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NanoPi Duo: Linux für das Breadboard

Moritz Rosenfeld on September 7, 2017 - 2:30 am in OSS

Kleincomputer ab 8 Dollar: der NanoPi Duo von FriendlyElec bringt Linux auf handelsübliche Breadboards. Optional steckt man ihn auf ein Breakout-Board im Raspberry-Pi-Format.

Oft sehen Einplatinenrechner dem Raspberry Pi zum verwechseln ähnlich. Wenigstens äußerlich versuchen die Konkurrenten ihrem Vorbild möglichst nahe zu kommen. Einen anderen Ansatz verfolgt FriendlyElec (auch bekannt als FriendlyARM) mit dem NanoPi Duo: der Mini-Rechner erinnert auf den ersten Blick an Steckbrett-taugliche Arduinos.

Steckbar

An Stelle der üblichen zweipoligen Pinleiste für die GPIOs (General Purpose Input/Output) hat der NanoPi Duo zwei einpolige Reihen an den Rändern. Der Linux-Computer lässt sich somit auf die gebräuchlichen Experimentierplatinen stecken. Links und rechts der Platine bleibt dabei jeweils eine Pinreihe frei. Mit Seitenlängen von 50 und 25,4 Millimetern sind die Abmessungen kleiner als beim Raspberry Pi Zero.

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NanoPi Duo auf einem Breadboard Vergrößern
Bild: FriendlyElec

Bei der Auswahl der Hardware hat sich FriendlyElec stark am Orange Pi Zero des Mitbewerbers Xunlong orientiert. Gleich sind das System-on-a-Chip (SoC), der RAM (wahlweise 256 MB oder 512 MB), der WLAN-Chip und ein (unbestückter) SPI-Flash, der den Bootvorgang ohne SD-Karte ermöglicht.

Das SoC ist ein Allwinner H2+. Mit dessen vier Cortex-A7-Kernen kommt der Rechner ungefähr auf das Leistungsniveau der ersten Version des Raspberry Pi 2 (wenig bekannt: der aktuelle Raspi 2 wird mit dem SoC des Raspi 3 bestückt, einem leistungsfähigeren Cortex-A53-Vierkerner).

Funkloch

Ein Schwachpunkt dürfte der WLAN-Chip sein: Der vom Orange Pi Zero bekannte XR819 von Allwinner machte sich bereits dort einen schlechten Namen. Nominell beherrscht er zwar die Standards 802.11b/g/n. Die Übertragungsraten erreichen jedoch bestenfalls niedrige zweistellige Werte (in MBit/s), manchmal auch nur einstellig. Immerhin bietet der Duo neben der Onboard-Antenne noch einen IPEX-Anschluss, so dass man das Problem mit einer besseren Antenne ein wenig abschwächen kann. Für nicht zeitkritische IoT-Anwendungen – zum Beispiel die gelegentliche Übertragung von Sensordaten – ist die Performance ausreichend. Bluetooth wird nicht unterstützt.

FriendlyElec
Ab Werk leider unbestückt: der SPI-Flash. Vergrößern
Bild: FriendlyElec

Die Schnittstellen erreicht man über die beiden 16-poligen Pinreihen. Bastelfreunde finden mehrere serielle Schnittstellen, I²C und SPI. Für konventionellere Anwendungen sind auch zweimal USB, einmal Fast Ethernet, ein Mikrofoneingang (Mono), Line-Out (Stereo) so wie ein TV-Ausgang dabei. Weitere Möglichkeiten zur Bildausgabe sind nicht vorgesehen.

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Die Schnittstellen des NanoPi Duo. Der Micro-USB Port ist OTG-fähig. Vergrößern
Bild: FriendlyElec

Größer mit Mini-Shield

Zugänglicher wird der Mini-Computer wenn man ihn auf das optionale Mini-Shield steckt. Hier diente bei den Maßen und der Anordnung der Buchsen dann doch wieder der Raspi als Vorbild. Eine Besonderheit ist der Steckplatz für SSDs mit mSATA-Anschluss (Half Size). Die Anbindung des Massenspeichers erfolgt über einen der beiden USB-2.0-Kanäle des Duo. Als Brückenchip kommt ein JMS567 von JMicron zum Einsatz, der auch UASP (USB Attached SCSI Protocol) unterstützt. Der andere USB-Kanal bindet über einen Hub die vier USB-Buchsen an.

Das Mini-Shield macht aus dem Duo einen fast gewöhnlichen Einplatinenrechner – mit Steckplatz für eine mSATA SSD.
Das Mini-Shield macht aus dem Duo einen fast gewöhnlichen Einplatinenrechner – mit Steckplatz für eine mSATA SSD. Vergrößern
Bild: FriendlyElec

Weitere Features des Mini Shields sind eine Ethernet-Buchse, eine AV-Klinkenbuchse, ein On-Board-Mikrofon, ein serieller Debugging-Port so wie zwei mal 9 GPIO-Pins – gewissermaßen ein Rest der üblichen 40-poligen Doppelreihe.

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Mini-Shield ohne Duo Vergrößern
Bild: FriendlyElec

Linux

In Sachen Betriebssystem macht FriendlyElec nicht alles richtig, aber eindeutige Fortschritte. Das angebotene “Ubuntu Core” ist nach wie vor eine unorthodoxe Eigenkreation, die nicht viel mit Canonicals Ubuntu Core zu tun hat. Es wurde per Dist-Upgrade von einem Ubuntu Core 15.10 auf die Version 16.04 LTS gehoben. Während das offizielle Ubuntu Core bei der Paketverwaltung zu einem rein Snap-basierten System weiterentwickelt wurde, funktioniert FriendlyElecs Variante weiterhin mit APT.

FriendlyElec
Mit Npi-config erleichtert FriendlyElec die Konfiguration. Unter “Advanced Options” lassen sich unter anderem SPI und I2C aktivieren. Vergrößern
Bild: FriendlyElec

Der verwendete Linux-Kernel trägt die Versionsnummer 4.11. Damit verzichtet FriendlyElec auf den veralteten Kernel 3.4 des SoC-Herstellers Allwinner und setzt stattdessen auf einen eigenen Kernel, der direkt vom offiziellen Mainline-Linux abgeleitet ist. Die darin enthaltenen Open-Source-Treiber wurden von der Sunxi-Community ohne Unterstützung von Allwinner entwickelt. Damit werden einerseits Features wie UASP erst möglich, andererseits fehlen einige Funktionen (z.B. 3D-Grafik, Video-Decoder).

FriendlyElecs Login-Screen gleicht „zufällig“ dem von Armbian.
FriendlyElecs Login-Screen gleicht „zufällig“ dem von Armbian. Vergrößern
Bild: FriendlyElec

Darüber hinaus hat sich der Hersteller einiges von Armbian abgeschaut und einige Tools des Community-Linux übernommen. Es ist sehr wahrscheinlich, dass Armbian den NanoPi Duo unterstützen wird.

Der NanoPi Duo ist direkt bei FriendlyElec erhältlich und kostet 7,99 US-Dollar (256 MB, rund 7 Euro) oder 11,99 US-Dollar (512 MB, 10 Euro). Für einen passenden Kühlkörper werden drei US-Dollar extra fällig (2,50 Euro), für das Mini-Shield 9,98 US-Dollar (8 Euro). (hch)

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