カテゴリー: マイナーハード

Allwinner H3搭載のOrange piシリーズの違いについて、ハードウェアとOSの互換性に絞って解説。

2015/09/16現在、リリースされているAllwinner H3搭載のOrange piシリーズは下記の４機種
・Orange pi PLUS(OPi-PLUS)
・Orange pi 2(OPi2)
・Orange pi mini 2
・Orange pi PC(OPi-PC)

まず、「Orange pi 2」と「Orange pi mini 2」はWiFi対応のためのチップの有無で、基盤自体は共通になるためどちらも「OPi2」としてとして扱われる。

「Orange pi PLUS」は、内蔵ストレージがある(eMMC)、SATAコネクタがある、など、差異が大きく、別扱いとなっている。

「Orange pi 2/mini 2」と「Orange pi PC」は、だいたい同じだが、特にUSB周りの構成が異なっている。
「Orange pi 2/mini2」では、基板上にUSBハブのチップが載っており、そこを経由してUSB機器を接続している。
「Orange pi PC」では、H3チップの持つUSBコントローラ機能を直接コネクタにつないでいる。
コスト削減になっているが、USB機器側でなにか変な動作した場合に、直接H3チップに影響がいくことになるため、壊れやすくはなっていると思われる。

機種間の差異はLinux起動時に読み込まれる「script.bin」と「uImage」にて対応している。
/bootディレクトリか/media/bootディレクトリに配置されている。
また、HDMI出力時の解像度変更は「script.bin」内の設定で行われている。

script.binについては、ある程度汎用性があるようで、他の機種用に出ているOSのscript.binを置き換えて、無理やり対応させる、ということは可能。

uImageのほうは、Linux kernelと関係しているので、置き換えてもうまく動かない可能性の方が高い。

Allwinner H3搭載のOrange pi PC(OPi-PC)でLinux OSを使う方法は２つあります。

１つは、公式がリリースしているLubuntu 14.04 LTSイメージを使用する。
もう１つは、フォーラムでloborisさんが公開しているUbuntu 15.04 / Debian 8イメージを使用する。

公式のLubuntu 14.04は、一見、特に問題なく動くように見えますが
よくよく見てみると/lib/modules/ディレクトリの下とか、/bootの下のファイルとかに整合性がとれて無い部分があってちょっとアレです。

もう１つのloborisさんが公開している方がちゃんとしている感じがします。
公開場所「Debian & Ubuntu for Orange PI H3 boards」

このイメージは下記のAllwinner H3搭載機で動作します。
・Orange pi plus(WiFi,内蔵フラッシュストレージ,SATAコネクタ搭載)
・Orange pi 2(WiFi搭載)
・Orange pi mini 2(WiFi無し)
・Orange pi PC(WiFi無し)

機種間で差異がありますが、それは機種毎に用意されている「script.bin」と「uImage」を適切に配置することで対処できます。

初心者に優しくない導入手順

1. 配布ディレクトリから必要なイメージファイルを入手
　「～.img.xz」がディスクイメージファイルです。
　目的とするOSのものをダウンロードします。

2. 配布ディレクトリから、最新のscriptbin_kernel.tar.gzを入手
　ディスクイメージの日付とscriptbin_kernel.tar.gzの日付を比較し
　scritbinの方が新しい場合、これもダウンロードします。

3. xzファイルを解凍
　「7-Zip」などを使ってファイルを解凍します

4. Win32 Disk Imager などを使ってmicroSDにディスクイメージを書き込みます
　書き込み後のmicroSDは、FAT32のパーテーションと、ext4のパーテーションにわかれます。

5. FAT32パーテーションをマウントし「script.bin」と「uImage」をコピーする
　FAT32パーテーションの中にscript.bin.OPI-2_1080p50などのファイルがあります。
　必要なファイルをコピーして配置します。
　Orange pi 2とOrange pi mini 2の場合
　　「script.bin.OPI-2_～」から使いたいHDMIの解像度のファイルを「script.bin」としてコピー
　　「uImage_OPI-2」を「uImage」としてコピー
　Orange pi PCの場合
　　「script.bin.OPI-PC_～」から使いたいHDMIの解像度のファイルを「script.bin」としてコピー
　　「uImage_OPI-2」を「uImage」としてコピー
　Orange pi plusの場合
　　「script.bin.OPI-PLUS_～」から使いたいHDMIの解像度のファイルを「script.bin」としてコピー
　　「uImage_OPI-PLUS」を「uImage」としてコピー

6. Orange piにmicroSDを入れて起動

7. Orange piにログイン
　ユーザ名「orangepi」、パスワード「orangepi」

8. ファイルシステムの拡張
　そのままだとmicroSDの一部しか使われていないので、未使用領域も使える様にコマンドを実行
　「sudo fs_resize」
　パスワードは「orangepi」

9. 再起動
　「sudo reboot」

10. 再起動後、scriptbin_kernel.tar.gzをOrange piに転送

11. scriptbin_kernel.tar.gzを展開

12. 配布物にあるlib/modules/3.4.39/を/lib/modules/3.4.39/にコピーして置き換え

13. script.binとuImageを/media/boot/ にコピーして置き換え

14. 再起動

2016/11/07追記

「わずか2000円強でAndroidやLinuxを動かせるギガビットLAN搭載のシングルボードコンピューター「Orange Pi PC2」が登場」で紹介されている、Orange Pi PC2に関する記事はこちら
　　↓
「Allwinner H5搭載のOrange Pi PC2が$23.13で発売開始」

送料込みで$18.15のRaspberry piみたいなやつの「Orange pi PC」が届いた。

（Orange pi PCについての情報は「Kickstarter案件つぶしのAllwinner H3搭載Orange pi PC $15」も参照のこと。）

8/26にFree shippingの「China Post Registered Air Mail」配送で発注を行い
8/31に発送連絡があり
9/2から日本郵政のEMSトラッキングで追跡できるようになり
9/6に通関し、9/7に到着しました。

箱と添付の紙はOrange Pi 2の時と同じものでした。
中身だけが違う

プラケースに入ってない方がOrange pi PC。
部品レイアウトが似た感じがあるものの、位置がいろいろ違い、Orange Pi 2用に穴開けたケースの流用はそのままでは無理そうだ。

HDMIコネクタと、USB２ポートとLANは同じような位置だけど
電源コネクタと、オーディオ/VIDEO端子の位置が大きくずれている。
また、基盤固定用のネジの位置も全然違う

さて、Orange pi PCは、OS部分をmicroSDに入れて起動する。
現在、使えるのはAndroidとLubuntu 14.0.4の２つ。
Orange pi 2と共通、というような記述が一部に見られたが、配布イメージ名がそれぞれ別なので、たぶん、違うんでしょう。
(例えばpi mini 2用のを使うと、起動して使えそうな感じはするものの、実際はUSBポートが一部動作しない、とかあるようです)

で、ダウンロードページには「Google Drive」と「Baidu Cloud」の２つが書いてありますが、Googleのリンクが動いていません。
Orange piのページでは良くあることで、基本Baiduからダウンロードで、Google Driveがあればラッキー、ぐらいに考えてください。

まぁ、Baiduは非常に遅い、というのもありますので、私がdropboxに転載したのも置いときます。
「Lubuntu_1404_For_OrangePiPC_v0_8_0_.img.xz」

Lubuntuは起動するとUbuntu 14.04.1 LTSです。
apt-get upgradeとapt-get updateを実行すると14.04.3 LTSになります。

sshでログインすると、こんな感じです。

Welcome to Ubuntu 14.04.3 LTS (GNU/Linux 3.4.39 armv7l)

 * Documentation:  https://help.ubuntu.com/

Last login: Mon Sep  7 19:54:20 2015 from 192.168.1.xxx
orangepi@orangepi:~$ su -
Password:
root@orangepi:~# uname -a
Linux orangepi 3.4.39 #41 SMP PREEMPT Sun Jun 21 13:09:26 HKT 2015 armv7l armv7l armv7l GNU/Linux
root@orangepi:~#

ちなみに、初期パスワードは「orangepi」です。

root@orangepi:~# cat /proc/cpuinfo
Processor       : ARMv7 Processor rev 5 (v7l)
processor       : 0
BogoMIPS        : 1920.00

processor       : 1
BogoMIPS        : 1920.00

processor       : 2
BogoMIPS        : 1920.00

Features        : swp half thumb fastmult vfp edsp thumbee neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0xc07
CPU revision    : 5

Hardware        : sun8i
Revision        : 0000
Serial          : 1400519007185c240a8e
root@orangepi:~# cat /proc/meminfo
MemTotal:        1026864 kB
MemFree:          524968 kB
Buffers:           52156 kB
Cached:           260984 kB
SwapCached:            0 kB
Active:           270396 kB
Inactive:         175108 kB
Active(anon):     132964 kB
Inactive(anon):     8248 kB
Active(file):     137432 kB
Inactive(file):   166860 kB
Unevictable:          32 kB
Mlocked:              32 kB
HighTotal:        270336 kB
HighFree:          48768 kB
LowTotal:         756528 kB
LowFree:          476200 kB
SwapTotal:             0 kB
SwapFree:              0 kB
Dirty:                 0 kB
Writeback:             0 kB
AnonPages:        132444 kB
Mapped:            32356 kB
Shmem:              8848 kB
Slab:              32096 kB
SReclaimable:      21912 kB
SUnreclaim:        10184 kB
KernelStack:        2360 kB
PageTables:         3224 kB
NFS_Unstable:          0 kB
Bounce:                0 kB
WritebackTmp:          0 kB
CommitLimit:      513432 kB
Committed_AS:    1249212 kB
VmallocTotal:     245760 kB
VmallocUsed:       29312 kB
VmallocChunk:     212992 kB
root@orangepi:~#

中身自体は、Linux kernelにかかわるところが独自なだけで、あとは普通にRaspberry用のUbuntu/Lubuntuです。
aptの設定に、Allwinner H3搭載のOrange pi用の設定がないので、機種依存となるkernel周りは、aptではアップデートされません。
なので、現状、インターネットに公開するサーバとしてOrange piを使用するには、不安なところです。

Orange pi2でlshwを実行した結果をメモとして保存。

root@orangepi:~# lshw
orangepi
    description: Computer
    width: 32 bits
  *-core
       description: Motherboard
       physical id: 0
     *-memory
          description: System memory
          physical id: 0
          size: 1003MiB
     *-cpu
          physical id: 1
          bus info: cpu@0
          size: 1200MHz
          capacity: 1200MHz
          capabilities: cpufreq
  *-network:0
       description: Wireless interface
       physical id: 1
       logical name: wlan1
       serial: 56:e4:bd:yy:yy:yy
       capabilities: ethernet physical wireless
       configuration: broadcast=yes driver=rtl8189es driverversion=3.4.39 firmware=N/A link=no multicast=yes wireless=IEEE 802.11abgn
  *-network:1
       description: Wireless interface
       physical id: 2
       logical name: wlan0
       serial: 54:e4:bd:yy:yy:yy
       capabilities: ethernet physical wireless
       configuration: broadcast=yes driver=rtl8189es driverversion=3.4.39 firmware=N/A link=no multicast=yes wireless=IEEE 802.11abgn
  *-network:2
       description: Ethernet interface
       physical id: 3
       logical name: eth0
       serial: 0e:ef:0f:xx:xx:xx
       size: 100Mbit/s
       capacity: 100Mbit/s
       capabilities: ethernet physical tp mii 10bt 10bt-fd 100bt 100bt-fd autonegotiation
       configuration: autonegotiation=on broadcast=yes driver=sunxi_geth driverversion=SUNXI Gbgit driver V1.1 duplex=full ip=192.168.1.xx link=yes multicast=yes port=MII speed=100Mbit/s
root@orangepi:~# lshw -businfo
Bus info  Device  Class      Description
========================================
                  system     Computer
                  bus        Motherboard
                  memory     1003MiB System memory
cpu@0             processor
          wlan1   network    Wireless interface
          wlan0   network    Wireless interface
          eth0    network    Ethernet interface
root@orangepi:~#

おや？CPUコアがcpu@1だけなのか？

root@orangepi:~# cat /proc/cpu
cat: /proc/cpu: Is a directory
root@orangepi:~# cat /proc/cpuinfo
Processor       : ARMv7 Processor rev 5 (v7l)
processor       : 0
BogoMIPS        : 4800.00

processor       : 1
BogoMIPS        : 4800.00

processor       : 2
BogoMIPS        : 4800.00

Features        : swp half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0xc07
CPU revision    : 5

Hardware        : sun8i
Revision        : 0000
Serial          : 0400519006183c1806cc
root@orangepi:~# cat /proc/meminfo
MemTotal:        1027348 kB
MemFree:          736256 kB
Buffers:           29840 kB
Cached:           203032 kB
SwapCached:            0 kB
Active:           144444 kB
Inactive:         107744 kB
Active(anon):      19388 kB
Inactive(anon):      160 kB
Active(file):     125056 kB
Inactive(file):   107584 kB
Unevictable:           0 kB
Mlocked:               0 kB
HighTotal:        270336 kB
HighFree:          68636 kB
LowTotal:         757012 kB
LowFree:          667620 kB
SwapTotal:        102396 kB
SwapFree:         102396 kB
Dirty:                40 kB
Writeback:             0 kB
AnonPages:         19312 kB
Mapped:            16156 kB
Shmem:               236 kB
Slab:              18324 kB
SReclaimable:       9716 kB
SUnreclaim:         8608 kB
KernelStack:         792 kB
PageTables:          644 kB
NFS_Unstable:          0 kB
Bounce:                0 kB
WritebackTmp:          0 kB
CommitLimit:      616068 kB
Committed_AS:      97612 kB
VmallocTotal:     245760 kB
VmallocUsed:       29976 kB
VmallocChunk:     212864 kB
root@orangepi:~#

こっちだとProcessor0,1,2と、３つ見える。

見え方について微妙な感じなのか？