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Quantum Mini Linux 开发套件

Quantum Mini Linux 开发套件可能是市场上最小的 Linux 开发板，这是一款高度集成的套件，配备四核 CPU，能够在仅 40mm x 35mm 的尺寸下运行 Linux，同时还包括网络连接功能。它适用于个人服务器、智能语音助手以及机器人开发等场景。

该 SoM 被称为 Quark-N，基于 Allwinner H3，四核 Cortex-A7 和 ARM Mali400 MP2 GPU。采用 6 层高密度金 PCB 设计，将完整的 ARM-Linux 系统（CPU、DDR、eMMC）集成在 2x3cm 的空间内。此外，大部分 GPIO 通过 M.2 Key-A 金手指接口由板子引出，以最大限度地降低底板设计难度。您可以轻松使用两层板设计自己的底板，实现您的创意。

载板被称为 Atom-N，Quark-N 通过 M.2 接口连接到 Atom-N。Atom-N 引出一排金手指引脚以实现 I/O 扩展，扩展 SPI、I2C、UART、GPIO 和其他接口，方便完成您自己的设计。此外，它配备了 麦克风、MPU6050 运动传感器（加速度计和陀螺仪）、板载 4 个按钮（GPIO-KEY、Uboot、Recovery、Reset）、IPS 显示屏、Wi-Fi/蓝牙连接，大大扩展了该产品的可能性。

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特性​

  • 超小型（31mmx22mm）且高度集成的四核 Cortex-A7 Linux SoM（模块化系统）。

  • 载板（40mmx35mm）配备丰富的外设和接口：麦克风、陀螺仪、加速度计、4 个按钮（GPIO-KEY、Uboot、Recovery、Reset）以及 TFT 显示屏。

  • 集成完整的 ARM-Linux 系统，用于高级开发。

  • 无线连接功能（Wi-Fi + 蓝牙）。

  • 通过 M.2 接口设计您自己的底板。

  • 广泛的应用场景，例如个人服务器、智能语音助手和机器人开发。

  • 预装 xrdp 远程桌面服务器，无需 HDMI 线即可轻松监控控制。

规格​

规格详情
Quark-N SoM
CPU全志 H3，四核 Cortex-A7 @ 1GHz
GPUARM Mali400 MP2 GPU
内存512MB LPDDR3 RAM
存储16GB eMMC
接口以太网，SPI，I2C，UART，可复用 GPIO，MIC，LINEOUT
GPIO2.0mm 间距 26 针插针，USB-串口，I2C，UART，SPI，I2S，GPIO
PCB6 层高密度沉金设计
工作温度0-80°C
尺寸31mmx22mm
Atom-N 承载板
插槽m.2 接口用于 Quark-N
USBUSB 2.0×2 USB Type-C×1
无线连接RTL8723BU:

Wi-Fi: IEEE 802.11 b/g/n @2.4GHz

蓝牙: BT V2.1/ BT V3.0/ BT V4.0
板载外设1 x 麦克风

1 x MPU6050 运动传感器（陀螺仪 + 加速度计）

4 x 按钮（GPIO-KEY，Uboot，Recovery，Reset）

1 x TFT 显示屏
外部存储Micro-SD 卡槽
尺寸40mm*35mm

硬件概览​

tip

Quantum 现已更新至新版本，与旧版本相比，调整了天线类型以提升无线性能。此外，还通过将风扇焊点移至顶部优化了 PCB 布局。同时，Uboot 和 Recovery 按钮已被移除。

入门指南​

硬件需求​

下载最新系统镜像​

最新版本: 2021-1-11

sha256: 8f466adf56468b05d622eba27eb7b1a11ef6d4b943272984730a73ddff7cf59a

note

Quantum Mini Linux 开发板的系统镜像是基于 Nano Pi 的镜像修改而来。

第一步 - 准备可启动的 MicroSD 卡​

格式化 MicroSD 卡。如果您是 Windows 用户，可以通过右键点击 USB 驱动器并选择格式化来完成。

注意： 文件系统请选择 FAT32。

第二步 - 下载烧录工具​

下载开源烧录工具 balenaEtcher。根据您的操作系统（Windows/macOS/Linux）下载相应版本。

第三步 - 将操作系统镜像写入 USB​

选择下载的系统镜像，选择已格式化的 MicroSD 卡，然后点击 Flash！现在，可启动的 MicroSD 卡已经准备就绪。

启动系统​

现在，将 MicroSD 卡插入 Atom-N 的 MicroSD 插槽，并插入 USB Type-C 供电（USB 串口方向）。

然后，您可以使用 PC 上的任何串口软件打开 USB 串口！您应该能看到系统状态 LED 开始在 Quark-N（SoM）上闪烁，并且消息会打印到串口。

系统默认用户和密码​

  • 普通用户：
用户: pi
密码: quark
  • Root 用户：
用户: pi
密码: quark

系统配置​

您可以使用 npi-config 配置系统镜像的设置，例如用户、系统语言、时区、SSH 等。

note

默认设置已配置完成，如果您不清楚自己在配置什么，请保持默认设置。

Wi-Fi​

脚本连接​

最新镜像附带了一个 Python 脚本，可以更轻松地连接 Wi-Fi，将 SSID 和 PASSWORD 替换为您的信息：

cd ~/WorkSpace/System/net
sudo python connect_wifi.py SSID PASSWORD

手动连接​

这里我们使用 NetworkManager 管理网络，请按照以下步骤连接 Wi-Fi：

  • 切换到 root 用户：
su root
  • 打开 Wi-Fi：
nmcli r wifi on
  • 扫描附近的 Wi-Fi：
nmcli dev wifi
  • 连接到指定 Wi-Fi：
nmcli dev wifi connect "SSID" password "PASSWORD" ifname wlan0

其中，SSID 和 PASSWORD 替换为您的 Wi-Fi 凭据。一旦连接成功，下次会自动连接。

更多关于 NetworkManager 的参考，请阅读 这里。

软件更新（可选）​

连接网络后，建议更新软件：

sudo apt-get update

远程桌面连接​

如前所述，系统镜像默认运行 xrdp 服务器，因此您可以使用 Microsoft Remote Desktop（支持 Windows/macOS）在同一网络内建立远程桌面连接。

  • 使用 ifconfig 找到开发板的 IP 地址。

  • 在同一网络中，输入开发板的 IP 地址并登录。现在，您可以通过远程桌面控制开发板的桌面了！

蓝牙​

系统镜像内置了蓝牙驱动，您可以按照以下步骤启动蓝牙：

bluetoothctl

进入 bluetoothctl 界面后，运行 scan on 命令以列出所有附近的蓝牙设备：

scan on

复制设备的 MAC 地址，然后使用以下命令连接到设备：

pair A4:xx:xx:xx:xx:30
trust A4:xx:xx:xx:xx:30
connect A4:xx:xx:xx:xx:30

现在，您的开发板已连接到蓝牙设备。输入 quit 返回终端。在开发板上播放音乐，您将听到蓝牙音箱播放的音乐！

LCD 屏幕​

LCD 屏幕的驱动使用 SPI 与 CPU 通信，其驱动已内置在系统镜像中，因此在系统启动时，您应该能够看到系统的消息日志：

  • 如果将 USB 键盘和鼠标连接到开发板，这将成为最小型的 PC！

  • 系统中有一个简单的 pygame 示例，展示了如何通过 Python 使用 LCD。

  • 导航到项目所在位置：

cd WorkSpace/PyGame
  • 运行示例：
sudo python hello_world.py

麦克风​

Atom-N（载板）上还内置了一个麦克风，这使得它具备机器学习能力！对于简单测试，可以使用系统镜像中预装的 Audacity 软件。

  • 使用远程桌面登录开发板。

  • 打开 Audacity 软件。

  • 开始录音并对麦克风讲话，您应该能看到声波！

note

您还可以在终端中使用 arecord -l 查看麦克风信息。

如果需要基于麦克风进行进一步开发，请查看路径 WorkSpace/WuKong，其中包含使用 WuKong Robot 和 snowboy 的示例。

GPIO​

对于 GPIO 的访问，由于基于 Linux 的系统，这非常方便，可以轻松使用 Python 进行控制。

  • 导航到项目位置：
cd WorkSpace/GPIO
  • 运行 GPIO 示例：
sudo python gpio_key_led.py

现在，您可以按下用户按钮，应该能够在串口中看到输出，并且 Quark-N (SoM) 上的 LED 会变暗！

note

LED 位于 Quark-N (SoM) 上，并未引出到 Atom-N (载板) 上。

OpenCV​

系统镜像中还集成了 OpenCV，并准备了一个使用 USB 摄像头的面部检测演示。

  • 您需要一个 USB 摄像头。将 USB 摄像头连接到开发板的 USB A 端口。

  • 导航到项目位置：

cd WorkSpace/OpenCV
  • 运行演示：
python FaceDetectOnTft.py

您应该能在开发板的 LCD 屏幕上看到视频流！

其他​

在 WorkSpace 中还有更多开发板的示例用法，例如 TensorFlow Lite、WuKong Robot、snowboy 等。请导航到相应路径，了解更多内容！

常见问题​

Q1: 如何安装风扇为开发板降温？​

我们计划在不久的将来为该产品发布风扇和风扇支架。然而，目前我们已经发布了 风扇支架 DXF 文件 供您参考。您可以将一个 20x20x6mm 的风扇安装到该风扇支架上。

风扇支架的安装方式如下：

pir

资源​

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们将为您提供多种支持，确保您使用我们的产品时体验顺畅。我们提供了多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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