NanoPi NEO Plus2开发环境搭建

1、前言

NanoPi NEO Plus2是友善电子推出的一款非常小巧精致的开源硬件，该开源硬件的CPU是基于Allwinner公司的64位四核ARM Cortex-A53处理器H5，并且内置了六核Mail450 GPU，该开源硬件集成了1GB DDR3内存，标配8GB eMMC高速闪存，板载了WiFi蓝牙模块和以太网接口等，支持从Mico SD卡启动运行系统。

对于该开源硬件的更多详细信息可参考下面链接：

http://www.arm9.net/nanopi-neo-plus2.asp

接下来欣赏一下板子的布局图和接口示意图：

接下来是引脚接口图：

更多关于NanoPi NEO Plus2开源硬件的资料，可去官方Wiki页面查看。

2、Linux系统烧写

先准备好一张高速的TF卡以及一个读卡器，还有给开发板供电的电源适配器，电源需要5V/2A输出，接下来介绍如何将官方提供的固件烧写到TF卡里面，有两种方法如下：

（1）Windows下使用烧写工具

在Windows下可以使用烧写工具Win32 Disk Imager软件进行烧写，先准备好友善官方提供好的固件，对其解压，例如固件：

nanopi-neo-plus2_sd_friendlycore-xenial_4.14_arm64_20190918.img.zip

上面给出的文件是基于Ubuntu Core构建的系统固件，固件是基于Linux-4.14内核，对其固件解压后，打开软件进行烧写：

在软件上面选择好TF卡的盘符，然后选择要烧写的固件，点击Write按钮进行烧写：

烧写成功后如下所示：

（2）Linux系统下使用dd命令

首先在Linux终端下解压镜像：

$ unzip nanopi-neo-plus2_sd_friendlycore-xenial_4.14_arm64_20190918.img.zip

将TF卡插入到Linux系统上，使用df命令查看哪些设备已经挂载：

$ df -h

由此可见插入的TF卡设备名称为/dev/sdc1，只有一个分区，为了防止在写入镜像时，有其它读取或写入，需要将挂载的设备进行卸载：

$ umount /dev/sdc1

然后使用dd命令将镜像进行写入：

$ sudo dd bs=4M if=nanopi-neo-plus2_sd_friendlycore-xenial_4.14_arm64_20190918.img \
of=/dev/sdc

在上面的命令中bs代表一次写入多大的块，bs是blocksize的缩写，if参数后面是镜像的路径，of参数后面为写入的设备。

烧写完成后，将产生boot分区和根文件系统分区，分区内容如下：

最后，将TF卡插入到NanoPi NEO Plus2的Mico SD卡接口，使用USB转串口工具将开发板的Debug串口和PC的USB接口进行连接，打开串口终端软件，将开发板进行上电登入到系统。

登入界面如下所示：

成功登入系统后，便可以进行这个小玩具的开发了。

3、开发环境搭建

（1）安装交叉编译工具链

先在官方提供的地址内下载交叉编译工具链，然后解压编译器：

$ mkdir ~/FriendlyARM/toolchain -p
$ mv gcc-linaro-6.3.-2017.02-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz ~/FriendlyARM/toolchain/
$ cd ~/FriendlyARM/toolchain
$ tar -xf gcc-linaro-6.3.-2017.02-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz

将交叉编译工具链的路径添加到用户的环境变量中：

$ vim ~/.bashrc

在文件最后添加如下：

使用下面的命令让其环境变量马上生效：

$ source ~/.bashrc

最后，查看交叉编译工具链版本，检查是否安装成功：

$ aarch64-linux-gnu-gcc -v

输出结果如下，说明安装成功：

（2）编译u-boot

在上面中，已经安装好了交叉编译工具链，接下来简单介绍如何进行u-boot编译：

先安装一些软件依赖：

$ sudo apt-get install swig python-dev python3-dev device-tree-compiler

使用git对u-boot源码下载，并切换到对应的分支：

$ git clone git@github.com:Cqlismy/u-boot.git -b sunxi-v2017.x --depth 

开始编译u-boot源码：

$ cd u-boot/
$ make nanopi_h5_defconfig CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
$ make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

编译完成后输出结果如下：

在u-boot源码的spl目录将生成需要的文件sunxi-spl.bin，在源码根目录生成u-boot.itb文件，使用dd命令可更新TF卡上的u-boot，如下：

将TF卡插入到Linux系统后，执行下面命令：

$ cd u-boot
$ dd if=spl/sunxi-spl.bin of=/dev/sdX bs= seek=
$ dd if=u-boot.itb of=/dev/sdX bs= seek=

对于/dev/sdX为TF卡上的启动分区。

（3）编译kernel：

首先下载Linux内核源码，并切换到对应的分支：

$ git clone git@github.com:Cqlismy/linux.git -b sunxi-4.14.y --depth 

接下来开始编译内核源码：

$ cd linux/
$ touch .scmversion
$ make sunxi_arm64_defconfig ARCH=arm CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
$ make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

编译成功后如下所示：

将会在源码的arch/arm64/boot目录下生成需要的Image镜像文件，在arch/arm64/boot/dts/allwinner目录下生成dtb文件。

假设TF卡的boot分区挂载在/media/SD/boot，可以使用下面命令更新镜像文件和设备树：

$ cd linux
$ cp arch/arm64/boot/Image /media/SD/boot
$ cp arch/arm64/boot/dts/allwinner/sun50i-h5-nanopi*.dtb /media/SD/boot

另外，假设NanoPi NEO Plus2已经通过WiFi或者以太网接口接入网络，可以在Linux宿主机中通过scp命令进行设备树二进制文件和内核镜像更新：

$ cd linux
$ scp arch/arm64/boot/Image root@192.168.137.162:/boot
$ scp arch/arm64/boot/dts/allwinner/sun50i-h5-nanopi*.dtb root@192.168.137.162:/boot

需要注意的是，在使用scp命令进行文件传输时，将会提示要求输入NanoPi开发板root用户的密码，输入fa，然后回车即可。　

如果想编译和更新驱动模块的话，可以使用下面命令：

$ cd linux
$ make modules ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

当TF卡的rootfs分区挂载在/media/SD/rootfs时，使用下面命令更新rootfs的驱动模块：

$ make modules_install INSTALL_MOD_PATH=/media/SD/rootfs ARCH=arm64 \
CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

4、小节

本文主要简单地介绍了NanoPi NEO Plus2这款开源硬件，以及简单介绍了开发这个小玩具之前所要搭建的一些开发环境。