHz
  • DDR3 RAM: 256MB/512MB DDR3 RAM
  • Storage: NC/8GB/16GB/32GB eMMC
  • MicroSD Slot x 1
  • MicroUSB: OTG and power input
  • GPIO: two 2.54mm spacing 12x2pin header,one 2.54mm spacing 10x2pin header
  • Connectivity: 10/100M Ethernet(6Pin, included in 2.54mm pitch pin header)
  • USB Host x3(included in 2.54mm pitch pin header)
  • Debug Serial Port(4Pin, included in 2.54mm pitch pin header )
  • Audio input/output Port(4Pin, included in 2.54mm pitch pin header )
  • GPIO:It includes UART, SPI, I2C, IO etc
  • PC Size: 40 x 40mm
  • Power Supply: DC 5V/2A
  • Temperature measuring range: -40℃ to 80℃
  • OS/Software: U-boot,Ubuntu-Core
  • Weight: xxg(WITHOUT Pin-headers)

接口布局和尺寸

接口布局

NanoPi NEO Core接口布局
pinout
  • GPIO1管脚定义
Pin# Name Linux gpio Pin# Name Linux gpio
1 SYS_3.3V 2 VDD_5V
3 I2C0_SDA / GPIOA12 4 VDD_5V
5 I2C0_SCL / GPIOA11 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
  • GPIO2管脚定义
Pin# Name Linux gpio Pin# Name Linux gpio
1 VDD_5V 2 SPI1_MOSI / GPIOA15 15
3 USB-DP1 4 SPI1_MISO / GPIOA16 16
5 USB-DM1 6 SPI1_CLK / GPIOA14 14
7 USB-DP2 8 SPI1_CS / GPIOA13 13
9 USB-DM2 10 MICIN1P
11 GPIOL11/IR-RX 363 12 MICIN1N
13 SPDIF-OUT/GPIOA17 17 14 LINEOUTR
15 PCM0_SYNC/I2S0_LRCK/I2C1_SCL 16 LINEOUTL
17 PCM0_CLK/I2S0_BCK/I2C1_SDA 18 UART_RXD0 / GPIOA5 / PWM0 5
19 PCM0_DOUT/I2S0_SDOUT 20 UART_TXD0 / GPIOA4 4
21 PCM0_DIN/I2S0_SDIN 22 VDD_5V
23 GND 24 GND
  • GPIO3管脚定义
Pin# Name Linux gpio Pin# Name Linux gpio
1 EPHY-LINK-LED 2 EPHY-SPD-LED
3 EPHY-TXP 4 EPHY-TXN
5 EPHY-RXP 6 EPHY-RXN
7 NC 8 NC
9 NC 10 NC
11 GND 12 GND
13 USB-DP3 14 GPIOA7 7
15 USB-DM3 16 I2C2_SCL / GPIOE12
17 5V 18 I2C2_SDA / GPIOE13
19 5V 20 SYS_3.3V
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,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

机械尺寸

NanoPi-NEO-Core-v1 0-1705-dimensions.png

详细尺寸:pcb的dxf文件

快速入门

准备工作

要开启你的NanoPi NEO Core新玩具,请先准备好以下硬件

  • NanoPi NEO Core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

经测试使用的TF卡

制作启动NanoPi NEO Core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

制作一张带运行系统的TF卡

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-neo-core_friendlycore-xenial_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip 基于UbuntuCore构建的FriendlyCore系统固件,使用Linux-4.x.y内核
nanopi-neo-core_eflasher_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip eflasher系统固件,使用Linux-4.x.y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

TF卡启动系统

制作FriendlyCore系统TF卡
  • 将Ubuntu-Core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 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。

  • 当制作完成TF卡后,拔出TF卡插入NEO Core的BOOT卡槽,上电启动(注意,这里需要5V/2A的供电),你可以看到绿灯常亮以及蓝灯闪烁,这时你已经成功启动Ubuntu-Core系统。

注意: Debian/Ubuntu系列的ROM都可以使用上述方法制作TF系统启动卡。

烧写系统到eMMC

  • 将eflasher系统固件和烧写工具win32diskimager.rar分别解压,在Windows下插入TF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TF卡盘符,选择系统固件,点击 Write 按钮烧写即可。

  • 当制作完成TF卡后,拔出TF卡插入NEO Core的BOOT卡槽,上电启动(注意,这里需要5V/2A的供电),你可以看到绿灯常亮以及蓝灯闪烁,这时你已经成功启动eflasher系统。
  • 在命令行终端中通过执行下列命令进行烧写:
$ su root
$ eflasher

root用户的密码是fa,输入数字并回车选择想要安装到eMMC的系统,然后输入yes并回车确定开始烧写:
eflasher-console
等待烧写完毕后,断电并从BOOT卡槽中取出TF卡,此时再上电就会从eMMC启动系统了。

搭配Mini Shield for NanoPi NEO Core/Core2底板使用

推荐搭配Mini Shield for NanoPi NEO Core/Core2底板使用,Mini Shield for NanoPi NEO Core/Core2底板详细介绍请参考Mini Shield for NanoPi NEO Core/Core2底板介绍,以下是底板的接法。
Mini Shield for NanoPi NEO Core/Core2

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:
PSU-ONECOM-NEO-Core.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:
USB2UART-NEO-Core.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

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

FriendlyCore 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"

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

  • 使用USB WiFi

系统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

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

使用蓝牙

如果你的开发板板载有蓝牙模块,可输入以下命令搜索周边的蓝牙设备:

hcitool scan

使用hciconfig命令来了解接口的状态。


播放音频

在串口终端执行以下aplay命令播放一段音频:

aplay -t raw -c 2 -f S16_LE -r 44100 /root/test.pcm

HDMI输出声音

系统默认从3.5mm耳机座输出声音,想从HDMI输出需要修改文件系统上的配置文件/etc/asound.conf如下:

pcm.!default {
    type hw
    card 1
    device 0
}
 
ctl.!default {
    type hw
    card 1
}

card 0代表3.5mm耳机孔,card 1代表HDMI音频。设置完成后需要重启系统才能生效。

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。
连接测试USB摄像头的方法请参考:连接DVP摄像头模块(CAM500B)

开发自已的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。

运行Qt示例程序

执行以下命令:

$ sudo /opt/QtE-Demo/run.sh

运行结果如下,这是一个开源的QtDemo:
K2-QtE

连接DVP摄像头模块(CAM500B)

注:该功能仅支持使用Linux-3.4.y的系统固件。
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
连接开发板和CAM500B,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/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,你可以使用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。

命令行查看CPU工作温度

在串口终端执行如下命令,可以快速地获取CPU的当前温度和运行频率等信息:

$ cpu_freq

通过Rpi-Monitor查看系统状态

系统里已经集成了Rpi-Monitor,该服务允许用户在通过浏览器查看开发板系统状态。
假设开发板的IP地址为192.168.1.230,在PC的浏览器中输入下述地址:

192.168.1.230:8888

可以进入如下页面:
rpi-monitor
用户可以非常方便地查看到系统负载、CPU的频率和温度、可用内存、SD卡容量等信息。

通过WiringNP测试GPIO

wiringPi库最早是由Gordon Henderson所编写并维护的一个用C语言写成的类库,除了GPIO库,还包括了I2C库、SPI库、UART库和软件PWM库等,由于wiringPi的API函数和arduino非常相似,这也使得它广受欢迎。 wiringPi库除了提供wiringPi类库及其头文件外,还提供了一个命令行工具gpio:可以用来设置和读写GPIO管脚,以方便在Shell脚本中控制GPIO管脚。
我们在FriendlyCore系统中集成了这个工具以便客户测试GPIO管脚。详细信息请参看 WiringNP

如何编译FriendlyCore系统

使用开源社区主线BSP

NEO Core现已支持使用Linux-4.x.y内核,并使用Ubuntu Core 16.04,关于H3芯片系列开发板使用主线U-boot和Linux-4.x.y的方法,请参考维基:Mainline U-boot & Linux

使用扩展配件及编程示例

使用Mini Shield for NanoPi NEO Core/Core2

Mini Shield for NanoPi NEO Core/Core2是一个专为NanoPi NEO Core和NanoPi NEO Core2定做的功能扩展底板,底板扩展了网口、调试串口、音频、USB等常用接口。
详细介绍请参考:Mini Shield for NanoPi NEO Core/Core2
Mini Shield for NanoPi NEO Core/Core2 和 Core2

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_Core

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_Core

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_Core

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 NEO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_Core

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_Core

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_Core

Matrix - 2'8 SPI Key TFT显示模块

Matrix-2'8_SPI_Key_TFT模块是一款2.8英寸的TFT 触摸LCD,模块采用ST7789S驱动IC和XPT2046电阻式触摸IC,屏幕分辨率为240*320,采用SPI控制接口,模块还包含3个独立按键,可根据需要自定义功能。详见:Matrix - 2'8 SPI Key TFT
File:Matrix-2'8_SPI_Key_TFT-1706

3D 打印外壳

资源链接

手册原理图等开发资料