Raspberry Pi M.2 HAT+

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Yousimaier17（讨论 | 贡献）2024年6月14日 (五) 17:25的版本 （→‎准备工作）
Raspberry Pi M.2 HAT+
Raspberry Pi M.2 HAT+ 示意图.png
基本信息

分类： 树莓派

品牌： 丢石头

功能简介
特性

PCIe TO M.2

接口

PCIE接口

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产品简介

  • 树莓派原装 Pi5 PCIe 转 M.2 接口扩展板 HAT+标准高速读写接口转接板 Pi5专用转接板 适用NVMe协议M.2接口硬盘，兼容 2230 / 2242 尺寸的 M.2 硬盘，支持 Gen2 和 Gen3 模式，支持从 SSD 启动 PI5

产品特性

  • 支持 NVMe 协议 M.2 接口硬盘协议，高速读写，工作效率高
  • PCI-E×1 Gen2 或 Gen3 模式
  • 仅支持PI5B
  • 兼容 2230 / 2242 尺寸的 M.2 硬盘
  • 板载工作指示灯，通电时PWR 长亮，读写ACT闪烁，工作状态一目了然
  • HAT+设计，板载EEPROM芯片

使用说明

准备工作

  • 首先，进入命令行终端，执行以下语句获取系统更新
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
  • 接下来运行以下命令以查看您正在运行的固件：
sudo rpi-eeprom-update
如果看到日期早于 2023 年 12 月 6 日，运行以下命令以打开 Raspberry Pi 配置 CLI：
sudo raspi-config
在Advanced Options下，选择Bootloader Version。
然后选择E1 Latest  Use the latest bootloader image
  • 运行以下命令，将固件更新到最新版本。
sudo rpi-eeprom-update -a
  • 然后，重新启动

安装说明

  • Raspberry Pi M.2 HAT+ 安装说明.png

从 NVMe 启动

  • 树莓派默认不支持NVME启动，需要修改引导
  • 要从连接到 M.2 HAT+的 NVMe驱动器启动，请完成以下步骤：
    • 使用 Raspberry Pi Imager 格式化您的 NVMe 驱动器。如果您已经拥有带有 Raspberry Pi OS 映像的 SD 卡，则可以从 Raspberry Pi 执行此操作。
    • 使用 SD 卡或 USB 驱动器将 Raspberry Pi 启动到 Raspberry Pi OS 中，以更改持久板载 EEPROM 配置中的启动顺序。
    • 在 Raspberry Pi 的终端中，运行以打开 Raspberry Pi 配置 CLI。sudo raspi-config

在 > 下，选择 。然后，使用 或 Escape 键退出。Advanced OptionsBoot OrderNVMe/USB bootraspi-configFinish

使用 .sudo reboot

作为启动盘

  • 此工作方式需要修改树莓派板载的EEPROM
  • 通过TF卡启动
    • 需要有一张烧写好树莓派官方系统镜像的TF卡，且镜像至少是2023年10月或12月之后的版本，
  • 修改TF卡的config.txt
    • 这一部分的目的是为了能使用树莓派PCIe扩展版烧写镜像至固态硬盘
    • 将TF卡插入Windows电脑中，进入TF卡，找到config.txt并打开，在文件的末尾加入如下代码：
dtparam=pciex1
  • PCIE默认是gen2，如果需要启用PCIE gen3, 则在/boot/firmware/config.txt 中添加：
dtparam=pciex1_gen=3
  • 修改完毕后保存修改内容，并将TF卡插入树莓派5
  • 将系统写入固态硬盘
    • 通过FPC将扩展版的接口与树莓派5的PCIe接口相连（注意FPC接口需要区分正反）
    • 此时需确保彻底断电，即拔掉电源，不要让电源与树莓派连接，否则PCIe接口仍处于上电状态
    • 连接好扩展板后开机，打开Imager，如果你的系统中没有官方Imager，用如下命令安装
sudo apt install rpi-imager
  • 打开Imager，选择好要写入的系统（除官方系统外也可以选择Ubuntu或者其他系统）并选择要写入到的位置，即需要选择固态硬盘，开始后可能提示要输入一个密码，这个密码就是登录树莓派的密码，输入即开始烧录，
  • 烧录好后不要卸载硬盘，如果自动弹出了则需要重启一下树莓派5
  • 修改固态硬盘的config.txt
    • 系统烧录好后在文件管理器中找到固态硬盘的boot分区，可能要输入一下密码。
    • 找到config.txt并打开，在文件的末尾加入如下代码：
dtparam=pciex1
  • PCIE默认是gen2，如果需要启用PCIE gen3, 则在/boot/firmware/config.txt 中添加：
dtparam=pciex1_gen=3
  • 修改完毕后保存修改内容
  • 修改EEPROM
    • 在终端中输入
sudo rpi-eeprom-config --edit
  • 打开EEPROM的配置文件，修改以下两项：
BOOT_ORDER=0xf416
PCIE_PROBE=1
  • 其中 PCIE_PROBE=1 的意思是使用的是非官方HAT扩展板
  • 此时重启一次，使修改生效
sudo reboot
  • 为确保写入生效可以再打开EEPROM配置文件检查，即重复
sudo rpi-eeprom-config --edit
  • 确保无误后将树莓派关机
sudo shutdown -h now
  • 将固态硬盘安装到PCIe扩展板上
    • 取下TF卡，只安装固态硬盘，给树莓派5上电，开机
    • 可以看到已经成功通过固态硬盘启动，hdparm测试读取速度可以达到将近800MB/s，dd测试中写入速度可以达到将近400MB/s
    • PCI-E NVME HAT For Raspberry Pi 5 hdparm读取.png
    • PCI-E NVME HAT For Raspberry Pi 5 dd写入.png

作为外接存储盘

  • 仅作为外接存储盘只需要修改TF卡的配置文件
  • 启用PCIE接口
    • PI5B默认没有启用PCIE接口，所以需要修改TF卡的config.txt
    • 将TF卡插入Windows电脑中，进入TF卡，找到config.txt并打开，在文件的末尾加入如下代码：
dtparam=pciex1
  • 也可打开树莓派系统终端，对config.txt文件进行设置
sudo nano /boot/firmware/config.txt
在文件末端加入
dtparam=pciex1
  • PCIE默认是gen2，如果需要启用PCIE gen3, 则在/boot/firmware/config.txt 中添加：
dtparam=pciex1_gen=3
  • 修改完毕后保存修改内容。
  • 上电启动后即可识别到固态硬盘
    • 重启PI5，就可以识别到设备了
  • 分区
    • 如果在其他平台有分区和格式化，则跳过这一步（会删除SSD所有数据谨慎操作）
lsblk  可以看到磁盘
sudo fdisk -l 查看详细信息执行
sudo fdisk /dev/nvme0n1   分区，设备号是总设备号，不添加p1

分区工具fdisk如何使用
n 新建分区
q 不保存退出
p 打印分区表
m 打印选择菜单
d 删除分区
w 保存退出
t 修改ID号
添加分区执行n即可，最后w保存退出
  • 格式化
sudo mkfs.  然后按tab 可以看到很多种不同的后缀名，不同的后缀名就是你需要想要格式化的格式
假设要格式化为ext4 文件格式，那么就是执行
sudo mkfs.ext4 /dev/nvme0n1p1
等待片刻,当done都出现完毕后，意味着格式化已经进行完毕。
  • 挂载
创建挂载目录
sudo mkdir toshiba
挂载设备
sudo mount /dev/nvme0n1p1 ./toshiba
检查磁盘状态
df -h
  • 自动挂载
    • 测试没有问题如果不需要作为系统盘，只扩展磁盘使用，设置自动挂载
sudo nano /etc/fstab

#结尾添加
/dev/nvme0n1p1  /home/pi/toshiba  ext4  defaults  0  0
#/dev/nvme0n1p1 设备名， /home/pi/toshiba 挂载到目录，ext4是文件系统类型 ，defaults 使用默认的挂载选项
#使更改生效（测试无问题再重启，不然会导致无法挂载导致无法开机）
sudo mount -a

#然后重启
通过lsblk检查设备
  • 读写速度测试
    • 进入挂载磁盘的目录
cd toshiba
  • 释放内存
sudo sh -c "sync && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches"
  • 拷贝树莓派内存内容到硬盘 （写）
sudo dd if=/dev/zero of=./test_write count=2000 bs=1024k
  • 拷贝硬盘内容到树莓派内存 （/etc/fstab读）
sudo dd if=./test_write of=/dev/null count=2000 bs=1024k
  • 注意：不同的卡以及环境 测试效果不同 树莓派受到的影响比较大 ，如果想要测试准确的性能使用PC 电脑测试

FAQ



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