0016 MPW2.5G
关键词
树莓派5、PCIe扩展、Switch、WiFi7、BE200、RL8125、2.5Gbps以太网、iperf3测速
一、简介
树莓派5板载一个16Pin的PCIe接口，我们可以通过该接口外挂各种PCIe设备。本扩展板通过PCIe接口搭配PCIe Switch芯片扩展成一路2.5Gbps以太网和一路M.2-E WiFi7,也支持WiFi6(E)和WiFi5。WiFi在树莓派系统下需安装驱动，而在Ubuntu系统下免驱即插即用。2.5G以太网在树莓派系统下无需驱动上电后即可自动识别成eth1，而Ubuntu系统则需要先安装RTL8125的驱动才可使用，建议给板载芯片加散热片。
二、硬件资源
1. 专为树莓派5设计的PCIe扩展板,通过0.5mm 16P PCIe屏蔽线连接；
2. 采用PCIe Switch芯片,将树莓派5的PCIE一扩二;
3. 一路PCIE 支持M.2 E-KEY接口,用于接WiFi7模块BE200，同时支持WiFi6(E)和WiFi5，如AX210、AX200、MT7922、intel 8265C等等；
4. 一路PCIE通过RTL8125芯片,扩展2.5Gbps以太网；
5. 一路1.25 4P USB蓝牙接口(WiFi模块自带)，要使用蓝牙功能需要将此USB连接至树莓派5的USB2.0口，且搭配驱动和Profile方可使用；
6. 两盏LED灯，电源指示灯("PWR")和WiFi运行指示灯("ACT")；
7. 四个M2.5固定孔，板子上方内凹设计，方便40pin GPIO的操作使用；
8. 采用高效DC-DC电路，无铅生产，沉金工艺，PCB板符合UL和RoHS认证，防火等级94V-0；
9. 可选PCB天线或SMA天线，IPEX4接口；
10. 尺寸：85*56mm，可选配铝合金钣金外壳。
三、树莓派系统的使用
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 安装WiFi7(BE200)驱动
注意：一旦安装成功WiFi7驱动，树莓派5原有的WiFi模块将不可用！
此步骤也适用于AX210和AX200。
3.1.1 更新系统和头文件
在树莓派终端下执行：
sudo apt-get update
sudo apt install -y raspberrypi-kernel-headers firmware-iwlwifi flex yacc
3.1.2 下载及解压源码
【请购买开发板的用户联系我们获取源码！】
3.1.3 准备编译环境
在树莓派终端下执行：
sudo make defconfig-iwlwifi-public
sudo sed -i 's/CPTCFG_IWLMVM_VENDOR_CMDS=y/# CPTCFG_IWLMVM_VENDOR_CMDS is not set/' .config
3.1.4 编译源码
在树莓派终端下执行：
sudo make -j 4
sudo make install
此时提示重启系统。请先不要重启。
3.1.5 安装固件
(若AX210或AX200省略此步骤)
在树莓派终端下执行：
cd ..
cd Downloads
wget http://www.mcuzone.com/wiki/0011_MPW7/firmware_wifi7.zip
unzip firmware_wifi7.zip
sudo cp iwlwifi-gl-c0-fm-c0-86.ucode /lib/firmware
sudo cp iwlwifi-gl-c0-fm-c0.pnvm /lib/firmware
最后重启系统：
sudo reboot
3.1.6 测试WiFi7(BE200)
重启系统后，我们就可以在网络连接里面使用WiFi7模块连接无线AP了：
在网络连接的信息中，我们也可以看到这个驱动为iwlwifi的网络连接：
使用中国科技大学测速网站，通过WiFi7模块连接外网（中国移动5G热点）测速，结果如下：
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。
3.2 测试2.5G以太网
3.2.1 网络测试
2.5G以太网在树莓派OS下免驱即插即用，在树莓派终端中输入ifconfig -a命令，2.5G网口被识别为eth1：
使用中国科技大学测速网站，对2.5G网口连外网（200M宽带）测速，结果如下：
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。
3.2.2 测试网速
安装网络测速工具iperf3：
sudo apt install iperf3
利用iperf3，通过2.5G路由器，在树莓派OS与PC之间进行测速。
2.5G以太网测速结果如下：
当树莓派OS作为client时，速度大约为2.11Gbps：
当树莓派OS作为server时，速度大约为1.85Gbps：
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。
3.2.3 固定2.5G网口的MAC地址
2.5G网口为RTL8125网卡，在使用过程中的MAC地址是不固定的，每次重新上电后MAC地址都会随机改变。下面讲解如何为RTL8125网卡设置固定MAC地址。
本讲解也适用于Ubuntu系统。
首先在树莓派终端中查看RTL8125网卡的识别信息：
ipconfig -a
这里的RTL8125网卡为eth1，实际操作中可能会因为系统识别名称不同而不同。
然后输入：
sudo mousepad /etc/systemd/system/macspoof@eth1.service
或：
sudo nano /etc/systemd/system/macspoof@eth1.service
eth1为上面显示的网卡识别名称。
运行上面的命令后会新建一个文档，输入以下文本：
[Unit]
Description=MAC Address Change %I
Wants=network-pre.target
Before=network-pre.target
BindsTo=sys-subsystem-net-devices-%i.device
After=sys-subsystem-net-devices-%i.device
[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/bin/ip link set dev %i address xx:xx:xx:xx:xx:xx
ExecStart=/usr/bin/ip link set dev %i up
[Install]
WantedBy=multi-user.target
其中“xx:xx:xx:xx:xx:xx”为想要指定的MAC地址，可以按MAC地址格式自行确定（不要和其它网络设备重复），设置完成后保存并退出。
随后输入下面的命令使能服务：
sudo systemctl enable macspoof@eth1.service
sudo systemctl start macspoof@eth1.service
这样就完成了对eth1的固定MAC地址。
全部操作完毕后重启系统，系统重启完毕后，执行ipconfig -a即可看到MAC地址更改成功：
四、Ubuntu系统的使用
Ubuntu OS的版本为ubuntu-24.04-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img.xz，Ubuntu OS下载地址：
https://ubuntu.com/download/raspberry-pi
4.1 测试WiFi7(BE200)
此操作也适用于AX210和AX200。
WiFi7(BE200)模块在Ubuntu系统下免驱，即插即用，系统启动后在屏幕右上角的“Wi-Fi”里有一个“PCI Wi-Fi”，即是这个WiFi7模块：
使用该“PCI Wi-Fi”连接无线AP后，在“All Networks”里面可以看见一个名为Intel的无线WiFi，这个就是该WiFi7模块：
通过WiFi7模块连接外网（200M宽带）测速，结果如下：
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。
如果使用Ubuntu内置的Firefox浏览器时运行速度很慢或者经常无响应，建议安装轻量浏览器Falkon：
sudo apt install falkon
4.2 2.5G以太网的使用
4.2.1 安装2.5G以太网驱动
MPW2.5G扩展板上的2.5G网口在Ubuntu系统下不能即插即用，需要安装RTL8125驱动。
先给树莓派联网，可以用树莓派自身的千兆网口连上级路由器，也可以用树莓派的wifi联网（树莓派5的wifi在Ubuntu系统下是免驱）：
Ubuntu系统默认不安装ifconfig工具，所以系统启动后，先手动安装：
sudo apt install net-tools
输入ifconfig -a，可见此时并没有显示2.5G网卡：
接下来我们开始安装RTL8125驱动。
首先需要更新系统：
sudo apt-get update
接着准备编译环境：
sudo apt-get install --reinstall linux-headers-$(uname -r) linux-headers-generic build-essential dkms
然后安装驱动：
sudo apt-get install r8125-dkms
按提示安装即可：
安装完成后输入：
sudo modprobe r8125
输入ifconfig -a就可以看到一个enxxx的网卡接口，这样就安装完毕2.5G网卡驱动：
4.2.2 测试2.5G以太网
将2.5G网口连外网（200M宽带）测速，结果如下：
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。
如果使用Ubuntu内置的Firefox浏览器时运行速度很慢或者经常无响应，建议安装轻量浏览器Falkon：
sudo apt install falkon
4.2.3 2.5G以太网内网测试
安装网络测速软件iperf3：
sudo apt install iperf3
利用iperf3，在Ubuntu系统与PC之间进行测速。
测速结果如下：
当Ubuntu系统作为client时，速度大约为2.34Gbps：
当Ubuntu系统作为server时，速度大约为1.84Gbps：
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。
五、OpenWrt系统的使用
OpenWrt系统版本为：openwrt-bcm27xx-bcm2712-rpi-5-squashfs-sysupgrade-linux-6.1.100-20240805.img.gz
目前Openwrt系统下无WiFi7驱动，我们在此演示的是针对2.5G以太网的操作。
OpenWrt系统默认是树莓派上的原生千兆网口为LAN口；我们可以把将2.5G网口作为LAN口，而把树莓派5上的原生网口作为WAN口，这样就能利用2.5G网口在内网高速传输文件。
5.1 登录系统
树莓派5的原生网口插到PC上，上电启动系统，待网络连接成功后，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）：
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root，默认密码为password：
5.2 配置2.5G网口为LAN
点击“系统 - TTYD终端”，输入ifconfig -a命令，可以看到有eth0和eth1两个网口，其中eth0为树莓派5的千兆网口，eth1为扩展板的2.5G网口：
点击“网络 - 接口”，在“LAN”后面点击“修改”：
在“物理设置”中，把eth1选中，然后点击“保存&应用”按钮：
将网线从树莓派5的千兆网口中拔出，插入2.5G网口，待连接成功后，刷新管理页面，点击“网络 - 接口”，在“LAN”后面点击“修改”：
在“物理设置”中，把eth0前面的勾去掉，然后点击“保存”按钮：
这样就把2.5G网口设置成LAN口，然后回到“网络 - 接口”，点击“添加新接口”：
“新接口名称”设置为“WAN”，“新接口协议”选择“DHCP客户端”，“接口”选择“eth0”，点击“提交”按钮：
在“防火墙设置”中选择“WAN”口，点击“保存&应用”按钮：
至此，千兆网口设置成WAN口操作完成，再将千兆网口接上级路由器，然后回到“网络 - 接口”，稍等片刻，就可以看见新建的WAN接口获取了IP地址，这样PC就可以通过连接2.5G网口进入内网上网了，此时网络结构为千兆网口（接Internet）进，2.5G网口（接内网）出：
我们在树莓派5的USB3.0接口上插入一个支持USB3.0的U盘或者移动硬盘，参考下面链接，将这个U盘或者移动硬盘配置为共享目录：
设置完毕后，我们在资源管理器中输入\\192.168.198.1（地址为扩展板的地址，视实际情况而不同），就能看到所映射的共享目录了：
将任意文件拖拽到桌面进行读取速度测试：
将任意文件拖拽到SSD进行写入速度测试：
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。
5.3 其它应用
树莓派5的无线模块可以作为无线AP，也可以作为无线WAN口，关于这些应用的实现，请参考下列链接：
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QQ：8204136
电话：13957118045
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