查看“2001 RPi CM4 Ultra扩展板”的源代码

== '''关键词''' ==
树莓派、CM4核心板、2.5G以太网、NVME SSD、WiFi6、5G、RPiOS、eMMC、OpenWrt、视频采集

== '''一、简介''' ==
CM4_Ultra扩展板是一款基于树莓派CM4核心板设计的扩展板，将CM4自身的一路PCIe通过Switch芯片，一扩四，扩出4路PCIe。CM4_Ultra扩展板板载一路PCIe M.2 M-KEY接口用于接NVME SSD，一路PCIe 2.5G网口，一路PCIe M.2 A-KEY 用于接WiFi6以及一路PCIe扩USB3.0，其中一路USB3.0接一个M.2 B-KEY接口用于外扩5G；扩展板支持所有版本的树莓派CM4核心板；扩展板口理想用于各种海量数据高速采集，处理，通讯的应用场合。比如WiFi6测试终端，远程图像视频采集系统，直播推流，车机，类TBOX的车载数据接入设备，融合媒体播放器，人脸识别，软路由，网关，远程图传，边缘计算等等。

== '''二、硬件资源''' ==
*供电：一路DC直流输入，宽电压7-24v，DC5.5-2.1端子；

:::一路USB-C 5V3A，支持PD充电器；两路电源不可同时使用；

*网络：一路原生千兆网口；

:::一路由PCIe支持的2.5G以太网口（RTL8125芯片）；

:::一路USB3.0的M.2 B-KEY接口，用于接5G，Nano SIM卡座，板载4路SMA天线座；

:::一路PCIe M.2 A-KEY接口，用于外扩WiFi6，

*存储：一路PCIe M.2 M-KEY接口，支持2280尺寸的NVME SSD固态硬盘，不支持SATA/GNFF硬盘；

:::一路TF卡座，用于lite版本的树莓派CM4核心板启动系统用；若用emmc的cm4核心板，此TF卡将不可用；

*USB口：两路USB3.0-A主机口；

::::一路USB OTG口（USB-A）也是eMMC核心板的烧写口；

::::一路USB2.0口，1.25mm-4P；

*显示： 一路支持4K分辨率的标准HDMI口；

:::两路CSI（22PIN，0.5mm，翻盖下接）；

:::一路DSI1（22PIN，0.5mm，翻盖下接）；

*其他：两路风扇电源，2.54mm-2P，5v和3.3V；

:::一路boot跳线，2.54mm-2p，烧写emmc核心板用；

:::40PIN GPIO，2.54mm 20*2，与树莓派4B的GPIO引脚完全兼容；

:::尺寸：111*135mm；沉金工艺工艺，无铅生产，PCB板通过UL和ROHS认证，防火等级94V-0；

:::可选铝合金外壳，带4个固定孔，方便安装设备，外壳尺寸：114*154*31mm。

40pin引脚定义从左到右依次为：
{| class="wikitable"
|5V
|5V
|GND
|G14
|G15
|G18
|GND
|G23
|G24
|GND
|G25
|G08
|G07
|IDSC
|GND
|G12
|GND
|G16
|G20
|G21
|-
|3V3
|G02
|G03
|G04
|GND
|G17
|G27
|G22
|3V3
|G10
|G09
|G11
|GND
|IDSD
|G05
|G06
|G13
|G19
|G26
|GND
|}
http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_114.jpg

== '''三、系统的烧写''' ==
本文档采用树莓派OS的版本为2024-07-04-raspios-bookworm-arm64.img.xz，树莓派OS下载地址：

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

=== 3.1 从TF卡启动 ===
树莓派CM4核心板没有eMMC，系统将从TF卡启动。

[[0005 MPS2242 2280（单SSD扩展板）#三、系统烧写及设置|点击直达烧写方法说明]]

=== 3.2 从eMMC启动 ===
树莓派CM4核心板板载eMMC，只能从eMMC启动，板载的TF将无效。

首先需要在PC上安装树莓派CM4核心板的驱动包，可以从树莓派官网下载，也可以从我司网站下载地址：

http://www.mcuzone.com/down/Software.asp?ID=10000623

然后使用跳线帽短接BOOT脚和GND脚，使用Type-A数据线将扩展板上的USB2.0 OTG接口（即两个网口中间的USB口）连接至电脑：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_117.jpg

连接上电脑之后，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“BCM2711 Boot”的USB设备：

http://www.mcuzone.com/wiki/2007_CM4_LoRa_4G/2007_CM4_LoRa_4G_63.jpg

PC的开始菜单的所有程序下，Raspberry Pi下面有个rpiboot：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_66.jpg

打开这个软件，计算机会将emmc或者TF卡格式化并分区：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_68.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/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_67.jpg

接下来我们就可以使用balenaEtcher软件对这个分区进行烧写了。

打开balenaEtcher软件，第一项点击“从文件烧录”，选择你要烧录到eMMC的文件，第二项选择上面的那个bootfs分区，然后点击“现在烧录”，就开始烧录文件了：

http://www.mcuzone.com/wiki/2007_CM4_LoRa_4G/2007_CM4_LoRa_4G_61.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/2007_CM4_LoRa_4G/2007_CM4_LoRa_4G_62.jpg

等烧写完成后，我们还要将之前插上的短路帽拔下来（否则无法正常启动核心板），然后重新上电，启动系统。

== '''四、树莓派系统测试''' ==

=== 4.1 以太网网口测试 ===

==== 4.1.1 以太网识别 ====
扩展板的网口背面有丝印，分别是1000M和2.5G，代表原生千兆网口和PCIe扩展2.5G网口，我们将网线插入原生千兆网口，执行<code>ifconfig -a</code>，显示如下：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_128.jpg

eth0为原生千兆网卡，已获取IP地址；

eth1为扩展2.5G网卡，因为没插网线，所以没有获取IP。

==== 4.1.2 2.5G网口测试 ====
我们将网线插入2.5G网口，系统会自动获取IP，然后我们打开终端，安装测速软件iperf3：

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

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_01.jpg

2.5G以太网测速结果，client模式为2.15Gbps左右，server模式为1.75Gbps左右：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_02.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_03.jpg

'''''注意：2.5G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。'''''

==== 4.1.3 原生千兆网口测试 ====
我们将网线插入原生千兆网口，系统会自动获取IP，然后我们打开终端，使用iperf3进行测试：

原生千兆以太网测速结果，client模式为940Mbps左右，server模式为820Mbps左右：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_04.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_05.jpg

'''''注意：原生千兆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。'''''

=== 4.2 SSD硬盘测试 ===

==== 4.2.1 SSD硬盘基本操作 ====
NVME SSD硬盘只能做数据存储使用。

在树莓派OS中，打开File Manager，我们可以看到SSD的分区。如下图所示：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_06.jpg

如果需要对SSD操作，请点击分区图标，此时需要输入系统密码，然后点击“Authenticate”，授权成功后即可对SSD进行操作：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_07.jpg

此时回到桌面，就可以看到SSD分区的快捷图标：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_08.jpg

同时在终端中输入<code>df</code>，也可以看到SSD分区，以及SSD的挂载信息，我们可以将这个SSD作为存储设备。

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_09.jpg

如果需要对SSD硬盘进行分区和永久挂载等操作，请参考[[0005 MPS2242 2280（单SSD扩展板）#六、对SSD进行分区等操作|此页面]]。

==== 4.2.2 SSD硬盘读写速度测试 ====
<!--
为了操作方便，我们通过SSH连接来测速，本文档使用MobaXterm软件，支持文件传输，MobaXterm软件下载地址：

https://mobaxterm.mobatek.net/download-home-edition.html

===== 4.2.2.1 设置SSH =====
在树莓派OS中开启SSH连接，首先从Preferences菜单中打开Raspberry Pi Configuration窗口：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_10.jpg

然后单击Interfaces选项卡，选择SSH行旁边的Enable，再点击OK即可：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_11.jpg

接下来打开MobaXterm软件，新建一个连接，选择SSH，Remote Host填入树莓派OS的IP，Specify username填入登录账号，如下图所示：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_12.jpg

登录完成后，我们在左侧点击SSH Browser，进入SSH浏览器：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_13.jpg

===== 4.2.2.2 2.5G以太网对SSD读写 =====
在SSH浏览器里，我们进入SSD硬盘的挂载文件夹，本文所示例子为：

<code>/media/mcuzone/00009305000DEDEE/</code>

在此文件夹下，将PC上的文件拖入SSH浏览器窗口，以及将SSH浏览器窗口内的文件拖到PC上，测试硬盘的读写速度。

写入速度140Mbps左右：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_14.jpg

读取速度60Mbps左右：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_15.jpg

'''''注意：SSD硬盘读写速度测试受网络环境和硬盘性能影响，速度请以实际为准，本测试仅供参考。'''''

===== 4.2.2.3 千兆网口对SSD读写 =====
-->
===== 4.2.2.1 硬盘接口速度测试 =====
我们使用hdparm软件进行SSD硬盘接口速度测试。

安装hdparm软件：

<code>sudo apt install hdparm</code>

运行命令，可多次运行，测试多次硬盘速度：

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

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_122.jpg

测试结果：该硬盘的接口速度为360MB/s左右。

===== 4.2.2.2 安装SAMBA文件共享服务 =====
安装SAMBA软件：

<code>sudo apt install samba</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/2005_CM4_NAS/2005_CM4_NAS_22.jpg

在SSD路径下建立一个新文件夹用于共享文件，并修改文件夹权限：

<code>cd /media/mcuzone/writable</code>

<code>sudo mkdir ssdfiles</code>

<code>sudo chmod +777 ssdfiles</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/2005_CM4_NAS/2005_CM4_NAS_23.jpg

修改SAMBA配置文件，添加共享节点：

<code>sudo mousepad /etc/samba/smb.conf</code>

在文件末尾加上共享节点：

<code>[ssd]</code>

<code># 共享文件夹说明</code>

<code>comment = ssd</code>

<code># 共享文件夹目录</code>

<code>path = /media/mcuzone/writable/ssdfiles/</code>

<code># 需要映射的共享目录的挂载路径</code>

<code>browseable = yes</code>

<code># 可被其他人看到资源名称（非内容，这里设置为是）</code>

<code>writable = yes</code>

<code># 可写</code>

<code>create mask = 0777</code>

<code># 新建文件的权限为 777</code>

<code>directory mask = 0777</code>

<code># 新建目录的权限为 777</code>

<code>public = no</code>

<code># guest访问，无需密码（这里设置为否）</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/2005_CM4_NAS/2005_CM4_NAS_24.jpg

注意：如果需要添加更多的映射文件夹，请使用相同的格式继续加上新的共享节点，其中共享文件夹说明和共享文件夹目录不要重复，本地path请按照挂载的路径填写。

创建一个名为mcuzone1的用户，创建后会提示输入密码：

<code>sudo smbpasswd -a mcuzone</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/2005_CM4_NAS/2005_CM4_NAS_25.jpg

重启SAMBA服务：

<code>sudo systemctl restart smbd</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/2005_CM4_NAS/2005_CM4_NAS_26.jpg

然后在Windows中映射一个网络驱动器，这里以Windows11为例。

打开“此电脑”，点击“映射网络驱动器”：

http://www.mcuzone.com/wiki/2005_CM4_NAS/2005_CM4_NAS_27.jpg

按下图填入相关节点信息（IP为树莓派OS的IP）：

http://www.mcuzone.com/wiki/2005_CM4_NAS/2005_CM4_NAS_28.jpg

输入刚才设置的用户名和密码：

http://www.mcuzone.com/wiki/2005_CM4_NAS/2005_CM4_NAS_29.jpg

然后就会打开设置的共享文件夹了：

http://www.mcuzone.com/wiki/2005_CM4_NAS/2005_CM4_NAS_32.jpg

'''''注意：设置共享文件夹前一定要在树莓派OS中对SSD硬盘的分区进行授权操作，否则在设置共享文件夹时会报找不到网络名。'''''

===== 4.2.2.3 通过千兆网口进行硬盘读写测试 =====

将网线插在千兆网口上，利用SAMBA文件共享服务，对SSD硬盘进行读写测试。

写：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_124.jpg

读：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_125.jpg

===== 4.2.2.4 通过2.5G网口进行硬盘读写测试 =====

将网线插在2.5G网口上，利用SAMBA文件共享服务，对SSD硬盘进行读写测试。

写：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_126.jpg

读：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_127.jpg

'''''注意：硬盘测试速度受网络状况、硬盘质量、硬盘上的文件存储情况、操作系统环境等多种因素影响，以上测试结果仅供参考，不作为实际产品的最终参数。在实际测试中，读取速度最高可达270MB/s。'''''

=== 4.3 DSI测试 ===
首先使用22Pin 0.5mm间距转15Pin 1mm间距的转接板和相应的FPC排线，将树莓派官方的7寸触摸屏与CM4_Ultra扩展底板相连接，然后用一根Micro-USB线给触摸屏供电，注意，树莓派触摸屏不用Micro线独立供电的话是无法使用的，切勿忘记。

连接好后，给板子上电。等待系统运行后打开终端，运行下列命令：

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

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_16.jpg

在文件末尾加入下列语句：

<code>dtoverlay=vc4-kms-dsi-7inch</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_17.jpg

保存后重启系统，即可使用树莓派官方7寸触摸屏。

重启后在终端依次输入下列命令：

<code>wget <nowiki>http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/Brightness.zip</nowiki></code>

<code>unzip Brightness.zip</code>

<code>cd Brightness</code>

<code>sudo chmod +x install.sh</code>

<code>./install.sh</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_18.jpg

然后就可以从Accessories菜单中打开Brightness窗口，可以调节7寸屏的背光：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_19.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_20.jpg

=== 4.4 CSI测试 ===
首先将摄像头连接到CSI0或者CSI1接口（本文档使用OV5647摄像头），连接好后，给板子上电。等待系统运行后打开终端，运行下列命令：

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

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_16.jpg

在文件末尾加入下列语句：

<code>dtoverlay=ov5647,cam0</code>

<code>dtoverlay=ov5647,cam1</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_21.jpg

在实际使用中根据自己的型号进行添加，保存后重启系统，即可使用OV5647摄像头。

重启后在终端中输入：

<code>ls /dev</code>

即可看到video0、video1设备（插一个摄像头显示video0，插两个摄像头显示video0、video1，和插在CSI0还是CSI1无关）。

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_22.jpg

在终端中输入<code>libcamera-hello --camera 0</code>或<code>libcamera-hello --camera 1</code>即可打开对应的摄像头浏览（插一个摄像头为camera 0，插两个摄像头则分为camera 0、camera 1）。

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_23.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_24.jpg

如果需要拍照，则输入：

<code>libcamera-jpeg -o test.jpg</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_25.jpg

照片保存在<code>/home/mcuzone</code>目录下（即用户主目录），照片效果如下：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_26.jpg

=== 4.5 USB口测试 ===
系统启动后我们将无线键鼠插入OTG接口（USB2.0），两个USB3.0 SD读卡器插入USB3.0接口，输入<code>lsusb</code>查看USB设备是否正常识别：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_115.jpg

Bus 002 Device 003：USB3.0-A，USB3.0 SD读卡器；

Bus 002 Device 004：USB3.0-A，USB3.0 SD读卡器；

Bus 003 Device 002：USB2.0-A（OTG）接口，接无线键鼠。

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/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_116.jpg

Bus 02：为5000M USB口（USB 3.0），下面接了两个USB3.0 SD读卡器（USB 3.0设备）；

Bus 03：为480M USB口（USB 2.0），下面接了无线键鼠（USB 2.0设备）；

工作模式都正常。

=== 4.6 5G模块测试 ===
本文档基于移远的5G模组RM500U-CN，'''我们出厂的5G模组已经配置好了，在树莓派官方OS下免驱，自动识别。'''

本扩展版也支持移远的5G模组RM500U-EU，RM551E-GL，RM530N-GL，RM520N-GL，RM500Q-GL，RM521F-GL，RM510Q-GL（RM500QL，RM521F和RM510Q已停产），也支持广和通的FM650-CN，FM160-EAU/CN。

'''''注意：如果5G模组是全新未配置的，是无法直接实现免驱的，需要用户自行设置好5G模组后再使用！'''''

==== 4.6.1 5G测试 ====
树莓派OS的终端，输入命令<code>ifconfig -a</code>，可以看到如下网络信息：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_118.jpg

如果不接网线时，ping IP能通，但ping域名不通，如下图所示：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_119.jpg

需要查看下系统的nameserver（即DNS服务器）是否正确。通过下面的命令打开resolv.conf文件：

<code>sudo nano /etc/resolv.conf</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/0007_Zero_4G_Cat1/0007_Zero_4G_Cat1_16.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/0007_Zero_4G_Cat1/0007_Zero_4G_Cat1_17.jpg

查看此时的nameserver是否正确，如果不正确，请将其改为sim卡的nameserver（通常是其网关地址）或者一些通用的nameserver地址（如114.114.114.114等）。

不过，这种修改方式在系统重启后，resolv.conf文件内的DNS会被修改到默认地址，所以如果需要开机自动启动5G上网，还需要修改resolv.conf文件的权限，因为/etc/resolv.conf实际上是个软链接，所以需要重新生成resolv.conf文件才能修改权限，方法如下：

<code>sudo mv /etc/resolv.conf /etc/resolv.conf.link</code>

<code>sudo nano /etc/resolv.conf</code>

这样就重新建立了resolv.conf文件，在这个新建的文件中输入：

<code>nameserver 114.114.114.114</code>

保存退出，然后执行：

<code>sudo chattr +i /etc/resolv.conf</code>

做完上述步骤后，重启系统，resolv.conf文件的内容也不会变化了。
==== 4.6.2 网络优先级的修改 ====
如果同时插了网线和5G模块，默认情况下，优先通过5G网络上网。

执行<code>route</code>命令，查看路由表，usb0排在第一位，因此此时是通过5G模块上网：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_129.jpg

如果要优先使用有线网络上网的话，可以运行命令：

<code>sudo ip route del default && sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.8.1</code>

这两条命令（以“&&”分隔）的解释：

<code>sudo ip route del default</code>：删除路由表中的默认路由；

<code>sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.8.1</code>：添加有线网络的网关为新的默认路由（网关地址以实际为准）。

执行完毕后，再执行<code>route</code>，查看路由表，目前的默认路由为有线网络的网关（eth0排第一位）：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_130.jpg

这样网络就默认走有线网络了，如果需要改回默认走5G网络，请运行：
<code>sudo ip route del default && sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.42.1</code>

或者重启系统即可。

其中192.168.42.1为5G模组的默认网关，请以实际为准。

'''''注意，重启后路由表还是会恢复原状，所以如果重启后要网络继续默认走有线网络，需要再执行一次<code>sudo ip route del default && sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.8.1</code>。'''''

==== 4.6.3 5G网络网速测试 ====
因为CM4性能限制，在其上运行Chromium等浏览器进行网页测速时，系统运行会非常慢，因此我们使用轻量浏览器surf进行测速。

安装轻量浏览器surf：

<code>sudo apt install surf</code>

然后拔掉网线，只剩下4G网络连接，进入<nowiki/>https://test.ustc.edu.cn/<nowiki/>进行测速。在树莓派终端中运行

<code>surf <nowiki>https://test.ustc.edu.cn</nowiki></code>

结果如下：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_121.jpg

'''''注意：5G模块网络测速受5G信号和测试方法影响，速度请以实际为准，本测试仅供参考。'''''

==== 4.6.4 AT命令的使用 ====
将5G模块接入扩展版后上电，系统启动后，我们输入<code>lsusb</code>查看模块是否正常识别：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_47.jpg

记下5G模块的ID：2c7c 0900。

下载minicom工具：

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

http://www.mcuzone.com/wiki/0007_Zero_4G_Cat1/0007_Zero_4G_Cat1_13.jpg

使用下列命令打开ttyUSB串口，其中echo后面的值就是上面记录的ID值：

<code>sudo modprobe option</code>

<code>sudo sh -c 'echo 2c7c 0900 > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id'</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_48.jpg

执行下面命令，进入AT命令：

<code>sudo minicom -D /dev/ttyUSB2</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_49.jpg

进入minicom后我们输入AT命令进行测试：

如果需要查看回显，请键入命令：<code>ate1</code>，然后回车，继续键入其它命令，回车可以看到结果。

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_120.jpg

常用AT命令：

1. 检查SIM卡是否识别到：

<code>at+cpin?</code>

返回ready表示卡已识别，返回error要检查硬件

2. 检查天线信号质量：

<code>at+csq</code>

返回值在26-31表示信号OK，信号满格31；返回值在20-25表示信号勉勉强强；返回值在20以下表示信号比较糟糕或者天线没接

3. 检查注网情况：

<code>at+cops?</code>

正常应该返回运营商代码和一个数字，7代表4G，11代表5G。

注意，以上命令只有<code>at+csq</code>不要加问号，另外两条命令需要加问号。

4. 查看5G模块的IMEI码：

<code>at+cgsn</code>

5. 关闭射频：

<code>at+cfun=0</code>

开启射频：

<code>at+cfun=1</code>

上述两条命令成对使用，可以在不重启5G模组的情况下让模组重新注网。

=== 4.7 WiFi6测试 ===
树莓派CM4支持WiFi6（AX200）和WiFi6E（AX210）模块，都需要安装驱动才能使用。驱动的安装步骤如下：

==== 4.7.1 安装驱动 ====
首先要更新系统和头文件，打开树莓派终端，输入<code>sudo apt-get update</code>，更新系统：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_29.jpg

然后输入<code>sudo apt-get upgrade</code>：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_30.jpg

最后输入<code>sudo apt-get install raspberrypi-kernel-headers</code>安装头文件：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_31.jpg

把wifi驱动源码下载至本地，输入：

<code>git clone <nowiki>https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/iwlwifi/backport-iwlwifi.git</nowiki></code>

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_32.jpg

下载完成后，<code>cd backport-iwlwifi</code>进入源码文件夹，输入<code>make defconfig-iwlwifi-public</code>，输出.config配置文件：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_33.jpg

输入：

<code>sed -i 's/CPTCFG_IWLMVM_VENDOR_CMDS=y/<nowiki>#</nowiki> CPTCFG_IWLMVM_VENDOR_CMDS is not set/' .config</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_34.jpg

输入<code>make -j4</code>，此处-j4表示用四核进行编译，如果出现死机卡死的情况，可以尝试用-j1或者-j2进行编译：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_35.jpg

编译完成后，输入<code>sudo make install</code>进行驱动安装：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_36.jpg

安装完毕后提示重启，请先不要重启。

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_45.jpg

==== 4.7.2 安装固件 ====
不同的模组，固件不一样，我们这里用的是AX210.

依次在树莓派终端执行：

<code>cd ..</code>

<code>cd Downloads</code>

<code>wget <nowiki>http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/iwlwifi-ty-a0-gf-a0-59.zip</nowiki></code>

<code>unzip iwlwifi-ty-a0-gf-a0-59.zip</code>

<code>sudo cp iwlwifi-ty-a0-gf-a0-59.ucode /lib/firmware</code>

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_37.jpg

然后输入<code>cd /lib/firmware</code>，再输入<code>ls /lib/firmware iwl*.*</code>，若有iwlwifi-ty-a0-gf-a0-59.ucode这个文件，即表明固件安装成功：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_38.jpg

==== 4.7.3 测试WiFi6模块 ====
固件安装完成后，重启系统，点击桌面右上角网络图标，然后点击“Click here to set Wi-Fi country”：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_39.jpg

我们选择CN：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_40.jpg

再次重启系统，然后在桌面右上角手动连接WiFi，输入密码：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_41.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_42.jpg

显示WiFi成功连接后，查看网络参数：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_43.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_44.jpg

在树莓派终端执行<code>ifconfig -a</code>，也可以查看网络参数（wlan0）：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_46.jpg

== '''五、OpenWrt系统操作''' ==
我们测试使用的OpenWrt系统版本为：openwrt-bcm27xx-bcm2711-rpi-4-squashfs-sysupgrade-linux-6.1.98-20240723.img.gz 此系统已经包含wifi6驱动和我们公司配套5G模组驱动。

CM4_Ultra扩展板在OpenWrt系统下可配置为一进一出的交换机模式，扩展板上的原生千兆口作为WAN口（连接Internet），2.5G网口配置为LAN口，用于连接PC。

=== 5.1 登录系统 ===
将扩展板上的原生千兆口连接网线至PC网口，系统上电启动后，我们在Windows设置中找到网络和Internet，在以太网中打开连接的网络查看默认网关的IP地址，这个地址就是OpenWrt系统的后台配置页面地址，如图所示，本文测试的地址为192.168.198.1：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_53.jpg

然后打开网页浏览器输入192.168.198.1进入OpenWrt系统。默认用户名为<code>root</code>，默认密码为<code>password</code>：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_54.jpg

=== 5.2 设置网络接口 ===
打开“网络 - 接口”，点击“添加新接口”：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_55.jpg

接口名称设置为“WAN”，接口协议选择“DHCP客户端”，接口选择“eth0”后点击“提交”按钮：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_56.jpg

在防火墙设置中选择WAN口后点击“保存”按钮。注意不要点“保存&应用”按钮：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_57.jpg

然后点击“返回至概况”按钮，在接口处点击LAN口的“修改”按钮：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_58.jpg

在物理设置中将接口改为eth1：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_59.jpg

随后点击“保存&应用”按钮，网络配置就完成了。

=== 5.3 2.5G网口测试 ===
网络配置完成后，原生千兆网口就变成了WAN口，2.5G网口就变成了LAN口，将与电脑连接的网线切换到2.5G网口，再将原生千兆网口接到上级路由器。进入OpenWrt页面，点击“系统-TTYD终端”，登录后（默认用户名为<code>root</code>，默认密码为<code>password</code>）输入<code>ifconfig -a</code>查看IP地址：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_60.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_62.jpg

其中eth0是2.5G网卡，eth1千兆网卡。

也可以在“网络 - 接口”查看网口信息：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_61.jpg

接下来我们在TTYD终端使用iperf3测速软件（系统自带），与PC之间进行测速：

扩展板作为client时：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_63.jpg

扩展板作为server时：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_64.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。'''''

=== 5.4 SSD硬盘测试 ===
登录后台页面后，进入“系统 - 挂载点”，我们可以看到SSD硬盘已经被自动挂载：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_71.jpg

点击“网络存储-网络共享”，注意有可能会有两个“网络共享”，要进标注Samba的网络共享，而不是Ksmbd的网络共享！

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_72.jpg

添加一个共享目录，目录为硬盘挂载的地址：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_73.jpg

随后点击“保存&应用”按钮。

设置完毕后在资源管理器中输入<code>\\192.168.198.1</code>（地址为扩展板的地址，视实际情况而不同），我们就能看到那个共享目录了：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_74.jpg

将任意文件拖拽到桌面进行读取速度测试：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_75.jpg

将任意文件拖拽到SSD进行写入速度测试：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_76.jpg

'''''注意：测试速度受网络状况、硬盘质量、硬盘上的文件存储情况等多种因素影响，以上测试结果仅供参考，不作为实际产品的最终参数。'''''

如果在访问共享时Windows提示无法访问：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_77.jpg

需要修改Windows网络策略。按window+R键输入gpedit.msc 来启动本地组策略编辑器。依次找到“计算机配置 - 管理模板 - 网络 - Lanman工作站”这个节点，在右侧内容区可以看到“启用不安全的来宾登录”这一条策略设置。状态是“未配置”：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_78.jpg

双击“启用不安全的来宾登录”这一条策略设置，将其状态修改为“已启用”并单击确定按钮：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_79.jpg

设置完成再次尝试访问发现可以正常访问了。

=== 5.5 WiFi6模块测试 ===

==== 5.5.1 设置WiFi6 ====
承接5.2章节之后，将WiFi6模块（AX200或AX210）插上扩展板，2.5G网口连电脑，千兆网口不插网线。登录后台后，在“网络 - 无线”中可以看到无线概况：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_84.jpg

点击“扫描”按钮，扫描出附近的无线AP：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_85.jpg

选择一个进行连接，防火墙选“WAN”：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_86.jpg

然后按“提交”，提交后在点击“保存&应用”：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_91.jpg

成功后再回到“无线概况”，就能看到此时无线已经连接成功：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_87.jpg

我们登录TTYD终端，运行<code>ifconfig -a</code>查看网络参数，可以看到无线网卡（wlan0）已经获取了IP地址：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_88.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_89.jpg

利用本扩展板做client，与电脑之间进行测速，结果如下：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_90.jpg

如果需要将扩展板做server，需要在”防火墙 - 常规设置 - 区域“中，将wan的入站数据等改成接受：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_113.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。'''''

==== 5.5.2 WiFi6模块作为无线AP ====
AX210可以在2.4G模式下作为无线AP使用，AX200不能作为无线AP使用。本节使用AX210进行测试，实现千兆做WAN，AX210做LAN。

承接上一节，我们现在将千兆网口接上级路由器。然后在“网络 - 无线”里面点击“修改”：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_92.jpg

按照下图修改：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_93.jpg

无线AP名称可以自己定义，我们这里取名“ AX210”:http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_94.jpg

点击“保存&应用”，随后点击“网络 - 接口”，删除WWAN：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_95.jpg

再点击LAN的“修改”：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_96.jpg

进入LAN的物理设置（将原先2.5G做LAN改成AX210做LAN），确认设置如下图：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_97.jpg

点击“保存&应用”，然后进入“网络 - 无线”，把这个AP先停用再启用：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_98.jpg

随后我们就能搜索到这个AP了，我们连接该AP，密码就是上一节连的无线AP的密码：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_99.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_101.jpg

上网测速结果如下：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_100.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。'''''

=== 5.6 5G模块测试 ===
插上5G模块（本文档使用RM500U-CN为例）和sim卡，将与电脑连接的网线插到2.5G网口，原生千兆网口不插网线。

启动系统，点击“系统-TTYD终端”，登录后输入<code>ifconfig -a</code>查看网卡：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_102.jpg

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_103.jpg

可以看到有一个名为usb0的网卡即为5G模组，但是无IP地址。

进入“网络 - 接口”，点击“添加新接口”：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_108.jpg

按下图配置，添加一个新接口，本文档为其命名为“5GWAN”：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_109.jpg

点击“提交”，然后进入“防火墙设置”，将防火墙区域设置为“WAN”：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_110.jpg

然后点击“保存&应用”，成功后返回“网络 - 接口”，此时我们就能看到5G模块已经获取到了IP地址，PC也能通过该5G模块上网：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_111.jpg

在PC上测试网速结果如下：

http://www.mcuzone.com/wiki/2001_CM4_Ultra/2001_CM4_Ultra_112.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。'''''

== '''六、功耗测试信息''' ==
使用本产品时最低需要12V 1.5A电源进行供电，推荐使用12V 2A电源。

=== 6.1 产品使用时系统待机功耗 ===
1.  不接外设时待机功耗：0.756A

2. 单独接5G待机功耗：0.9A

3. 单独接SSD待机功耗：0.847A

4. 单独接WiFi6待机功耗：0.83A

5. 外设全接待机功耗：1.15A

=== 6.2 各个模块使用时的功耗 ===
1.  单独5G测速功耗：1.9A

2. 单独测试WiFi6功耗：1.15A

3. 2.5G从SSD拖文件到电脑时系统功耗：1.588A

4. 2.5G从电脑写文件到SSD时系统功耗：1.668A

=== 6.3 模块之间相互使用时功耗 ===
1. WiFi6从电脑写文件到SSD时系统功耗：1.25A

2. WiFi6从SSD拖文件到电脑时系统功耗：1.72A

3. 5G从网页下载文件到SSD时系统功耗：1.88A

'''''注意：上述数据为本公司的测试数据，仅供参考。'''''

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