查看“5004 CM5IO Plus”的源代码

== '''关键词''' ==
树莓派、CM5核心板、NVME SSD、双网口、RPiOS、Ubuntu、USB3.0、USB2.0、4G、mini PCIe、SSD、RTC、PWM、DSI、CSI、HDMI

== '''一、简介''' ==
CM5IO_Plus扩展板

== '''二、硬件资源''' ==

== '''三、烧写系统''' ==
本文档采用树莓派系统进行测试，使用前请先下载并安装核心板驱动、树莓派镜像烧录器以及树莓派系统：

树莓派系统的版本为2024-11-19-raspios-bookworm-arm64.img.xz，树莓派系统下载地址：

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-64-bit

镜像烧录器的下载地址：

https://www.raspberrypi.com/software/

树莓派CM5核心板的驱动，可以从树莓派官网下载，也可以从我司网站下载，下载地址如下：

http://www.mcuzone.com/down/Software.asp?ID=10000641

=== 3.1 eMMC的烧写 ===
带eMMC的核心板，系统只能烧写在eMMC内，此时板载TF卡无法使用。

扩展板的操作如下：

电源USB-C接到电脑，板上的OTG和BOOT跳线用短路帽短上，如下图：

01.jpg

驱动安装完成后，电脑上打开计算机的设备管理器，查看是否有新的USB设备出现。在下图中的是名称为“BCM2712D0 Boot”的USB设备（即识别树莓派CM5）：

http://www.mcuzone.com/wiki/5001_CM5_WiFi7-PoE/5001_CM5_WiFi7-PoE_02.jpg

PC的开始菜单的所有程序下，Raspberry Pi下面有个“rpiboot-CM4-CM5 - Mass Storage Gadget”：

http://www.mcuzone.com/wiki/5001_CM5_WiFi7-PoE/5001_CM5_WiFi7-PoE_03.jpg

打开这个软件，计算机会将eMMC的分区在Windows下分配盘符并显示出来：

http://www.mcuzone.com/wiki/5001_CM5_WiFi7-PoE/5001_CM5_WiFi7-PoE_04.jpg

稍等片刻，在资源管理器中会出现一个分区（本例中的分区名为bootfs，具体名称视实际情况而不同）：

http://www.mcuzone.com/wiki/5001_CM5_WiFi7-PoE/5001_CM5_WiFi7-PoE_05.jpg

接下来我们就可以使用树莓派镜像烧录器烧写系统了。

打开树莓派镜像烧录器：

'''Raspberry Pi Device：'''选择Raspberry Pi 5；

'''请选择需要写入的操作系统：'''

::::* 选择Raspberry Pi OS(64-bit)，为从树莓派官网下载系统镜像烧写（需联网）；

::::* 选择Use Custom，则需要自行选择硬盘上已经下载的系统镜像（无需联网）；

'''储存卡：'''选择刚才显示出来的分区；

http://www.mcuzone.com/wiki/5001_CM5_WiFi7-PoE/5001_CM5_WiFi7-PoE_06.jpg

选择完毕后按“'''NEXT'''”，建议点击“'''编辑设置'''”，将一些参数预设置进烧写软件，之后在系统启动时就不必再次设置，便于使用。

http://www.mcuzone.com/wiki/5001_CM5_WiFi7-PoE/5001_CM5_WiFi7-PoE_07.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/5001_CM5_WiFi7-PoE/5001_CM5_WiFi7-PoE_08.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/5001_CM5_WiFi7-PoE/5001_CM5_WiFi7-PoE_09.jpg

需要使用预设置的按“'''是'''”，不需要使用预设置的按“'''不'''”，进入下一页。

点击“'''是'''”，就开始烧写及验证完整性。

http://www.mcuzone.com/wiki/5001_CM5_WiFi7-PoE/5001_CM5_WiFi7-PoE_10.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/5001_CM5_WiFi7-PoE/5001_CM5_WiFi7-PoE_11.jpg

烧写完成后，把短路帽都拔掉，重新上电，启动系统即可。

=== 3.2 TF卡的烧写 ===
核心板如果没有eMMC，则系统将从TF卡启动。

TF卡的烧写步骤与eMMC基本相同，无需使用扩展板，将TF卡通过USB读卡器插入电脑的USB口，将系统烧录到TF卡内的分区即可。

烧写完毕后，将TF卡从读卡器中取下，插入CM5_Basic扩展板的TF卡卡槽，上电后即可进入系统。

=== 3.3 SSD的烧写 ===
CM5_Basic扩展板支持一路M.2 M-KEY接口NVME SSD，所以可以从SSD启动系统（同样需要核心板不带eMMC）。

SSD的烧写步骤与TF卡基本相同，无需使用扩展板，将SSD卡通过USB硬盘盒插入电脑的USB口，将系统烧录到SSD内的分区即可。

烧写完毕后，将SSD从硬盘盒中取下，插入CM5_Basic扩展板的M.2接口，上电后即可进入系统，注意此时不要插TF卡。

== '''四、树莓派OS的操作''' ==

=== 4.1 测试USB口 ===

==== 4.1.1 USB口识别测试 ====
在树莓派终端中执行<code>lsusb</code>，显示如下：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_02.jpg

识别都正常

随后输入<code>lsusb -t</code>查看USB口的工作模式是否正常：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_03.jpg

Bus 02：为USB 3.0接口，5000M；

Bus 04：为USB 3.0接口，5000M；

Bus 05：为USB 2.0接口，480M。

==== 4.1.2 测速USB3.0 ====
将一个NVME M.2硬盘插入SSD转USB硬盘盒，然后将这个硬盘盒插入CM5IO_Plus扩展板的USB3.0-A口，同时在PCIe转M.2接口插上一个NVME M.2硬盘，启动系统，在这两个硬盘之间拷贝大文件，测试结果如下：
{| class="wikitable"
|数据传输方向
|耗时s
|传输速度MBps
|包大小MB
|-
|NVME->PCIe SSD
|5.89
|347.71 
|2048.00 
|-
|PCIe SSD->NVME
|7.55
|271.26 
|2048.00 
|-
|NVME->PCIe SSD
|41.1
|249.15 
|10240.00 
|-
|PCIe SSD->NVME
|42.14
|243.00 
|10240.00 
|}

==== 4.1.3 测速USB2.0 ====
将一个NVME M.2硬盘插入SSD转USB硬盘盒，然后将这个硬盘盒插入CM5IO_Plus扩展板的USB2.0-A口，同时在PCIe转M.2接口插上一个NVME M.2硬盘，启动系统，在这两个硬盘之间拷贝大文件，测试结果如下：
{| class="wikitable"
|数据传输方向
|耗时s
|传输速度MBps
|包大小MB
|-
|NVME->PCIe SSD
|60.79
|33.69 
|2048.00 
|-
|PCIe SSD->NVME
|39.45
|51.91 
|2048.00 
|-
|NVME->PCIe SSD
|304.64
|33.61 
|10240.00 
|-
|PCIe SSD->NVME
|306.01
|33.46 
|10240.00 
|}

=== 4.2 测试SSD硬盘 ===

==== 4.2.1 SSD硬盘的识别 ====
将SSD硬盘插入CM5IO_Plus扩展板的PCIe转M.2接口，上电启动系统。

在树莓派终端中执行<code>lspci</code>，查看SSD硬盘信息：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_06.jpg

然后需要对SSD硬盘进行授权，在File Manager中点击SSD分区，会弹出授权框，填入当前账户的密码进行授权：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_04.jpg

'''''注意：点击的第一个分区需要输入密码进行授权，如有其它分区只需要点击即可完成授权。'''''

授权完毕后，在桌面会显示分区：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_05.jpg

在树莓派终端中输入df，即可查看SSD硬盘分区信息：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_07.jpg

我们可以看到两个SSD分区名为nvme0n1p1、nvme0n1p2。

==== 4.2.2 测速PCIe Gen2的SSD硬盘 ====
默认状态下，SSD硬盘运行在 PCIe Gen2下。

安装硬盘测速软件hdparm，在树莓派终端下运行：

<code>sudo apt install hdparm</code>

运行接口测速命令，可多次运行，测试多次硬盘速度：

<code>sudo hdparm -t /dev/nvme0n1</code>

这里运行了5次，具体数据见下：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_08.jpg
{| class="wikitable"
|次数
|传输速度MBps
|-
|1
|450.95 
|-
|2
|451.04 
|-
|3
|451.02 
|-
|4
|450.97 
|-
|5
|451.01 
|-
|平均
|451.00 
|}

==== 4.2.3 测速PCIe Gen3的SSD硬盘 ====
首先在树莓派OS终端中输入<code>sudo nano /boot/firmware/config.txt</code>，在最后一行加入下列代码：

<code>dtparam=pciex1_gen=3</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/5002_CM5_Basic/5002_CM5_Basic_24.jpg

保存后退出并重启系统，这样就切换到了PCIe Gen3。

运行接口测速命令，可多次运行，测试多次硬盘速度：

<code>sudo hdparm -t /dev/nvme0n1</code>

这里运行了5次，具体数据见下：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_09.jpg
{| class="wikitable"
|次数
|传输速度MBps
|-
|1
|875.11 
|-
|2
|880.84 
|-
|3
|877.09 
|-
|4
|875.91 
|-
|5
|883.57 
|-
|平均
|878.50 
|}
可见SSD硬盘的接口速度与在PCIe Gen2下的测试数值有明显的提高。

=== 4.3 测试以太网口 ===
CM5IO_Plus扩展板带有一个原生千兆网口和一个通过USB2.0扩展的百兆网口。

将网线插入扩展板的原生千兆网口，执行<code>ifconfig -a</code>，显示如下：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_10.jpg

我们使用网速测试软件iperf3进行测速。

Windows版iperf3下载：

http://www.mcuzone.com/down/Software.asp?ID=10000634

Linux下iperf3安装：

<code>sudo apt-get install iperf3</code>

==== 4.3.1 原生千兆网口测速 ====
使用iperf3对原生千兆网口进行测速：

client模式为938Mbps左右：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_11.jpg

server模式为947Mbps左右：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_12.jpg

'''''注意：网络测速受网络环境和测试方法影响，速度请以实际为准，本测试仅供参考。'''''

==== 4.3.2 扩展百兆网口测速 ====
使用iperf3对扩展百兆网口进行测速：

client模式为93.7Mbps左右：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_13.jpg

server模式为94.7Mbps左右：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_14.jpg

'''''注意：网络测速受网络环境和测试方法影响，速度请以实际为准，本测试仅供参考。'''''

=== 4.5 测试RTC ===
CM5核心板自带RTC，扩展板上需外接电池，可在树莓派系统下直接使用。'''''如下图所示：'''''

15

系统启动后，在树莓派终端中运行：

<code>ls /dev/r*</code>

即可看到RTC设备：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_16.jpg

显示当前系统时间的命令是<code>date</code>；

将系统时间从RTC读出的命令是<code>sudo hwclock -r</code>；

将系统时间写入RTC的命令是<code>sudo hwclock -w</code>。

如下图所示：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_17.jpg

如果此时正确接上了RTC电池，则断电后RTC内部的当前时间不会消失，否则将会恢复到默认时间（1970年1月1日）。

=== 4.6 测试PWM风扇 ===
安装监测软件s-tui：

<code>sudo apt install s-tui</code>

然后在树莓派终端中运行<code>s-tui</code>，则可以在监测窗口中看到风扇转速的变化：

http://www.mcuzone.com/wiki/5004_CM5IO_Plus/5004_CM5IO_Plus_18.jpg

如果需要自定义风扇的转速和运行的温度范围，请打开终端，运行下列命令：

<code>sudo nano /boot/firmware/config.txt</code>

在文件末尾加入下列语句：

<code>dtparam=cooling_fan=on</code>

<code>dtparam=fan_temp0=50000,fan_temp0_hyst=5000,fan_temp0_speed=255</code>

其中：

<code>fan_temp0=50000</code>，50000为表示温度，这里是50摄氏度；

<code>fan_temp0_hyst=5000</code>，5000表示迟滞温度，这里是5摄氏度；

<code>fan_temp0_speed=255</code>，255表示风扇转速，最高为255。

可以写入多段温度及相对应的风扇转速，每一段另起一行，使用不同的序号数字来区分，例如：

<code>dtparam=fan_temp1=36000,fan_temp1_hyst=5000,fan_temp1_speed=128</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/5003_CM5_Router/5003_CM5_Router_59.jpg

=== 4.7 测试DSI ===

=== 4.8 测试CSI ===

=== 4.9 测试外接4G模组 ===

=== 4.10 测试开关机按键 ===
CM5IO_Plus扩展板带有一个开关机按键，开机状态下，按一下按键，弹出关机菜单：

http://www.mcuzone.com/wiki/5001_CM5_WiFi7-PoE/5001_CM5_WiFi7-PoE_47.jpg

再按一下按键，直接关机；

关机状态下（需接电源）按一下按键，上电开机。

=== 4.11 测试PoE ===

=== 4.12 测试HDMI ===