NanoPi NEO2/zh

From FriendlyARM WiKi
Revision as of 09:36, 17 October 2017 by Kangjing (Talk | contribs)

(diff) ← Older revision | Latest revision (diff) | Newer revision → (diff)
Jump to: navigation, search

English

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。

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)

接口布局和尺寸

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

机械尺寸

NanoPi-NEO2-1701-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 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

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

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-neo2_ubuntu-core-xenial_3.10.y_YYYYMMDD.img.zip Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统固件,使用Linux-3.10内核
nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统固件,使用Linux-4.x内核
nanopi-neo2_debian-nas-jessie_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip NAS系统固件,使用Linux-4.x内核,配合1-bay NAS Dock使用
nanopi-neo2_ubuntu-oled_4.x.y_YYYYMMDD.img.zip OLED系统固件,使用Linux-4.x内核,配合NanoHat OLED使用
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

制作Ubuntu-Core with Qt-Embedded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Air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。

Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统的使用

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

neo-plus2-login
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

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

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、硬件接口(Serial/I2C/SPI/PWM/I2S)使能等,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:
npi-config

连接有线网络

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

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]
  • 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维基:Use NetworkManager to configure network settings

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。

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

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
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: Codec [H3 Audio Codec], device 0: CDC PCM Codec-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

全志H5和H3这两款CPU内部都自带了同一个codec设备,在主线内核中被命名为[H3 Audio Codec]。

播放音频:

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

录制音频:

$ arecord -f cd -d 5 test.wav

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。
Ubuntu-Core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Ubuntu-Core with Qt-Embedded系统

使用开源社区主线BSP

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-4.x.y的方法,请参考维基:Mainline U-boot & Linux

使用全志原厂BSP

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。

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。

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。

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-neo2 -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。

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-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。

清理lichee源码

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

使用扩展配件及编程示例

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 v1.2 for NanoPi NEO/NEO2
步骤(4)

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

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

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

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

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

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

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

frameless

下载文件

资源链接

手册原理图等开发资料

更新日志

2017-07-04

nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.11.2_20170630:

  • 使用NetworkManager作为网络管理工具;
  • Linux-4.x主线内核支持I2S0和NanoHat PCM5102A;
  • Linux-4.x主线内核支持Matrix-2'8_SPI_Key_TFT;
  • 优化内存使用策略,提升系统稳定性;

nanopi-neo2_debian-nas-jessie_4.11.2_20170630:

  • 内核保持和nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.11.2_20170630一致;
  • 支持DS1307和NTP自适应设置系统时间;

nanopi-neo2_ubuntu-oled_4.11.2_20170703:

  • 内核保持和nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.11.2_20170630一致;
  • 优化内存使用策略,提升系统稳定性;

2017-05-31

nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.11.2_20170531:
nanopi-neo2_ubuntu-oled_4.11.2_20170531:

  • 升级U-boot版本到2017.05;
  • 升级Linux内核版本到4.11.2;

nanopi-neo2_debian-nas-jessie_4.11.2_20170531:

  • 改善系统稳定性;

2017-05-25

nanopi-neo2_debian-nas-jessie_4.11.2_20170525:

  • 升级U-boot版本到2017.05;
  • 升级Linux内核版本到4.11.2;
  • 改善NAS系统的稳定性;
  • 优化OpenMediaVault的配置选项;
  • 启用swap分区;

2017-05-23

nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_3.10.65_20170523:

  • 支持i2c0/1;
  • 添加npi-config功能;
  • 添加系统启动时显示欢迎界面功能;
  • 支持Bakebit;

nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.11.0_20170523:

  • 使用npi-config配置使能pwm0时提示用户该操作会禁用调试串口;

nanopi-neo2_ubuntu-oled_4.11.0_20170523:

  • 修复OLED显示温度单位错误的问题;

2017-05-18

nanopi-neo2_ubuntu-core-xenial_4.x.y_20170518:

  • 支持通过npi-config使能/禁止i2c/spi/serial/pwm;
  • 支持通过WiringNP来控制gpio引脚;
  • 支持通过扩展3.5mm耳机孔录制和播放音频;
  • 支持市面上大多数USB以太网卡/USB WiFi网卡;
  • 支持串口打印内核启动信息;
  • 支持软件生成唯一MAC地址功能;
  • 支持使用Bakebit套件;
  • 修复系统启动时欢迎界面温度显示异常的问题;

nanopi-neo2_debian-nas-jessie_4.x.y_20170518:

  • 修复系统启动时欢迎界面温度显示异常的问题;

nanopi-neo2_ubuntu-oled_4.x.y_0518:

  • 首次发布默认支持OLED的ROM;

2017-04-28

  • 添加使用主线U-boot和Linux的章节;

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;

2017-03-30

  • 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;