5001 CM5 WiFi7-PoE
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关键词
树莓派、CM5核心板、WiFi7、BE200、蓝牙、RPiOS、Ubuntu、USB3.0、4G、PoE千兆以太网供电、RTC、PWM、DSI、CSI、HDMI、OTG
一、简介
CM5 WiFi7-PoE扩展板专为树莓派CM5核心板打造，支持M.2 E-Key接口的WiFi7（如BE200），并向下兼容WiFi6（比如AX210，AX200）和WiFi5。扩展板引出两路USB3.0接口，以及HDMI、USB2.0、40Pin GPIO等常规接口，千兆网口支持PoE供电，可理想用于各种基于WiFi7的高速传输和测试应用。扩展板适用于所有的CM5核心板配置（包括带eMMC的核心板和不带eMMC的核心板），采用DF40HC3.0接插件。
二、硬件资源
1. 一路原生千兆以太网，支持PoE供电（可输出5V2.4A，请勿与USB-C同时供电）；
2. 一路PCIe M.2 E-Key接口，支持WiFi7 BE200，同时引出USB蓝牙接口；
3. 两路USB3.0-A接口；
4. 三路高速USB2.0接口，其中一路USB2.0-A，一路USB-C和一路1.25mm 4Pin接口（可用于内置CM4 4G模块）；
5. 一路标准HDMI输出接口，可支持4K分辨率；
6. 一路实时时钟RTC接口，1.25mm-2pin；
7. 一组CSI/DSI0接口，0.5mm 22Pin FPC（扩展板反面）
8. 一路PWM调速风扇接口（1.0mm-4pin），
9. 一路3.3V风扇接口（2.54mm-2Pin）；
10. 三盏LED：一盏5V电源指示灯，一盏CM5运行指示灯和一盏CM5电源指示灯；
11. 一个开关机按键；
12. 一路TF卡，仅用于无eMMC的CM5核心板启动系统用；
13. 两针OTG跳线，通过跳线可以使电源USB-C口进入USB gadget模式（需有软件支持）；
14. 两针Boot跳线，用于eMMC的CM5核心板通过电源USB-C口烧写。
15. 供电：5V3A USB-C接口；
16. GPIO引脚：2.54mm 2*20Pin，完全兼容树莓派5；
17. 尺寸：70*110mm；铝合金外壳尺寸：80*113*38mm；
18. 线路板沉金工艺，无铅生产，板材通过UL和ROHS认证。防火等级为94V-0。
40pin引脚定义从左到右依次为：
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2脚 | 5V | 5V | GND | G14 | G15 | G18 | GND | G23 | G24 | GND | G25 | G08 | G07 | IDSC | GND | G12 | GND | G16 | G20 | G21 |
| 1脚 | 3V3 | G02 | G03 | G04 | GND | G17 | G27 | G22 | 3V3 | G10 | G09 | G11 | GND | IDSD | G05 | G06 | G13 | G19 | G26 | GND |
三、烧写系统
本文档采用树莓派系统进行测试，树莓派系统的版本为：2024-11-19-raspios-bookworm-arm64.img.xz。
下载地址：
https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-64-bit
以及Ubuntu系统进行测试，Ubuntu系统的版本为：ubuntu-25.04-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img.xz。
下载地址：
https://ubuntu.com/download/raspberry-pi
对于带eMMC的核心板，系统烧写在eMMC内，若核心板不带eMMC，则系统烧写在TF卡内。
使用带eMMC的核心板，烧写前请将电源USB-C接口接到电脑，板上的BOOT跳线和OTG跳线用短路帽短上，如下图：
烧写完成后，短路帽拔掉，重新上电，即可启动系统。
烧写方法请参阅：
四、树莓派OS操作
4.1 USB口测试
在扩展板的USB口插上USB设备，在树莓派终端中执行lsusb，显示如下：
注意，如果扩展板上USB口不接设备，那lsusb里是不会出现相应的设备编号的。如Bus 005 Device 005是因为接了无线键鼠，如果不接设备，就不会出现这个编号。
随后输入lsusb -t查看USB口的工作模式：
Bus 02：为USB 3.0接口，接了一个U盘（USB 3.0设备，5000M）；
Bus 04：为USB 3.0接口，接了一个U盘（USB 3.0设备，5000M）；
Bus 05：为USB 2.0接口，接了无线键鼠（12M）、WiFi模块的蓝牙（12M）、CM4 4G模块（480M）、USB读卡器（480M）。
工作模式都正常。
4.2 WiFi7测试
树莓派官方系统只支持一路WiFi，因此，若使用带WiFi功能的树莓派CM5核心板，在安装WiFi7驱动后，核心板自带的WiFi模块将自动关闭，无法使用。在此也建议可以使用不带WiFi的CM5核心板。
在树莓派终端中执行lspci，红框处即为BE200 WiFi7模组：
4.2.1 安装驱动
（此步骤同时适用于AX200和AX210）
在树莓派终端下更新头文件：
sudo apt install -y raspberrypi-kernel-headers firmware-iwlwifi flex yacc
然后下载源码：
【请购买开发板的用户联系我们获取源码！】
准备编译环境：
sudo make defconfig-iwlwifi-public
sudo sed -i 's/CPTCFG_IWLMVM_VENDOR_CMDS=y/# CPTCFG_IWLMVM_VENDOR_CMDS is not set/' .config
编译源码：
sudo make -j 4
sudo make install
注意，编译时如果使用-j 4出现死机或者报错，请使用-j 2或者-j 1进行编译。
此时提示重启系统。请先不要重启。
安装固件（仅限BE200，若是AX200或AX210无需安装固件）：
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
4.2.2 测试WiFi7
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：
注意，此时核心板自带的WiFi模块已自动关闭，被WiFi7模块所取代。
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（如果是核心板自带的无线网卡，驱动会显示为brcmfmac）：
在树莓派终端中执行ifconfig -a，结果如下：
这里的wlan0为WiFi7模块。
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：
sudo apt-get install iperf3
测速所使用的硬件设备：
路由器为小米BE6500 Pro（WiFi7+四口2.5G路由器），CM5 WiFi7-PoE扩展板距离路由器约1米。
扩展板的BE200连接WiFi7无线网络，与同一路由器下的Windows系统进行iperf3测速。
扩展板作为client，单线程测速：
速度为为507Mbps左右。
30个线程测速：
速度为为2.08Gbps左右。
扩展板作为server，单线程测速：
速度为为535Mbps左右。
30个线程测速：
速度为为1.67Gbps左右。
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 WiFi7(BE200)的蓝牙测试
BE200 WiFi7模组自带一个USB蓝牙接口，需要额外安装蓝牙驱动方可使用。
4.3.1 安装蓝牙驱动
在树莓派终端中运行：
cd Downloads
wget http://www.mcuzone.com/wiki/5001_CM5_WiFi7-PoE/intel.zip
sudo cp intel.zip /lib/firmware/intel && cd /lib/firmware/intel
sudo unzip intel.zip
解压时报文件名冲突时，请选择“A”，即全部替换。
然后重启系统：
sudo reboot
4.3.2 测试蓝牙
在树莓派终端中运行：
hciconfig -a
可以看到有两个设备，其中hci0是核心板自带的蓝牙（厂商为Cypress Semiconductor，为UART设备），hci1是BE200的蓝牙（厂商为Intel，为USB设备），且两个蓝牙都已经开启。
为了测试hci1，我们需要将hci0关闭，请在树莓派终端中运行：
sudo hciconfig hci0 down
（如果需要开启这个设备，请运行sudo hciconfig hci0 up）
此时我们再运行hciconfig -a，可见hci0已经关闭：
点击桌面右上方的蓝牙标志，在弹出的菜单中点击“Add Device...”：
将所需连接的设备处于可发现的状态，稍等片刻，蓝牙模块就会扫描到这个设备，这里以蓝牙鼠标为例：
选取该鼠标，点击“Pair”，稍等片刻即配对连接成功：
我们在树莓派系统中可以对该鼠标进行操作：
在树莓派终端中运行：
hcitool -i hci1 con
可查看该蓝牙所连接的设备的情况：
4.4 千兆以太网测试
将千兆以太网接上级路由器，执行ifconfig -a，显示如下：
使用iperf3对千兆网口进行测速：
client模式为937Mbps左右：
server模式为948Mbps左右：
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。
4.5 RTC测试
CM5核心板自带RTC，可在树莓派系统下直接使用，需外接电池，如下图所示：
系统启动后，在树莓派终端中运行：
ls /dev/r*
即可看到RTC设备：
显示当前系统时间的命令是date；
将系统时间写入RTC的命令是sudo hwclock -w；
将系统时间从RTC读出的命令是sudo hwclock -r。
如下图所示：
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丢失，否则将会恢复到默认时间（1970年1月1日）。
4.6 风扇（PWM）测试
本扩展板带有一个PWM调速功能的风扇电源接口（1.0mm-4pin）。
安装监测软件s-tui：
sudo apt install s-tui
然后在树莓派终端中运行s-tui，则可以在监测窗口中看到风扇转速的变化：
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：
sudo nano /boot/firmware/config.txt
在文件末尾加入下列语句：
dtparam=cooling_fan=on
dtparam=fan_temp0=50000,fan_temp0_hyst=5000,fan_temp0_speed=255
其中：
fan_temp0=50000，50000为表示温度，这里是50摄氏度；
fan_temp0_hyst=5000，5000表示迟滞温度，这里是5摄氏度；
fan_temp0_speed=255，255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：
dtparam=fan_temp1=36000,fan_temp1_hyst=5000,fan_temp1_speed=128
4.7 DSI测试
液晶屏都需要额外独立供电。系统启动后，打开终端，运行下列命令：
sudo nano /boot/firmware/config.txt
第一代液晶屏，在文件末尾加入下列语句：
dtoverlay=vc4-kms-dsi-7inch,dsi0
第二代液晶屏，在文件末尾加入下列语句：
dtoverlay=vc4-kms-dsi-ili9881-7inch,dsi0
保存后重启系统，即可使用树莓派官方7寸触摸屏。显示效果如下所示：
▶ 注意事项
注意1：如果同时插HDMI显示器和7寸触摸屏，7寸触摸屏有可能变成副屏，只要关机后将HDMI显示器拔掉，再启动系统，7寸触摸屏就会成为主屏。
注意2：添加的语句实际上开启了第二块显示屏，即双屏显示，无论第二块屏的硬件是否安装，系统都有可能认为存在双屏，如果使用PrtScn截图，也会截到双屏的图。甚至还有可能造成系统无法启动。因此如果不需要使用这块屏，建议在config.txt中把这条语句去掉或者注释掉。
4.8 CSI测试
这里测试用的摄像头是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：
sudo nano /boot/firmware/config.txt
在文件末尾加入下列语句：
dtoverlay=ov5647,cam0
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：
ls /dev/video*
即可看到video0设备：
在终端中输入libcamera-hello --camera 0即可打开对应的摄像头浏览：
如果需要拍照，则输入：
libcamera-jpeg -o test.jpg
照片保存在/home/mcuzone目录下（即用户主目录），照片效果如下：
4.9 4G模块测试
板载的一路1.25mm-4P USB2.0口，可用于接4G LTE模块，使扩展板具有4G网络功能，我们测试用的是CM4 4G mini（CAT4 4G）模块：
4.9.1 测试4G LTE
在树莓派系统终端下执行ifconfig -a，显示结果如下：
上图所示的eth1为CM4 4G mini（CAT4）模块；如果您使用的是CM4 4G mini（高通4G）模块，则系统识别成usb0；
执行route，查看路由表，eth1排在第一位，因此此时是通过4G模块上网：
此时我们ping IP和域名，均成功，说明4G模块工作正常：
打开https://www.speedtest.cn/进行网速测试，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。
4.9.2 4G的其它测试
详情请点击下面的链接：
4.10 按键测试
扩展板带有一个按键，功能为开关机。开机状态下，按一下按键，弹出关机菜单：
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。
注意：按键开关机功能需要系统软件支持，树莓派系统和Ubuntu系统默认已支持，当前版本OpenWrt系统暂不支持开关机功能。
4.11 PoE输入测试
扩展板支持PoE取电，可提供5V2.4A输出。需要将网口接到支持PoE供电的路由器上，板子即可通过网线供电。PoE供电和USB-C电源口二选一使用供电，不可同时使用。
板载PoE模组参数：
12W（5V 2.4A）带隔离PoE模组，支持IEEE802.3af/at compliant
支持37-57V输入，典型值48V
带过热保护，短路保护，过流保护
1.5KVrms绝缘等级
PSE供电设备要求：
支持IEEE802.3af/at compliant
至少支持20W输出能力
48V输出，1,2+/3,6-供电
五、Ubuntu OS的操作
5.1 USB口测试
在扩展板的USB口插上USB设备，在终端中执行lsusb，显示如下：
注意，如果扩展板上USB口不接设备，那lsusb里是不会出现相应的设备编号的。如Bus 003 Device 002是因为接了U盘，如果不接设备，就不会出现这个编号。
随后输入lsusb -t查看USB口的工作模式：
Bus 03：为USB 3.0接口，接了一个U盘（USB 3.0设备，5000M）；
Bus 04：为USB 3.0接口，接了一个TF卡读卡器（USB 3.0设备，5000M）；
Bus 01：为USB 2.0接口，接了无线键鼠、无线鼠标、WiFi模块（BE200）的蓝牙、USB WiFi，（USB 2.0设备，480M）。
工作模式都正常。
5.2 WiFi7测试
以WiFi7模块BE200为例，将其插到WiFi7接口，启动系统，在终端中执行lspci，红框处即为BE200 WiFi7模组：
在Ubuntu25.04系统中，BE200（以及AX200、AX210）无线模块即插即用免驱动，打开设置中的WiFi设置（Settings -Wi-Fi），即可见BE200已经被正确识别：
双击所需连接的热点，输入密码，连接成功后即可正常上网：
在树莓派终端中执行ifconfig，结果如下：
这里的wlP1p1s0f0为WiFi7模块。
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：
sudo apt-get install iperf3
测速所使用的硬件设备：
路由器为小米BE6500 Pro（WiFi7+四口2.5G路由器），CM5 WiFi7-PoE扩展板距离路由器约1米。
扩展板的BE200连接WiFi7无线网络，与同一路由器下的Windows系统进行iperf3测速。
扩展板作为client，单线程测速：
速度为为539Mbps左右。
30个线程测速：
速度为为1.77Gbps左右。
扩展板作为server，单线程测速：
速度为为592Mbps左右。
30个线程测速：
速度为为1.57Gbps左右。
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 WiFi7(BE200)的蓝牙测试
BE200 WiFi7模组自带一个USB蓝牙接口，在Ubuntu25.04系统中，该USB蓝牙即插即用免驱动。
在终端中运行：
hciconfig -a
可以看到有两个设备，hci0是BE200的蓝牙（厂商为Intel，为USB设备），另一个hci1是核心板自带的蓝牙（为UART设备），我们需要测试的hci0已开启，另一个hci1未开启。
打开设置中的蓝牙设置（Settings -Bluetooth），将所需连接的设备处于可发现的状态，稍等片刻，蓝牙模块就会扫描到这个设备，这里以蓝牙耳机为例：
点击该蓝牙耳机，稍等片刻即配对连接成功：
点击桌面右上角的状态区域，我们也可以看到蓝牙耳机已经成功连接：
在树莓派终端中运行：
hcitool -i hci0 con
可查看该蓝牙所连接的设备的情况：
5.4 千兆以太网测试
将千兆以太网接上级路由器，执行ifconfig，显示如下：
eth0即为千兆网口。
使用iperf3对千兆网口进行测速：
client模式为937Mbps左右：
server模式为949Mbps左右：
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。
5.5 RTC测试
CM5核心板自带RTC，可在Ubuntu系统下直接使用，需外接电池，如下图所示：
系统启动后，在树莓派终端中运行：
ls /dev/r*
即可看到RTC设备：
将系统时间与RTC时间读出的命令是sudo timedatectl；
将系统时间写入RTC的命令是sudo timedatectl set-local-rtc yes；
将UTC时间写入RTC的命令是sudo timedatectl set-local-rtc no。
下图表示先将系统时间与RTC时间从读出，然后将系统时间写入RTC，最后查看写入后的系统时间与RTC时间，注意“RTC time”的前后变化：
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丢失，否则将会恢复到默认时间（1970年1月1日）。
5.6 风扇（PWM）测试
本扩展板带有一个PWM调速功能的风扇电源接口（1.0mm-4pin）。
安装监测软件s-tui：
sudo apt install s-tui
然后在树莓派终端中运行s-tui，则可以在监测窗口中看到风扇转速的变化：
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：
sudo nano /boot/firmware/config.txt
在文件末尾加入下列语句：
dtparam=cooling_fan=on
dtparam=fan_temp0=50000,fan_temp0_hyst=5000,fan_temp0_speed=255
其中：
fan_temp0=50000，50000为表示温度，这里是50摄氏度；
fan_temp0_hyst=5000，5000表示迟滞温度，这里是5摄氏度；
fan_temp0_speed=255，255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：
dtparam=fan_temp1=36000,fan_temp1_hyst=5000,fan_temp1_speed=128
5.7 DSI测试
液晶屏都需要额外独立供电。系统启动后，打开终端，运行下列命令：
sudo nano /boot/firmware/config.txt
树莓派第一代液晶屏，在文件末尾加入下列语句：
dtoverlay=vc4-kms-dsi-7inch,dsi0
保存后重启系统，即可使用树莓派官方7寸触摸屏。
▶ 注意事项
注意1：如果同时插HDMI显示器和7寸触摸屏，7寸触摸屏有可能变成副屏，只要关机后将HDMI显示器拔掉，再启动系统，7寸触摸屏就会成为主屏。
注意2：添加的语句实际上开启了第二块显示屏，即双屏显示，无论第二块屏的硬件是否安装，系统都有可能认为存在双屏，如果使用PrtScn截图，也会截到双屏的图。甚至还有可能造成系统无法启动。因此如果不需要使用这块屏，建议在config.txt中把这条语句去掉或者注释掉。
5.8 4G模块测试
板载的一路1.25mm-4P USB2.0口，可用于接4G LTE模块，使扩展板具有4G网络功能，我们测试用的是CM4 4G mini（CAT4 4G）模块：
5.8.1 测试4G LTE
在终端下执行ifconfig -a，显示结果如下：
上图所示的enx000c29a39b6d为CM4 4G mini（CAT4）模块，Ubuntu下对于USB接口的4G模块，网络标识均为“enx+mac地址”。
执行route，查看路由表，eth1排在第一位，因此此时是通过4G模块上网：
此时我们ping IP和域名，均成功，说明4G模块工作正常：
打开https://test.ustc.edu.cn/进行网速测试，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。
5.8.2 4G的其它测试
详情请点击下面的链接：
5.9 按键测试
扩展板带有一个按键，功能为开关机。开机状态下，按一下按键，弹出关机菜单：
关机状态下（需接电源）按一下按键，上电开机。
注意：按键开关机功能需要系统软件支持，树莓派系统和Ubuntu系统默认已支持，当前版本OpenWrt系统暂不支持开关机功能。
5.10 PoE输入测试
扩展板支持PoE取电，可提供5V2.4A输出。需要将网口接到支持PoE供电的路由器上，板子即可通过网线供电。PoE供电和USB-C电源口二选一使用供电，不可同时使用。
板载PoE模组参数：
12W（5V 2.4A）带隔离PoE模组，支持IEEE802.3af/at compliant
支持37-57V输入，典型值48V
带过热保护，短路保护，过流保护
1.5KVrms绝缘等级
PSE供电设备要求：
支持IEEE802.3af/at compliant
至少支持20W输出能力
48V输出，1,2+/3,6-供电
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