5006 CM5 Tiny
关键词
树莓派、CM5核心板、RTC、CAM、DISP、PWM、PCIe、USB2.0 OTG、gadget、4G、USB3.0、WLAN
一、简介
CM5_Tiny是一款专为树莓派CM5核心板设计的小尺寸扩展板，具备MicroHDMI/RTC/CAM/DISP/Fan/USB3.0常规接口，以及开关机按键/1.25mm4P USB/16Pin PCIe接口。引出独立的USB2.0 OTG接口，可用于烧写系统至eMMC/TF卡，并可在OpenWrt系统下可配置为USB网卡。CM5_Tiny搭配OpenWrt系统可实现WiFi连接至路由器作为WLAN，USB OTG连接至PC作为LAN。
CM5_Tiny搭配4G LTE，OpenWrt系统可实现4G作为WLAN，CM5核心板自身WiFi或USB OTG连接至PC作为LAN。
二、硬件资源
01. 一路USB2.0 OTG接口，可用于烧写系统至eMMC/TF卡；
02. 一路TF卡座，用于无eMMC的CM5核心板启动系统，可通过USB OTG口直接烧写，无需拆下来通过USB读卡器烧写；
03. 一路USB3.0-C接口，不支持正反向插，即一面USB3.0，一面USB2.0，请注意插入朝向；
04. 一路USB2.0接口，1.25mm-4Pin，可用于扩展4G模组；
05. 一路PCIe接口，0.5mm-16Pin上接 ，可用于扩展WiFi/SSD/USB/2.5G网/AI/TPU等外设；
06. 一路RTC实时时钟，1.25mm-2Pin；
07. 一路PWM风扇接口, 1.0mm-4Pin；
08. 一路Micro HDMI输出接口；
09. 一路CSI/DSI 0组合接口，可用于连接显示屏或摄像头；
10. 一个电源开关机按键；
11. 三个LED指示灯，分别为电源指示灯、CM5电源指示灯和运行指示灯；
12. 一路BOOT插针孔，2.54mm-2Pin，用于eMMC核心板烧写系统，可通过镊子短接后上电进入Boot模式；
13. 电源：5V3A供电，USB-C供电，可通过USB-C OTG口或USB3.0-C口进行；
14. 尺寸：53.5x55mm，小巧轻便又不失扩展性；
15. 可选配3D打印底座和散热片。
搭配我司的树莓派5 PCIE转接板，均需PCIE同向线。
三、系统烧写
树莓派OS的版本为2024-11-19-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
OpenWrt的版本为：openwrt-bcm27xx-bcm2712-rpi-5-squashfs-sysupgrade-linux-6.6.87-USBlan-20250421a.img.gz
CM5核心板带eMMC版本的，仅支持eMMC启动系统，板载TF卡无效。CM5核心板无eMMC版本，支持TF卡启动系统。
▶TF系统卡可以用USB读写器在电脑上烧写系统后，插到我们扩展板上。也可以直接在我们扩展板上烧写，烧写方法和emmc的一样。
下图第一张为无eMMC的核心板安装TF卡的方法；第二张为带eMMC版本的核心板的安装；
第三张为硬件操作：将镊子短接2.54mm 2Pin Boot插孔，USB-C OTG口连电脑，上电后，设备管理里看到BCM2712设备，即可拿掉镊子，然后再进行系统烧写，烧写完毕后重新上电启动系统即可。（镊子也可以一直插着，待系统烧写完成）
具体烧写系统的方法请点击这里。
四、树莓派OS的使用
本次测试所用的CM5核心板为CM5104032。
4.1 USB测试
测试USB2.0-C口：
通过USB3.0-C口供电，USB2.0-C口插入一个USB3.0 U盘，执行lsusb及lsusb -t，显示如下：
红框处，Bus 005 Device 002为USB3.0 U盘，运行在480M下，即USB2.0，运行正常。
测试USB3.0-C口（通过USB2.0供电）：
（正向测试USB3.0）USB3.0-C口内正向插入一个USB3.0 U盘，执行lsusb及lsusb -t，显示如下：
红框处，Bus 002 Device 002为USB3.0 U盘，运行在5000M下，即USB3.0，运行正常。
（反向测试USB3.0）USB3.0-C口内反向插入一个USB3.0 U盘，执行lsusb及lsusb -t，显示如下：
红框处，Bus 001 Device 003为USB3.0 U盘，运行在480M下，即USB2.0，运行正常。
测试USB2.0（1.25mm-4Pin口）：
USB2.0 1.25mm-4p接口搭配一个4G模块，执行lsusb及lsusb -t，显示如下：
红框处，Bus 003 Device 003为4G模块，运行在480M下，即USB2.0，运行正常。
总结：
USB2.0-C OTG和USB3.0-C接口均可以用来供电。建议采用USB2.0 OTG口供电，理论上可以配合gadget组件来将该USB口配置成USB网口使用。USB3.0-C接口可用于高速外设扩展。
4.2 连接WiFi
启动树莓派系统，点击桌面右上角的网络标志，连接WiFi热点，连接成功后，即可通过内置WiFI模块，使用上级路由器上网：
点击“Advanced Options - Connection Information...”，即可查看网络连接信息：
在树莓派终端中执行ifconfig -a，结果如下：
wlan0为核心板的WiFi，已经获取了IP地址；
eth0为核心板的千兆网口（未引出，不可用）。
4.3 4G模块测试
我司配套的多款4G模块均可即插即用免驱免拨号。我们的4G型号有CAT4 4G、高通4G、高通4G-GPS、ZTE CAT4 4G等。其中CAT4 4G和ZTE CAT4 4G，系统均自动识别成eth设备，高通4G/高通4G-GPS均自动识别成usb0。
以CAT4 4G为例，启动系统，在树莓派系统终端下执行lsusb，即可识别4G模块：
在树莓派系统终端下执行ifconfig -a，eth1即为4G模块：
在树莓派终端中，运行route，可见eth1排在第一位，说明此时默认通过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：
通过测速网站进行测速，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。
▶4G的其它操作请点击下面的链接：
4.4 风扇（PWM）测试
将风扇正确安装，然后安装监测软件s-tui：
sudo apt install s-tui
在树莓派终端中运行s-tui，即可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
4.5 DSI测试
我们测试的均为树莓派官方液晶屏，液晶屏均需独立供电。
将液晶屏接好，上电启动系统，打开终端，运行下列命令：
sudo nano /boot/firmware/config.txt
若是第一代液晶屏在文件末尾加入下列语句：
dtoverlay=vc4-kms-dsi-7inch,dsi0
若是第二代液晶屏，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。
4.6 CSI测试
我们使用的是OV5647摄像头，接口为CAM/DISP0，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：
4.7 开关机按键测试
CM5_Tiny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：
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。
五、OpenWrt系统的使用
OpenWrt系统版本为：openwrt-bcm27xx-bcm2712-rpi-5-squashfs-sysupgrade-linux-6.6.87-USBlan-20250421a.img.gz
我们的OpenWrt系统里，已经将USB OTG接口设置为USB网卡，USB2.0-C OTG接口与PC相连，在Windows11和Linux以及MacOS下，系统会将CM5_Tiny扩展板认成一块USB网卡，如下图所示：
注意：USB网卡在Windows10下目前没有完善的驱动，需要客户自行研究驱动。
此扩展板的OpenWrt配置有2种方式：
一种是WiFi进USB LAN出，即树莓派CM5自带的WiFi连接上级路由器上网做WAN，USB2.0-C接电脑做LAN；
一种是4G进USB LAN或AP出，即扩展板接4G模块做WAN；USB2.0-C接电脑做LAN，也可将树莓派CM5自带的WiFi设置为无线AP，这样手机等移动设备就可以连接这个AP，通过4G模块上网。
5.1 登录系统
CM5_Tiny扩展板的USB2.0-C口插到PC上，上电启动系统，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，而PC获得的IP地址为192.168.198.123）：
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 USB网卡的带宽测试
使用iperf3测速软件，测试PC与扩展板之间的网速，这个速度可以衡量虚拟USB网卡的带宽。
OpenWrt系统自带iperf3软件，Windows版iperf3下载：
http://www.mcuzone.com/down/Software.asp?ID=10000634
点击“服务 - 终端”，登录OpenWrt的终端，用户名为root，密码为OpenWrt的“路由器密码”（默认无密码）：
CM5_Tiny扩展板在client模式下，速度为340Mbps左右：
CM5_Tiny扩展板在server模式下，速度为227Mbps左右：
注意：虚拟USB网卡的带宽测试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 WiFi为WAN，USB网卡为LAN
登录OpenWrt系统系统后，我们进入“网络 - 无线”，点击“扫描”，如下图所示：
在扫描界面，我们选择所需连接的AP，点击“加入网络”：
按下图进行设置，“WPA密钥”为AP的密钥，“新网络的名称”可自行设置，设置完毕后点击“提交”：
注意：如果后续需要将WiFi模块作为AP使用，则请不要勾选“重置无线配置”，而只需将“网络 - 无线”中，原有的SSID为“rpi5”的热点设置为“禁用”即可：
在下一页面，点击“保存”：
保存后返回“无线概况”，点击“保存并应用”：
稍等片刻，WiFi模块将会连接至所选取的AP：
同时，我们在“网络接口”中，也可以看到此时WiFi模块已经获得了IP地址：
查看虚拟USB网卡的连接属性，可见此时已经获得了Internet访问权限：
使用测速网APP，在PC端进行测速结果如下（200M宽带）：
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PC有无线网卡，可以利用Windows11自带的热点分享功能，将网络通过PC的无线网卡分享出去，步骤如下：
进入“设置 - 网络和Internet - 热点”，打开“移动热点”开关，即可生成一个热点：
手机等移动设备可以连接该热点上网，通过测速网站测速，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。
5.4 4G为WAN，WiFi设置为AP
本章节的操作是将OpenWrt系统完全复位后重新设置，与5.3章节相关设置无关。
5.4.1 配置4G模块作为WAN
测试的4G模块为CAT4 4G LTE，系统启动后，点击“服务 - 终端”，登录OpenWrt系统自带的终端，用户名为root，密码为路由器密码（默认无密码）。登录后执行lsusb，即可识别4G模块：
执行ifconfig -a，便可看到eth1即为CAT4 4G模块：
若是高通4G，则识别成USB0；进入“网络 - 接口”，点击“添加新接口”：
按下图进行设置，其中“名称”可自定义，然后点击“创建新接口”：
在“防火墙区域”中，将“创建/分配防火墙区域”设置为“wan”，然后点击“保存”：
保存后返回上一页面，点击“保存并应用”：
稍等片刻，我们就能看到4G模块获得了IP地址：
在终端中ping域名，成功，因此4G模块工作正常：
5.4.2 配置CM5的WiFi作为LAN
本系统默认已经为CM5的WiFi配置了一个LAN连接，即下图中SSID为rpi5的热点：
我们可以直接使用手机连接该热点（无密码）：
如果需要自建热点，请按照下列步骤进行：
点击 ”网络 - 无线“，进入无线设置，点击“添加”按钮，将会弹出“编辑无线网络”页面：
按下图设置“工作频率”，在“接口配置 - 常规设置”中，在“ESSID”一栏中，输入热点名称（可自定义名称），在“网络”一栏中，勾选“lan”：
点击“无线安全”，设置加密类型 （例如”WPA2-PSK（强安全性）“）和密钥：
点击“接口配置 - 高级设置”，在“接口名称”中输入“wlan1”（可自定义名称），然后点击“保存”：
保存后返回上一页面，点击“保存并应用”：
点击红框处的“禁用按钮”，将默认的热点禁用，因为同时只能激活一个热点：
5.4.3 WiFi做AP分享网络
稍等片刻，即可使用手机等移动设备连接该热点：
通过测速网站测速，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。
5.4.4 USB网卡设置为LAN
OpenWrt系统内，USB网卡默认就设置为LAN，进入“网络 - 接口”，所示如下：
第二个LAN，就包括了虚拟USB网卡。
查看虚拟USB网卡的连接属性，可见此时已经获得了Internet访问权限：
在PC端，通过测速网站测速，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。
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