PCI-E NVME HAT For Raspberry Pi 5
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产品简介
- 为 Raspberry Pi5 设计的PCIe 转 M.2 M key 转接板，兼容 2230 / 2242 / 2280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
- 支持PClex1，支持Gen2和Gen3模式
- 树莓派5未经过 Gen 3.0 速度认证，以Gen3速率连接到 PCIe 设备有可能会不稳定。
- 仅支持PI5B
- SSD可作为启动盘或附加存储，单独用于存储扩展，系统从TF卡启动
- 支持2230/2242/2280 NVME M2 SSD盘
- 可通过FFC排线接入PI5，直接从FFC PCle带为扩展板供电
- 扩展板的电源电路采用2A电流设计，受树莓派5的PCle接口电流限制(5V1A)限制，能够向固态硬盘提供3.3V 1.5A以上的输出
- 通常固态硬盘的额定电流可以是2.5A、2.7A或者甚至3A，但是这些电流对应于X4模式的极限。
- 由于树莓派 5只支持X1模式，实际使用的电流远小于额定电流。
- 板载电源指示灯和读写ACT指示灯
- 支持安装官方主动散热器也支持第三方散热器
使用说明
安装说明
作为启动盘
- 此工作方式需要修改树莓派板载的EEPROM
用作启动盘方式 用作启动盘方式的总体思路为
1、先使用TF卡镜像启动（可选是否修改TF卡的config.txt）
2、将系统写入固态硬盘
3、修改固态硬盘boot分区中的config.txt，使能PCIe接口
4、修改EEPROM，使能PCIe启动模式
5、连接PCIe扩展板以及固态硬盘，上电即从固态硬盘启动
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，本次演示使用的是2023年10月的Raspberry Pi OS（Bookworm）64位桌面版本
如果你手上没有M.2硬盘盒，则需要修改TF卡boot分区中的config.txt，将PCIe接口使能，从而通过树莓派imager软件使用PCIe扩展板将系统镜像写入固态硬盘
如果有可用的M.2硬盘盒，则可以忽略 修改TF卡的config.txt（可选） 这一部分
修改TF卡的config.txt（可选） 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，TF卡中的boot分区将会被识别，进入该分区
找到config.txt并打开，在文件的末尾加入如下代码：
dtparam=pciex1 如果你愿意使用PCIe 3.0则改为输入：
dtparam=pciex1 dtparam=pciex1_gen=3 修改完毕后保存内容，将TF卡插入树莓派5并启动
将系统写入固态硬盘 此时可以开始组装PCIe扩展套件，如果你没有硬盘盒能够将固态硬盘连接电脑，那么则需要一并将固态硬盘安装到PCIe扩展套件上，并且必须执行修改TF卡的config.txt（可选）部分中的操作。使用硬盘盒的话就将固态硬盘连接到电脑，烧写后再将固态硬盘安装到PCIe扩展板上。
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 使用PCIe扩展板的写入方式 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，这个密码就是你登录树莓派的密码，输入即开始烧录，烧录好后不要卸载硬盘，如果自动帮你弹出了就重启一下
使用硬盘盒的写入方式 将固态硬盘连接到电脑，同样使用官方Imager烧写镜像。一定记得选好盘符，不要选到其他存储 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，与烧录时相同
这步操作在Window电脑上进行也是一样，在Windows中会只能识别访问到FAT32格式的boot分区，如果你的Windows系统的文件资源管理器不能识别到boot分区，可以尝试重新插拔硬盘盒或者尝试连接一下Linux电脑（用树莓派尝试启动一下也可以） 找到config.txt并打开，在文件的末尾加入如下代码：
dtparam=pciex1 如果你愿意使用PCIe 3.0则输入：
dtparam=pciex1 dtparam=pciex1_gen=3 修改完毕后保存内容
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
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，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
FAQ
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