跳转到内容

2002 CM4 3xPCIe

来自Mcuzone Wiki

关键词

树莓派、CM4、PCIe、扩展板、SSD、WiFi6、USB3.0、5G、4G、四层板、OpenWrt、Raspberry Pi、Computer、Module、软路由、CSI、DSI

一、简介

随着紫光展锐在2021年初开始量产5G芯片组，5G模组的价格稳步下调，基本进入了大众所能接受的价格区间。同时WiFi6模组大大提升了WiFi内网的通讯效率。在5G和WiFi6的高数据吞吐量的支持下，SSD作为高速和大容量的存储设备也逐步在高性能嵌入式系统平台普及。我们这款树莓派CM4_3xPCIE扩展板集齐了SSD+WiFi6+5G+4G+USB3.0等诸多主流外设，可理想用于各类海量数据的高速采集、处理、通讯的应用场合。如WiFi6测试终端、远程图像视频采集系统、车载数据接入设备、融合媒体播放器、人脸识别等等。

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. 一路原生千兆以太网；

3. 一路PCIe M.2硬盘接口，支持NVMe协议SSD固态硬盘，支持2242和2280两种尺寸；

4. 一路PCIe M.2 WiFi6接口，支持AX200和AX210；

5. 一路5G模组接口，USB3.0信号，支持主流5G模组（FM150、FM650、RM500U等），Nano SIM卡座；

6. 一路USB3.0主机接口；

7. 两路USB2.0主机接口（带1.25mm接口，可用来扩展CM4尺寸4G模组）；

8. 一路标准尺寸HDMI接口输出，支持4K；

9. 两路CSI摄像头接口，0.5mm间距22pin翻盖FPC；

10. 一路DSI1显示器接口，0.5mm间距22pin翻盖FPC；

11. 一路BOOT跳线，用于烧写系统；

12. 一路3.3V风扇供电接口（2.54mm-2P） ；

13. 一路5V风扇供电接口（2.54mm-2P） ；

14. 40Pin 2.54mm间距标准扩展接口，完全兼容树莓派4B的40pinGPIO；

15. 一路TF卡座，用于启动不带eMMC的核心板，如果采用eMMC版本CM4则该TF卡槽不可用；

16. 一路原生USB2.0 OTG口，USB-A形态，支持eMMC版本CM4的烧写（需要配套USBA-A线连接至PC）；

17. 一路宽电压7-28V直流输入，3.81mm 2pin接线端子或者DC5.5接口；

18. 一路USB-C接口5V3A（注:不可与DC5.5或3.81拧接端子的直流输入同时使用）；

19. 尺寸：135mm*110mm，四层板设计；

20. 可选配铝合金外壳。

型号 RM500U-CNV RM500U-EA
频段 5G NR: 3GPP Release 15/ Release 16

NSA/SA operation, Sub-6 GHz

5G NR NSA: n41/78/79

5G NR SA: n1/3/5/8/28A/41/77/78/79

DL 4*4 MIMO: n1/28A/41/77/78/79

UL 2*2 MIMO: n41/77/78/79

DL 2*2 MIMO: n3/5/8

LTE Category: DL Cat 12, UL Cat 13

LTE-FDD: B1/3/5/8

LTE-TDD: B34/38/39/40/41

DL 2*2MIMO: B1/3/5/8/34/38/39/40/41

WCDMA: B1/5/8

5G NR: 3GPP Release 15

NSA/SA operation, Sub-6 GHz

5G NR NSA: n1/3/7/28/38/40/41/77/78

5G NR SA: n1/3/5/7/8/20/28/38/40/41/66/77/78

DL 4*4 MIMO: n1/3/7/28/38/40/41/66/77/78

UL 2*2 MIMO: n38/40/41/77/78

DL 2*2 MIMO: n5/8/20

LTE Category: DL Cat 12, UL Cat 13

LTE-FDD: B1/2/3/4/5/7/8/20/28/66

LTE-TDD: B38/40/41

DL 2*2MIMO: B1/2/3/4/5/7/8/20/28/38/40/41/66

WCDMA: B1/2/5/8

数据 5G SA Sub-6: 2Gbps (DL)/1Gbps (UL)

5G NSA Sub-6: 2.2Gbps (DL)/575Mbps (UL)

LTE: 600Mbps (DL)/150Mbps (UL)

WCDMA: 42.2Mbps (DL)/11 Mbps (UL)

5G SA Sub-6: 2Gbps (DL)/1Gbps (UL)

5G NSA Sub-6: 2.6Gbps (DL)/650Mbps (UL)

LTE: 600Mbps (DL)/150Mbps (UL)

WCDMA: 42.2Mbps (DL)/11 Mbps (UL)

温度

范围

-30℃ ~ +75℃
型号 RM520N-GL RM530N-GL RM551E-GL
频段 5G NR NSA: n1/2/3/5/7/8/12/13/14/

20/25/28/29/30/38/40/41/48/66/70/

71/77/78/79

5G NR SA: n1/2/3/5/7/8/12/13/14/

18/20/ 25/26/28/29/30/38/40/41/

48/66/70/71/75/76/77/78/79

LTE-FDD: B1/2/3/4/5/7/8/12/13/

14/17/18/19/20/25/26/28/29/

30/32/66/71

LTE-TDD: B34/38/39/40/41/42/43/48

LAA: B46

WCDMA: B1/2/4/5/8/19

GNSS (Optional): GPS/GLONASS/BD5/

Galileo/QZSS

5G NR NSA: n1/2/3/5/7/8/12/13/14/

18/20/25/26/28/29/30/38/40/41/48/

66/70/71/75/76/77/78/79/257/258/

260/261

5G NR SA: n1/2/3/5/7/8/12/13/14/

18/20/25/26/28/ 29/30/38/40/41/48/

66/70/71/75/76/77/78/79

LTE-FDD: B1/2/3/4/5/7/8/12/13/

14/17/18/19/20/25/26/28/29/30

/32/66/71

LTE-TDD: B34/38/39/40/41/42/

43/48

LAA: B46

WCDMA: B1/2/4/5/8/19

GNSS (Optional): GPS/GLONASS/BD5/

Galileo/QZSS

5G NR NSA: n1/2/3/5/7/8/12/13/14/18/20/

25/26/28/29(Rx)/30/38/40/41/48/53/66/70/

71/75/76/77/78/79/92/94/257/258/260/261

5G NR SA: n1/2/3/5/7/8/12/13/14/18/20/25/

26/28/29(Rx)/30/38/40/41/53/48/66/70/71/

75/76/77/78/79/91/92/93/94/257/258/260/261

LTE-FDD: B1/2/3/4/5/7/8/12/13/14/17/18/

19/20/25/26/28/29/30/32/66/70/71

LTE-TDD: B34/38/39/40/41/42/43/48/53

LAA: B46(Rx)

WCDMA: B1/2/4/5/8/19

GNSS (Optional): GPS/GLONASS/BD5/

Galileo/QZSS

数据 5G SA Sub-6: 2.4Gbps (DL)/900Mbps (UL)

5G NSA Sub-6: 3.4Gbps (DL)/550Mbps (UL)

LTE-FDD: 1.6Gbps (DL)/200Mbps (UL)

WCDMA: 42Mbps (DL)/5.76Mbps(UL)

5G SA Sub-6: 2.4Gbps (DL)/900Mbps (UL)

5G NSA Sub-6: 3.4Gbps (DL)/550Mbps (UL)

5G NSA mmWave：

4.0Gbps (DL)/1.4Gbps (UL)

LTE-FDD: 1.6Gbps (DL)/200Mbps (UL)

WCDMA: 42Mbps (DL)/5.76Mbps(UL)

5G SA Sub-6: 7.01 Gbps (DL)/1.25 Gbps (UL)

5G NSA Sub-6: 5.47 Gbps (DL)/730 Mbps (UL)

5G NSA mmWave:

10.94 Gbps (DL)/4.16 Gbps (UL)

LTE: 2 Gbps (DL)/ 211 Mbps (UL)

WCDMA: 42 Mbps (DL)/ 5.76 Mbps (UL)

温度

范围

-30℃ ~ +75℃
型号 FM160-EAU FM650-CN
频段 5G Sub-6: n1/3/5/7/8/20/28/38/40/41/75/76/77/78

LTE FDD: B1/3/5/7/8/20/28/32

LTE TDD: B38/40/41/42/43

WCDMA: B1/5/8

5G NR: DL 4*4MIMO: n1/3/5/7/20/28/

38/40/41/75/76/77/78

□□□□□□UL 2*2MIMO: n41/77/78

LTE: DL 4*4MIMO: B1/3/5/7/20/28/32/38/40/

41/42/43

5G Sub-6: n1/28/41/78/79

LTE FDD: B1/2/3/5/7/8

LTE TDD: B34/38/39/40/41

WCDMA: B1/2/5/8

5G NR: DL 4*4MIMO: n1/41/78/79

□□□□□□DL 2*2MIMO: n28

□□□□□□UL 2*2MIMO: n41/78/79

□□□□□□UL 1*1MIMO: n1/28

LTE: DL 2*2 MIMO: B1/2/3/5/7/8/34/38/39/40/41

□□□UL 1*1 MIMO: B1/2/3/5/7/8/34/38/39/40/41

数据 NR SA: 2.5Gbps (DL)/900Mbps (UL)

NR NSA: 3.5Gbps (DL)/555Mbps (UL)

LTE: 1.6Gbps (DL)/211Mbps (UL)

WCDMA: 42Mbps (DL)/5.76Mbps (UL)

NR SA:1.92Gbps (DL)/600Mbps (UL)

NR ENDC: 1.92Gbps (NR DL)/380Mbps (NR UL)

LTE: 487Mbps (DL)/150Mbps (UL)

WCDMA: 42Mbps (DL)/11Mbps (UL)

温度

范围

-30℃ ~ +75℃

三、烧写系统

带eMMC的核心板，系统烧写在eMMC内；不带eMMC的核心板，系统烧写在TF卡内。

使用带eMMC的核心板，硬件操作如下：

将BOOT跳线短路帽接上，USB2.0 OTG-A口接电脑：

【加图】

烧写方法请参阅：

烧写系统的方法

烧写完成后，短路帽拔掉，重新上电，即可启动系统。

四、树莓派系统的操作

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

4.1 测试USB口

4.2 测试SSD硬盘

我司CM4_3xPCIe扩展板支持2242和2282尺寸的M.2 M Key的NVME SSD固态硬盘。由于树莓派CM4的PCIe接口为Gen2 x1即5Gbps理论速度，而且实测能达到的速度仅为3.4Gbps左右。受限于CM4的PCIe带宽，所以不管是国产的SSD还是SAMSUNG原装的最新款高性能SSD都最高只能跑到400Mbps左右。

4.2.1 SSD硬盘基本操作

在树莓派OS中，打开File Manager，我们可以看到SSD的分区。如下图所示：

如果需要对SSD操作，请点击分区图标，此时需要输入系统密码，然后点击“Authenticate”，授权成功后即可对SSD进行操作：

此时回到桌面，就可以看到SSD分区的快捷图标：

同时在终端中输入df，也可以看到SSD分区，以及SSD的挂载信息，我们可以将这个SSD作为存储设备：

2002_CM4_3xPCIe_01.jpg

4.2.2 SSD硬盘接口速度测试

我们使用hdparm软件进行SSD硬盘接口速度测试。

安装hdparm软件：

sudo apt install hdparm

运行命令，可多次运行，测试多次硬盘速度：

sudo hdparm -t /dev/nvme0n1p2

2002_CM4_3xPCIe_02.jpg



安装hdparm软件后，使用df命令，查看SSD分区名为nvme0n1p1和nvme0n1p2：

2002_CM4_3xPCIe_01.jpg

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358Mbps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。

上一节我们测试的分区，挂载文件夹地址为：

/media/mcuzone/rootfs/

我们从MobaXterm软件通过网络登录树莓派OS，进入SSD硬盘的挂载文件夹，在此文件夹下，将PC上的文件拖入SSH浏览器窗口，以及将SSH浏览器窗口内的文件拖到PC上，测试硬盘的读写速度。

写入速度75Mbps左右：

2002_CM4_3xPCIe_03.jpg

读取速度55Mbps左右：

2002_CM4_3xPCIe_04.jpg

注意：SSD硬盘读写速度测试受网络环境和硬盘性能影响，速度请以实际为准，本测试仅供参考。

4.3 相关视频

4.3 测试以太网口

4.4 测试5G模组

本章我们用来测试的5G模块为RM520N。

因为扩展板自带原生网口，该网口在树莓派OS下的优先级比RM520N高，所以单独使用RM520N时，有可能还是用原生网口的nameserver，关于如何解决这个问题，请参阅下列链接：

利用udhcpc指定DNS服务器

我们需要把系统的nameserver指定为RM520N模块（即usb0）的nameserver。

点击查看参考资料

5.1 测试连接Internet的速度

我们测试RM520N模块连接Internet的速度，使用的测速网站为中国科学技术大学测速网站。测试结果如下：

2002_CM4_3xPCIe_05.jpg

下行约为295Mbps，上行约为30Mbps。

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

5.2 ping包测试

5Gping包测试主要用于验证扩展板硬件电路和5G模组链路的稳定性：

2002_CM4_3xPCIe_06.jpg

5.3 相关视频

视频中我们进行了约14小时的ping包测试，然后通过查看丢包率来判断5G模组的稳定性。测试结果是ping包约14小时共计49710个包，无一丢包。

4.5 测试/WiFi6

4.6 测试DSI

4.7 测试CSI

4.8 测试HDMI

六、原生千兆/WiFi6 AX210测速（Openwrt系统下）

本章主要用来演示CM4_3xPCIe扩展板运行Openwrt系统，原生千兆和PC直连，或者板载AX210作为Client模式连接到WiFi6路由器，PC通过AX210连接到路由器之后，在PC和扩展板之间使用iperf3测速。

openwrt-bcm27xx-bcm2711-rpi-4-squashfs-sysupgrade-linux-6.1.100-20240805.img.gz

点击查看参考资料

6.1 原生千兆测速

将扩展板原生千兆网口和PC网口用网线直连，使用iperf3测速结果如下：

扩展板做client时：

2002_CM4_3xPCIe_07.jpg

速度约为937Mbps。

扩展板做server时：

2002_CM4_3xPCIe_08.jpg

速度约为948Mbps。

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。

6.2 WiFi6 AX210测速

在Openwrt系统下，将AX210模块连上一个千兆路由器的热点，将PC的网口连接千兆路由器的LAN口，然后在在PC和扩展板之间使用iperf3测速，结果如下：

扩展板做client时：

2002_CM4_3xPCIe_09.jpg

速度约为322Mbps。

扩展板做server时：

2002_CM4_3xPCIe_10.jpg

速度约为344Mbps。

注意：AX210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。

6.3 相关视频

WiFi6 AX210测速视频：

联系我们

4f7e81daf8791971.jpg 79c020da7ad0af9b.jpg 2851e01a0549e6f7.gif 0003_bb.jpg 0005_qq.jpg QQ：8204136

邮件：mcuzone@vip.qq.com

电话：13957118045

如本页面有任何疏漏、错误或者侵权，请通过上述途径联系我们，谢谢！

Copyright 2004-2025 野芯科技

T

检索自“http://wiki.mcuzone.com:81/index.php?title=2002_CM4_3xPCIe&oldid=9849”