PCI-E NVME HAT For Raspberry Pi 5

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PCI-E NVME HAT For Raspberry Pi 5
PCI-E NVME HAT For Raspberry Pi 5 示意图.png
基本信息

分类： 树莓派

品牌： 丢石头

功能简介
特性

树莓派5 PCIE 转 M.2 固态硬盘扩展板

接口

PCIE接口

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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

  • PCI-E NVME HAT For Raspberry Pi 5 安装说明.png

作为启动盘

  • 此工作方式需要修改树莓派板载的EEPROM

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，.
    • 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，则可以忽略下一步修改TF卡的config.txt
  • 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
    • 如果没有硬盘盒能够将固态硬盘连接电脑，那么需要将固态硬盘安装到PCIe扩展板上，并且必须执行修改TF卡的config.txt中的操作。
    • 如果有硬盘盒能够将固态硬盘连接电脑，那么需要将系统烧写到固态硬盘后，再将固态硬盘安装到PCIe扩展板上。
    • 使用PCIe扩展板的写入方式
      • 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
    • 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
    • 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

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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