0017 MPSW7（树莓派5的SSD和WiFi7）
关键词
树莓派5、Raspberry Pi 5、2230、2242、2280、Pi OS、Ubuntu、NVMe SSD、PCIe扩展、固态硬盘 X1、WiFi7
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。MPSW7是针对树莓派5设计的支持NVMe协议的SSD扩展板，同时也支持WiFi7扩展板。本扩展板支持2230、2242和2280尺寸的SSD；SSD可以做启动系统,也可以做仅数据存储用途（TF卡启动系统）。WiFi7在树莓派系统下使用需安装驱动，而在Ubuntu系统下免驱，即插即用。本模块也支持M.2 A &E接口的WiFi5和WiFi6(E)。
二、硬件资源
1. 利用树莓派5的PCIe接口，采用PCie Switch芯片，将PCIe一扩二；采用0.5mm间距16Pin PCIe2.0 x1接口连接；
2. 引出一路PCIE M.2 M-key接口,支持NVMe协议2230/2242/2280尺寸固态硬盘(默认焊接2280固定柱)；注意：不支持NGFF和SATA协议的盘；
NVME SSD固态硬盘可作为数据存储用途；也可以作为启动系统的用途,需要树莓派5的固件是2024.5.13以后的版本；另外，因为用了PCIe Swith芯片后, SSD只支持Gen2模式,不支持Gen3模式;
3. 引出一路PCIE M.2 E-key，支持WiFi7模块（BE200），同时支持WiFi6和WiFi5，如AX210、AX200、MT7922、MT7925、 intel 8265C等；
4. 引出一路1.25mm 4Pin 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；
5. 引出一路5V电源指示灯("PWR")，一路硬盘工作状态指示灯，一路WiFi运行指示灯("ACT")；
6. 设计采用1.5A高效DC-DC电路，可支持绝大部分固态盘（受限于x1接口，固态盘的实际峰值功耗仅为额定功耗的1/3）；
7. 扩展板采用内凹开槽设计，40Pin上方无遮挡不影响杜邦线连接；
8. 可选PCB天线或SMA天线（WiFi7一般为IPEX4接口）；
9. 四个M2.5固定孔，和树莓派5定位孔吻合；
10. 沉金工艺，无铅生产；PCB板符合UL和RoHS认证,防火等级94V-0；
11. 可选配铝合金外壳。
三、系统烧写及设置
3.1 概述
本文档采用树莓派OS和Ubuntu系统进行测试。
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
Ubuntu系统的版本为ubuntu-24.04-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img.xz，Ubuntu OS下载地址：
https://ubuntu.com/download/raspberry-pi
3.2 系统烧写在SD（TF）卡上
3.3 系统烧写在SSD硬盘上
四、树莓派系统下使用演示
4.1 安装WiFi7(BE200)驱动
注意1：一旦安装成功WiFi7驱动，树莓派5原有的WiFi模块将不可用！
注意2：MPSW7下，WiFi7模块和SSD硬盘只能使用一个，两者不能共同使用！当WiFi7模块和SSD硬盘同时插入扩展板时，优先识别SSD硬盘。
注意3：如果使用SSD硬盘启动树莓派系统，并安装了WiFi7驱动的话，两个WiFi模块将都不可用。
注意4：本安装驱动的步骤，同时适用于AX210和AX200。
4.1.1 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
4.1.2 下载及解压源码
在树莓派终端下执行：
mkdir wifi && cd wifi
wget http://www.mcuzone.com/wiki/0011_MPW7/backport-iwlwifi-20231029.tar.bz2
sudo tar -xvf backport-iwlwifi-20231029.tar.bz2
4.1.3 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
4.1.4 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。
4.1.5 安装固件
(若用AX200或AX210,则省略此步骤)
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
4.1.6 WiFi7模块测试
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：
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。
4.2 SSD硬盘测试
4.2.1 SSD硬盘的基本操作
我们可以参考以下链接：
4.2.2 SSD硬盘测速
安装硬盘测速软件hdparm。在树莓派终端下运行：
sudo apt install hdparm
因为MPSW7无法工作在PCIe Gen3模式下，所以我们无需更改PCIe模式，直接使用hdparm软件测试速度即可。
在树莓派终端下运行df，查看SSD分区名为nvme0n1p1：
运行命令，可多次运行，测试多次硬盘速度：
sudo hdparm -t /dev/nvme0n1p1
可见此测试硬盘的运行速度为395Mbps左右。
注意：硬盘运行速度受硬盘质量、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。
五、Ubuntu系统下使用演示
注意：MPSW7下，WiFi7模块和SSD硬盘只能使用一个，两者不能共同使用！当WiFi7模块和SSD硬盘同时插入扩展板时，优先识别SSD硬盘。
5.1 WiFi7(BE200)模块测试
WiFi7模块在Ubuntu系统下即插即用，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
5.2 SSD硬盘测试
5.2.1 SSD硬盘的基本操作
我们可以参考以下链接，除了SSD用作存储扩展中与树莓派OS下操作略有不同，其余部分基本相同：
5.2.2 SSD硬盘测速
安装硬盘测速软件hdparm。方法见4.2.2。
因为MPSW7无法工作在PCIe Gen3模式下，所以我们无需更改PCIe模式，直接使用hdparm软件测试速度即可。
在Ubuntu终端下运行df，查看SSD分区名为nvme0n1p1：
我们进行测速：
sudo hdparm -t /dev/nvme0n1p1
运行命令，可多次运行，测试多次硬盘速度：
可见此测试硬盘的运行速度为394Mbps左右。
注意：硬盘运行速度受硬盘质量、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。
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