5008 CM5B 2ETH
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关键词
树莓派、CM5核心板、双千兆以太网、CSI、DSI、RTC、PWM、USB3.0、PCIe、RPiOS
一、简介
CM5B_2ETH是一款基于树莓派CM5设计的双网口扩展板，尺寸和树莓派5基本一致，具备2路USB3.0和2路1.25mm 4Pin USB2.0接口，一路原生千兆，一路USB3.0转千兆，以及HDMI/RTC/PCIe/Fan/40P/CAM/DISP等常规外设，可理想应用于各种OpenWrt/网关等双网卡应用。16Pin引脚PCIe接口可外扩SSD/2.5G以太网/WiFi7/AI/TPU等外设，并可提供2A供电能力。
二、硬件资源
1，支持所有树莓派CM5核心板版本，接插件为DF40HC3.0；
2，两路以太网：一路原生千兆以太网和一路USB3.0扩千兆以太网，采用一体式集成网络变压器；
3，两路USB3.0-A HOST；
4，两路USB2.0 HOST，1.25mm-4Pin接口；
5，一路原生PCIe接口，0.5mm-16Pin，FPC上接，PCIe供电能力达2A，优于树莓派5的PCIe；
6，一路CSI/DSI0 组合接口，0.5mm-22P FPC下接；
7，三盏LED灯：电源输入指示灯，CM5核心板电源指示灯和CM5核心板运行指示灯；
8，一路Micro HDMI输出接口，支持4K输出；
9，一路实时时钟RTC接口，1.25mm-2P；
10, 一个PWM风扇接口，1.0mm-4Pin；
11，40Pin GPIO,2.54mm-2*20PIN，完全兼容树莓派5引脚GPIO；
12，两个按键：电源按键和Boot按键；
13，一路USB2.0 OTG，用于供电：5V3A，最高5V5A；也可用于烧写系统，烧写带eMMC的核心板，也可以烧写TF卡（不带eMMC的核心板）；
此口接电脑，可在OpenWrt系统下用作USB网卡（需要系统支持）；
14，尺寸：85*56mm，四层板设计，板材通过UL和ROHS认证，防火等级为94V-0；
15，可选铝合金外壳。
三、系统的烧写
本文档采用树莓派OS进行测试。测试的系统版本如下：
▶树莓派OS的版本为2025-05-13-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
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，也可以通过PCIe扩NVMe SSD，将系统烧到SSD启动。
若用扩展板烧写系统，请先按住BOOT按键，再将USB-C接口连接至电脑，如下图：
待设备被电脑认到后，即可放开BOOT按键。烧写完成后，重新上电，即可启动系统。
烧写方法请参阅：
四、树莓派OS的操作
4.1 测试USB口
4.1.1 USB口识别测试
将四个USB口都插上外设：
在树莓派终端中执行lsusb，显示如下：
识别都正常，如果USB口上没有外接设备，对应的设备编号都不会出现，只有USB HUB。
随后输入lsusb -t查看USB口的工作模式是否正常：
Bus 02：原生USB 3.0接口，5000M；
Bus 04：扩展USB 3.0接口，5000M；
Bus 03：扩展USB 2.0接口，480M。
4.1.2 测速USB3.0
将一个USB3.0移动硬盘插入USB3.0-A口，安装硬盘测速工具hdparm，在树莓派终端下运行：
sudo apt install hdparm
▶测试USB硬盘接口速度：
第一个USB3.0-A口（原生，双层接插件的下面一个为原生USB3.0）：
在树莓派终端中输入df，即可查看SSD硬盘分区信息：
我们可以看到SSD分区名为sda1。
运行接口测速命令，可多次运行，测试多次硬盘接口速度：
sudo hdparm -t /dev/sda1
| 次数 | 传输速度MB/s |
| 1 | 361.06 |
| 2 | 343.97 |
| 3 | 350.18 |
| 4 | 345.29 |
| 5 | 362.54 |
| 平均 | 352.61 （约等于2.75Gbps） |
第二个USB3.0-A口（扩展的USB3.0，双层接插件的上面一个接口）：
运行df，SSD分区名为sda1。
运行接口测速命令，可多次运行，测试多次硬盘接口速度：
sudo hdparm -t /dev/sda1
| 次数 | 传输速度MB/s |
| 1 | 333.96 |
| 2 | 359.28 |
| 3 | 334.95 |
| 4 | 324.69 |
| 5 | 335.03 |
| 平均 | 337.58 （约等于2.64Gbps） |
▶测试USB硬盘读写速度：
2个USB3.0口各插入一个USB3.0硬盘，在两个硬盘之间，使用Linux自带的dd命令拷贝大文件，文件为单个文件。测试结果如下：
| 数据传输方向 | 耗时s | 传输速度MB/s | 传输速度Gbps | 包大小Mb |
| 硬盘1->硬盘2 | 37.91 | 263.78 | 2.06 | 10000 |
| 硬盘2->硬盘1 | 34.52 | 289.69 | 2.26 | 10000 |
与USB硬盘接口速度相近。
▶测试2.5G USB网卡的速度：
将一个2.5G USB网卡插入USB3.0-A，与在同一局域网内的PC之间进行测速。
使用测速软件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
第一个USB3.0-A口（原生）：
client模式下，为2.33Gbps左右：
server模式下，为1.78Gbps左右：
第二个USB3.0-A口（扩展）：
client模式下，为2.27Gbps左右：
server模式下，为1.78Gbps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。
4.2 测试以太网
将连接上级路由器的网线插入原生千兆网口，执行ifconfig，显示如下：
其中eth0为原生千兆网口，eth1为扩展千兆网口。
我们使用iperf3，对原生千兆网口进行测速：
client模式为937Mbps左右：
server模式为948Mbps左右：
对扩展千兆网口进行测速：
client模式为943Mbps左右：
server模式为949Mbps左右：
4.3 测试RTC
CM5核心板自带RTC，扩展板上需外接电池，可在树莓派系统下直接使用。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；
将系统时间从RTC读出的命令是sudo hwclock -r；
将系统时间写入RTC的命令是sudo hwclock -w。
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）。
4.4 测试PWM风扇
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
4.5 测试DSI
树莓派官方两代液晶屏，第一代液晶屏的分辨率为800*480，第二代液晶屏的分辨率为1280*720，两代液晶屏均需独立供电。
4.5.1 树莓派官方第一代液晶屏
启动系统后，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=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。
4.5.2 树莓派官方第二代液晶屏
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=vc4-kms-dsi-ili9881-7inch,dsi0
保存后重启系统，即可使用树莓派官方二代7寸触摸屏。
4.6.3 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 测试CSI
我们使用的是OV5647摄像头，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
扩展板带有一个开关机按键（丝印“PWR”），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。
4.8 PCIe扩展测试
4.8.1 测试SSD
PCIe接一块MPS2280对其进行扩展SSD硬盘，如图所示：
不带eMMC的CM5核心板可以从SSD启动系统，操作步骤见烧写章节。这里我们基于带emmc的核心板演示SSD硬盘作为数据存储用。
在树莓派终端中执行lspci，可以看到SSD硬盘已经被正确识别：
在File Manager中，可以看到该SSD硬盘，点击SSD分区，会弹出授权框，填入当前账户的密码进行授权：
注意：第一个被点击的分区需要输入密码进行授权，如有其它分区，只需要点击分区即可完成授权。
授权完毕后，在桌面会显示分区：
在树莓派终端中输入df，即可查看SSD硬盘分区信息：
我们可以看到SSD的分区名为nvme0n1p1。
该硬盘分区可以用作数据存储。
▶ 测试SSD硬盘的接口速度
运行接口测速命令，可多次运行，测试多次硬盘接口速度：
sudo hdparm -t /dev/nvme0n1p1
| 次数 | 传输速度MB/s |
| 1 | 449.61 |
| 2 | 449.39 |
| 3 | 448.64 |
| 4 | 447.93 |
| 5 | 448.02 |
| 平均 | 448.72 （约等于3.51Gbps） |
默认状态下，SSD硬盘运行在PCIe Gen2模式下，可以通过下列步骤开启PCIe Gen3模式：
在树莓派终端中输入sudo nano /boot/firmware/config.txt，在最后一行加入下列代码：
dtparam=pciex1_gen=3
保存后退出并重启系统，这样就切换到了PCIe Gen3。
再次运行接口测速命令，测试硬盘接口速度：
| 次数 | 传输速度MB/s |
| 1 | 884.71 |
| 2 | 884.69 |
| 3 | 885.18 |
| 4 | 885.44 |
| 5 | 884.63 |
| 平均 | 884.93 （约等于6.91Gbps） |
可见PCIe Gen3模式下的SSD硬盘接口速度几乎是PCIe Gen2模式下的一倍。
4.8.2 WiFi7及蓝牙测试
PCIe接口插上MPW7转接板，板载蓝牙接口接到扩展板的USB2.0，实现扩展WiFi7（BE200）和蓝牙功能，转接板也支持WiFi6(E)，即AX210和AX200。
树莓派OS版本需要为2024-11-19-raspios-bookworm-arm64.img.xz 。2025-05-13-raspios-bookworm-arm64.img.xz下编译驱动会报错。
树莓派官方OS只支持一路WiFi，对于带WiFi的树莓派CM5核心板，在安装WiFi7驱动后，CM5的WiFi将自动关闭。
在树莓派终端中执行lspci，红框处即为BE200 WiFi7模组：
4.8.2.1 测试WiFi7
安装WiFi驱动：
（注意：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
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（BE200）。
4.8.2.2 测试WiFi7(BE200)的蓝牙
在树莓派终端中执行lsusb，红框处即为BE200 WiFi7模组自带的蓝牙：
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
测试蓝牙：
在树莓派终端中运行：
rfkill unblock bluetooth
hciconfig -a
可以看到有两个设备，其中hci1是核心板自带的蓝牙（厂商为Cypress Semiconductor，为UART设备），hci0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hci0，我们需要将hci1关闭，请在树莓派终端中运行：
sudo hciconfig hci1 down
（如果需要开启这个设备，请运行sudo hciconfig hci1 up）
此时我们再运行hciconfig -a，可见hci1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：
4.8.3 测试2.5G以太网
PCIe接口搭配我司的MP2.5G HAT，将MP2.5G的网口接上级路由器，启动系统。
在树莓派终端中执行lspci，红框处即为2.5G网口：
执行ifconfig，eth1为2.5G网口：
我们使用iperf3，对2.5G网口进行测速。
client模式为2.35Gbps左右：
server模式为1.79Gbps左右：
4.8.4 PICe扩展其他模块
PCIe扩展TPU模块（单TPU，双TPU，TPU+2.5G，TPU+SSD）
PCIe扩展以太网模块（双2.5G，2.5G+SSD，2.5G+WiFi7）
PCIe扩展AI模块（树莓派官方AI，AI+SSD，AI+2.5G，AI+WiFi7）
PCIe扩展5G模块
PCIe扩展UART模块（4路RS232，2路RS232+2路隔离RS485）
4.9 USB2.0接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、ZTE CAT4 4G、高通4G、高通4G-GPS和移远EC20 GPS语音简版，其中EC20-GPS语音简版具有打电话功能，需接安卓耳机线。
在树莓派官方OS里，CAT4 4G和ZTE CAT4 4G，系统均自动识别成eth设备，高通4G/高通4G-GPS和EC20均自动识别成usb0。
接高通4G LTE（USB接口）：
接EC20（MiniPCIe转USB接口）：
测试以高通4G为例，在树莓派终端中执行lsusb，显示如下，红框中即为4G：
在树莓派系统终端下执行ifconfig -a，显示结果如下：
上图所示的usb0即为4G模块，高通4G LTE；若是国产CAT4 4G/ZTE CAT4，则系统识别成eth2（2位置上的数字依其它有线网络的数目而定）。
接下来我们测试4G联网，如果此时有线网口也连接路由器，那测试4G联网前，先看路由表，执行route，看到usb0排在第一位，因此系统优先是通过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。
4G模组的其它操作，可以参考：0024 M4GUSB。
五、OpenWrt系统的操作
我们测试使用的OpenWrt系统版本为：openwrt-bcm27xx-bcm2712-rpi-5-squashfs-sysupgrade-linux-6.6.90-USBlan-20250519.img.gz。
CM5B_2ETH扩展板可以配置为：原生千兆网口为LAN，扩展千兆网口设置为WAN。
5.1 登录系统
OpenWrt系统默认将扩展板的原生千兆网口作为LAN。将原生千兆网口连接至PC，系统启动后，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：
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 设置WAN口
扩展板的扩展千兆网口在系统里识别成eth1，现在我们要将eth1设置为WAN。
点击“网络 - 接口”-“添加新接口”：
“名称”设置为“WAN”（可自定义），“协议”选择“DHCP客户端”，“设备”选择“eth1”，然后点击“创建接口”按钮：
在“防火墙设置”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”：
这样，网络接口就设置完成了。此时再将扩展千兆网口连接至上级路由器（200Mbps宽带），稍等片刻，即可见到扩展千兆网口（eth1）获取了IP地址：
此时PC可以上网，我们通过测速网站测速，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。
5.3 扩展4G模块
扩展板通过板载USB2.0 1.25mm-4P接口扩展一路内置4G LTE；OpenWRT系统可配置成4G为WAN，原生千兆为LAN。这里用高通4G做演示。配置方法和以太网配置WAN是一样的。
5.3.1 设置4G模块为WAN
将原生千兆网口与PC相连，启动系统。点击“服务 - 终端”，登录终端，默认用户名root，密码为OpenWrt的“路由器密码”（默认无密码）：
执行ifconfig -a，结果如下：
其中usb1为高通4G模块，但是没有看到IP地址，这是正常的，因为尚未设置完毕。
进入“网络 - 接口”，点击“添加新接口...”：
按下图进行配置（“名称”可以自定义），然后点击“创建接口”：
点击“防火墙设置”，在“创建/分配防火墙区域”中，选择wan，然后点击“保存”：
自动返回上一页，点击“保存并应用”：
这样我们就把4G模块配置成了WAN口。稍等片刻，我们就能看到4G模块获得了IP地址：
然后我们回到终端，执行ifconfig -a，结果如下：
可以看到usb1已经获取了IP地址。
ping域名成功，4G模块工作正常：
此时连接LAN口的PC网卡的属性显示可以连接Internet：
因此PC可以上网，我们进入测速网站进行测速：
5.3.2 设置扩展千兆网口为LAN
CM5B_2ETH扩展板另外还有一个扩展的千兆网口，在这里我们可以把它也设置成LAN口，这样就可以实现4G模块作为WAN，扩展板具备双LAN 输出。
进入“网络 - 接口 - 设备”，点击“br-lan”后面的“配置...”：
在“网桥端口”中，选中“eth1”（即扩展千兆网口），再按“保存”按钮：
自动返回上一层界面，按“保存并应用”：
这样我们就把扩展千兆网口（eth1）也设置成了LAN口。
5.4 配置CM5核心板自身WiFi为AP
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：
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。
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