reRouterキャリアボード

note

この文書は AI によって翻訳されています。内容に不正確な点や改善すべき点がございましたら、文書下部のコメント欄または以下の Issue ページにてご報告ください。
https://github.com/Seeed-Studio/wiki-documents/issues

Raspberry Pi Compute Module 4用デュアルギガビットイーサネットキャリアボードの使い方

Raspberry Pi Compute Module 4を搭載したデュアルギガビットキャリアボードは、デュアルギガビットイーサネットポートとデュアルUSB 3.0ポートを備えており、ソフトルーターアプリケーションに適している一方で、ハードウェアを最小限に抑えています。

MIPI CSI、MIPI DSI、micro-HDMIを使用してディスプレイやカメラを接続できるほか、標準的な9ピンUSB 3.0ヘッダーによるUSB拡張、micro-SDカードスロット、FPCコネクタなど、多様なI/O周辺機器を備えています。また、コンパクトなフォームファクターを維持しています。このボードは、HTPCメーカー、Linux開発者、ソフトウェアルーター愛好家、そして一般的なRaspberry Piユーザーに最適です。

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特徴

• コンパクトサイズ (75x64x21mm) と豊富なI/O周辺機器
• ソフトルーターアプリケーション向けのデュアルギガビットイーサネットコネクタ
• MIPI CSI、MIPI DSI、micro-HDMIインターフェースを使用したカメラ/ディスプレイ接続
• オンボードデュアルUSB 3.0と追加のUSB 3.0 9ピンヘッダーによる外部ポート拡張
• eMMC非搭載版CM4用のシステムイメージをロードするためのmicro-SDカードスロット
• FPCコネクタ(I2C、SPI)によるさらなる拡張性
• ファン電源コネクタによる外部ファン対応
• USB Type-Cによる電源供給

仕様

仕様	詳細
ネットワーキング	デュアルギガビットイーサネットコネクタ
USB 3.0 to GbE (ギガビットイーサネットブリッジ)	MicrochipのLAN7800
USB	2 x USB 3.0ポート 1 x USB 3.0 9ピンヘッダー
ストレージ	micro-SDカードスロット (eMMC非搭載CM4版用システムイメージロード)
カメラ	1 x MIPI CSIコネクタ
ディスプレイ	1 x MIPI DSIコネクタ 1 x micro-HDMIコネクタ
FPC	I2CおよびSPI用インターフェース
外部ファン	ファン用電源コネクタ
電源	USB Type-Cポートを使用した5V/3A
寸法	75x64x21mm
重量	43g

Danger

この製品は高い統合度を持つため、CM4ヒートシンクと一緒に使用する必要があります。そうしない場合、USBやイーサネットの不安定性を引き起こす可能性があります。

ハードウェア概要

ハードウェア紹介

Raspberry Pi Compute Module 4用200ピンインターフェース

このキャリアボードには200ピンインターフェースがあり、各列に100ピンずつ配置されています。これにより、Raspberry Pi Compute Module 4を接続してプロジェクトを実現できます。

回路図

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デュアルギガビットイーサネットポート

このキャリアボードには2つのギガビットイーサネットポート(RJ45)が搭載されています。1つのイーサネットポートは、CM4モジュールのGigabit Ethernet PHYに接続されており、これはBroadcom BCM54210PEに基づいています。一方、もう1つのギガビットイーサネットポートはMicrochipのLAN7800に接続されており、これはUSB 3.0 to GbE (ギガビットイーサネットブリッジ)です。ここでのUSB 3.0インターフェースは、CM4モジュールのPCIeインターフェースから拡張されています。また、両方のポートは最大1Gbpsの速度をサポートできます。

デュアルギガビットイーサネットポートの回路図

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USB 3.0 to GbE (ギガビットイーサネットブリッジ)の回路図

ヒント: 高解像度画像はこちらをクリックしてください。

CSIカメラインターフェース

このキャリアボードにはMIPI CSIカメラインターフェースがあり、15ピンCSIフレックスケーブルを介してカメラを接続できます。このカメラインターフェースは、物体検出や機械学習アプリケーションに使用できます。

回路図

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DSIディスプレイインターフェース

このキャリアボードにはMIPI DSIディスプレイインターフェースがあり、15ピンDSIフレックスケーブルを介してディスプレイを接続できます。このディスプレイインターフェースは、キャリアボードとのインタラクションに使用できます。

回路図

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FPCインターフェース

このキャリアボードには8ピンFPCインターフェースがあり、0.5mmピッチH2.5を備えています。このインターフェースを使用して、カメラやディスプレイなどの追加ハードウェアをキャリアボードに接続できます。

仕様

• 定格電流: 0.5A
• 定格電圧: 50V
• 耐電圧: 500V
• 接触抵抗: 20mΩ
• 絶縁抵抗: 800mΩ
• 動作温度: -20°C ~ +85°C

回路図

デュアル USB 3.0 ポートと 9 ピンヘッダー

Compute Module 4 は標準で USB 2.0 インターフェースのみを備えています。しかし、CM4 の既存の PCIe インターフェースを利用し、これを拡張して 2 x USB 3.0 ポートを備えた USB 3.0 インターフェースを提供しています。この USB ポートは最大 5Gbps の転送速度を提供します。

さらに、USB 3.0 9 ピンヘッダーがあり、このヘッダーを使用してさらに多くの USB デバイスを接続することができます。

まず、このボードの 9 ピンヘッダーに 9 ピンメスから 20 ピンメスアダプター を接続し、その後 20 ピンオスから USB3.0 アダプター を前述の 20 ピンメスヘッダーに接続します。この 2 つの製品が必要なのは、現在市場に 9 ピンから USB3.0 アダプターが存在せず、9 ピンから USB2.0 アダプターのみが利用可能だからです。

注意: このボードに ジャンパーワイヤーを使用して 5V ファン を接続したい場合、ファンの 正極 (+) を VBUS に、ファンの 負極 (-) を GND ピンに接続することができます。

USB 3.0 HOST の回路図

ヒント: 高解像度画像は こちら をクリックしてください。

PCIe から USB 3.0 の回路図

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Micro HDMI ポート

キャリアボードには micro HDMI ポートがあり、micro HDMI から標準 HDMI ケーブルを使用して HDMI ディスプレイに接続することができます。最大 4K 解像度で 60fps の動画をサポートしています。

回路図

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UART IO

キャリアボードには UART 通信用の 4 ピンインターフェースがあります。このインターフェースを使用して、USB からシリアルアダプターケーブルを使用して直接 Raspberry Pi OS にログインすることができます。このインターフェースには TX, RX, 3V3, GND のピンがあります。

ブートモードピン

この 3 ピンインターフェースは、キャリアボードを USB デバイスとして使用したい場合に使用されます。GND と BOOT ピンをショートすると、eMMC ストレージまたは micro-SD カードストレージに ホスト PC を使用してアクセスすることができます。

リセットボタン

このボタンは CM4 を リセットするために使用されます。ハードウェアリブートとして機能します。

回路図

Micro - SD カードスロット

このボードには micro-sd カードスロットが装備されています。これは、eMMC を搭載していない CM4 モジュールを使用する際に、micro-SD カードに オペレーティングシステムをインストールするために便利です。最低でも 8GB 以上のカードを使用することを推奨します。

回路図

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USB Type-C ポート

キャリアボードの USB Type-C ポートは 5V/3A の電力でキャリアボードを給電するために使用できます。しかし、このポートは USB デバイスとしても機能し、キャリアボードを ホスト PC に接続すると、キャリアボードが USB マスストレージデバイスとして動作します。この場合、PC を介してキャリアボードの オンボード eMMC および接続された micro-SD カードにアクセスすることができます。

USB Type-C を USB デバイスとして使用する際の回路図

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電源管理の回路図

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4 ピンファンコネクター

4 ピン PWM ファンをこのコネクターに接続し、ソフトウェアを使用して制御することができます。

回路図

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電源および動作 LED

キャリアボードには3つのLEDがあります。1つは電源がオンであることを示すもので、青色に点灯します。他の2つのLEDはキャリアボードの動作状態を示すもので、それぞれ緑色と白色に点灯します。

回路図

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はじめに - 必要なハードウェア

Raspberry Pi CM4用デュアルギガビットイーサネットキャリアボードを使用する前に、以下のハードウェアを準備してください。

• Raspberry Pi CM4用デュアルギガビットイーサネットキャリアボード
• 16GB（またはそれ以上）のmicro-SDカード
• micro-SDカードリーダー
• コンピュータ（PC/Mac/Linux）
• 電源アダプタ（5V/3A）
• USB Type-Cケーブル
• USBシリアルコンバータ、イーサネットケーブル（オプション）

はじめに - ソフトウェアセットアップ

Raspberry Pi OSのフラッシュ

次に、Raspberry Pi OSをmicro-SDカード（非eMMCバージョンの場合）またはeMMCストレージ（eMMCバージョンの場合）にフラッシュする必要があります。これにより、Raspberry Pi Compute Module 4で動作するようになります。

micro-SDカードへのフラッシュ（CM4非eMMCバージョン）

eMMCを搭載していないCompute Module 4をお持ちの場合は、micro-SDカードを挿入してRaspberry Pi OSをフラッシュする必要があります。以下の手順に従ってください（使用しているオペレーティングシステムに応じて異なります）。

• ステップ1. micro-SDカードリーダーを使用してmicro-SDカードをコンピュータに挿入するか、ノートパソコンの内蔵カードリーダーを使用します。

• ステップ2. このリンクからRaspberry Pi Imagerソフトウェアをダウンロードします。

注意: Windows、Mac、またはUbuntu用を選択してダウンロードできます。

• ステップ3. Raspberry Pi Imagerソフトウェアを開きます。

• ステップ4. CHOOSE OSをクリックして、最新バージョンのRaspberry Pi OS（32-bit）を選択します。

• ステップ5. CHOOSE STORAGEをクリックして、接続されたmicro-SDカードを選択します。

• ステップ6. 最後に、WRITEをクリックします。

フラッシュプロセスが完了するまで数分お待ちください。

eMMCへのフラッシュ（CM4 eMMCバージョン）

eMMCを搭載したCompute Module 4をお持ちの場合は、直接eMMCストレージにRaspberry Pi OSをフラッシュできます。必要なドライバをインストールした後、CM4のUSB Type-CポートをPCに接続すると、外部ドライブとして表示されます。以下の手順に従ってください（使用しているオペレーティングシステムに応じて異なります）。

Windowsの場合

• ステップ1. 必要なドライバとブートツールをインストールするために、このインストーラをダウンロードして実行します。

• ステップ2. プログラミングモードを有効にするために、BootピンとGNDピンの間にジャンパーワイヤを接続します。

• ステップ3. USB Type-Cケーブルを介してキャリアボードをPCに接続します。

Windowsがハードウェアを検出し、必要なドライバをインストールします。

• ステップ4. 先ほどインストールしたrpibootツールを検索して開きます。

• ステップ5. ファイルエクスプローラーを開くと、Compute Module 4のeMMCがUSBマスストレージデバイスとして表示されます。

• ステップ6. このリンクからRaspberry Pi Imagerソフトウェアをダウンロードします。

• ステップ7. Raspberry Pi Imagerソフトウェアを開きます。

• ステップ8. CHOOSE OSをクリックして、最新バージョンのRaspberry Pi OS（32-bit）を選択します。

• ステップ9. CHOOSE STORAGEをクリックして、接続されたeMMCドライブを選択します。

• ステップ10. 最後に、WRITEをクリックします。

フラッシュプロセスが完了するまで数分お待ちください。

Mac/Linuxの場合

Gitを使用してrpibootのソースコードを取得します。そのため、Gitがインストールされていることを確認してください。

• ステップ1. ターミナルウィンドウを開き、以下を入力してパッケージリストを更新します。

sudo apt-get update

• ステップ2. 以下のコマンドでGitをインストールします。

sudo apt install git

• ステップ3. 日付が正しく設定されていない場合、Gitがエラーを出すことがあります。以下を入力して修正します。

sudo date MMDDhhmm

注意: MMは月、DDは日付、hhは時間、mmは分を表します。

• ステップ4. usbbootツールリポジトリをクローンします。

git clone --depth=1 https://github.com/raspberrypi/usbboot
cd usbboot

• ステップ5. 以下を入力してlibusbをインストールします。

sudo apt install libusb-1.0-0-dev

• ステップ6. usbbootツールをビルドしてインストールします。

make

• ステップ7. usbbootツールを実行し、接続を待機します。

sudo ./rpiboot

• ステップ8. プログラミングモードを有効にするために、BootピンとGNDピンの間にジャンパーワイヤを接続します。

• ステップ9. USB Type-Cケーブルを介してキャリアボードをPCに接続します。

• ステップ10. このリンクからRaspberry Pi Imagerソフトウェアをダウンロードします。

• ステップ11. Raspberry Pi Imagerソフトウェアを開きます。

• ステップ12. CHOOSE OSをクリックして、最新バージョンのRaspberry Pi OS（32-bit）を選択します。

• ステップ13. CHOOSE STORAGEをクリックして、接続されたeMMCドライブを選択します。

• ステップ14. 最後に、WRITEをクリックします。

フラッシュプロセスが完了するまで数分お待ちください。

Raspberry Pi OS にログインする

方法 1: Wi-Fi 経由で SSH を使用する

Wi-Fi 経由で SSH を使用して Raspberry Pi OS にログインしたい場合は、以下の手順に従ってください。お使いのオペレーティングシステムに応じて手順を進めてください。

Windowsの場合

• ステップ 1. micro-SDカードリーダーを使用して、またはノートパソコンの内蔵カードリーダーを使用して、Raspberry Pi OS がインストールされた micro-SD カードをコンピュータに挿入します。

• ステップ 2. メモ帳を開き、以下を入力します。

country=CN
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
 
network={
ssid="WiFi-name"
psk="WiFi-password"
key_mgmt=WPA-PSK
priority=1
}

注意: 国コード (country) は、ボードを使用している国の ISO/IEC alpha2 コード に設定してください。

• ステップ 3. ファイル > 名前を付けて保存 をクリックします。

• ステップ 4. micro-SD カードの接続されたドライブ名に移動します。

• ステップ 5. ファイル名を wpa_supplicant.conf と入力し、保存するファイルの種類を すべてのファイル に設定して 保存 をクリックします。

• ステップ 6. コマンドプロンプトを開き、micro-SD カードに移動します。

例: 
C:\Users\user> F:
F:\>

• ステップ 7. micro-SD カード内にいる場合、以下を入力して空のファイル SSH を作成します。

echo > ssh

注意: これは Raspberry Pi OS で SSH を有効にするために行います。

• ステップ 8. PC から micro-SD カードを取り出し、Dual Gigabit Ethernet Carrier Board に挿入します。

• ステップ 9. USB Type-C ケーブルをキャリアボードの Type-C ポートに接続し、ケーブルのもう一方を電源アダプタに接続して電源を入れます。

• ステップ 10. このリンクから Putty をダウンロードしてインストールします。

注意: Putty は SSH および telnet クライアントで、これを使用してキャリアボードに SSH 経由で接続できます。

• ステップ 11. PC をキャリアボードに接続するために Putty を開きます。

• ステップ 12. Connection Type で SSH を選択します。

• ステップ 13. Host Name に raspberrypi.local を入力し、Port は 22 のままにします。

• ステップ 14. Open をクリックします。

• ステップ 15. Putty ウィンドウで以下のログイン情報を入力します。

- ユーザー名: pi
- パスワード: raspberry

• ステップ 16. Raspberry Pi OS に正常にログインできた場合、以下の出力が表示されます。

Mac/Linuxの場合

• ステップ 1. micro-SDカードリーダーを使用して、またはノートパソコンの内蔵カードリーダーを使用して、Raspberry Pi OS がインストールされた micro-SD カードをコンピュータに挿入します。

• ステップ 2. ターミナルを開き、micro-SD カードに移動します。

例: 
cd /media/user/boot

注意: /media/user/boot の user を PC のユーザー名に置き換えてください。

• ステップ 3. micro-SD カード内にいる場合、wpa_supplicant.conf というファイルを作成して開きます。

nano wpa_supplicant.conf

• ステップ 4. ファイルに以下の内容を入力します。

country=CN
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
 
network={
ssid="WiFi-name"
psk="WiFi-password"
key_mgmt=WPA-PSK
priority=1
}

注意: 国コード (country) は、ボードを使用している国の ISO/IEC alpha2 コード に設定してください。

• ステップ 5. キーボードで Ctrl + x を押してファイルを保存し、y を押して変更を確認し、Enter を押します。

• ステップ 6. boot ドライブ内にいる間に、以下を入力して空のファイル SSH を作成します。

touch ssh

注意: これは Raspberry Pi OS で SSH を有効にするために行います。

• ステップ 7. PC から micro-SD カードを取り出し、Dual Gigabit Ethernet Carrier Board に挿入します。

• ステップ 8. USB Type-C ケーブルをキャリアボードの Type-C ポートに接続し、ケーブルのもう一方を電源アダプタに接続して電源を入れます。

• ステップ 9. 再び PC 上で ターミナル を開き、以下を入力します。

ssh [email protected]

• ステップ 10. 以下のメッセージが表示されたら yes と入力します。

ECDSA key fingerprint is SHA256:XXXXXXX.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no/[fingerprint])?

• ステップ 11. パスワードを求められたら、以下を入力します。

raspberry

• ステップ 12. Raspberry Pi OS に正常にログインできた場合、以下の出力が表示されます。

方法 2: Ethernet 経由で SSH を使用する

Ethernet 経由で SSH を使用して Raspberry Pi OS にログインしたい場合は、以下の手順に従ってください。お使いのオペレーティングシステムに応じて手順を進めてください。

Windowsの場合

• ステップ 1. micro-SDカードリーダーを使用して、またはノートパソコンの内蔵カードリーダーを使用して、Raspberry Pi OS がインストールされた micro-SD カードをコンピュータに挿入します。

• ステップ 2. コマンドプロンプトを開き、micro-SD カードに移動します。

例: 
C:\Users\user> F:
F:\>

• ステップ 3. micro-SD カード内にいる場合、以下を入力して空のファイル SSH を作成します。

echo > ssh

これは Raspberry Pi OS で SSH を有効にするための手順です。

• ステップ 4. PC から micro-SD カードを取り出し、Dual Gigabit Ethernet Carrier Board に挿入します。

• ステップ 5. USB Type-C ケーブルをキャリアボードの Type-C ポートに接続し、Ethernet ケーブルをキャリアボードの Ethernet ポートのいずれかに接続します。

• ステップ 6. Ethernet ケーブルのもう一方の端をルーターに接続し、Type-C ケーブルのもう一方の端を電源アダプターに接続して電源を入れます。

• ステップ 7. このリンクから Putty をダウンロードしてインストールします。

注意: Putty は SSH および telnet クライアントであり、これを使用してキャリアボードに SSH 経由で接続できます。

• ステップ 8. PC をキャリアボードに接続するために Putty を開きます。

• ステップ 9. Connection Type で SSH を選択します。

• ステップ 10. Host Name に raspberrypi.local と入力し、Port は 22 のままにします。

• ステップ 11. Open をクリックします。

• ステップ 12. Putty ウィンドウで以下のログイン情報を入力します。

- ユーザー名: pi
- パスワード: raspberry

• ステップ 13. Raspberry Pi OS に正常にログインできた場合、以下の出力が表示されます。

Mac/Linux の場合

• ステップ 1. Raspberry Pi OS がインストールされた micro-SD カードを micro-SD カードリーダー を使用してコンピュータに挿入するか、ノートパソコンの 内蔵カードリーダー を使用します。

• ステップ 2. Terminal を開き、micro-SD カードに移動します。

例: 
cd /media/user/boot

注意: /media/user/boot の user を PC のユーザー名に置き換えてください。

• ステップ 3. micro-SD カード内にいる場合、以下を入力して空のファイル SSH を作成します。

touch ssh

注意: これは Raspberry Pi OS で SSH を有効にするために行います。

• ステップ 4. PC から micro-SD カードを取り出し、Dual Gigabit Ethernet Carrier Board に挿入します。

• ステップ 5. USB Type-C ケーブルをキャリアボードの Type-C ポートに接続し、Ethernet ケーブルをキャリアボードの Ethernet ポートのいずれかに接続します。

• ステップ 6. Ethernet ケーブルのもう一方の端をルーターに接続し、Type-C ケーブルのもう一方の端を電源アダプターに接続して電源を入れます。

• ステップ 7. 再度 PC で Terminal を開き、以下を入力します。

ssh [email protected]

• ステップ 8. 以下のメッセージに対して yes と入力します。

ECDSA key fingerprint is SHA256:XXXXXXX.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no/[fingerprint])?

• ステップ 9. パスワードを求められたら、以下を入力します。

raspberry

• ステップ 10. Raspberry Pi OS に正常にログインできた場合、以下の出力が表示されます。

方法 3: USB to Serial Converter を使用する

Windows の場合

USB to Serial Converter を使用して、以下の手順で Raspberry Pi OS にログインできます。

• ステップ 1. Raspberry Pi OS がインストールされた micro-SD カードを micro-SD カードリーダー を使用してコンピュータに挿入するか、ノートパソコンの 内蔵カードリーダー を使用します。

• ステップ 2. File Explorer を開き、接続された micro-SD カードに移動します。

• ステップ 3. config.txt ファイルを開き、最後に以下の行を追加します。

enable_uart=1

これは PC とキャリアボード間の UART 通信を有効にするためです。

• ステップ 4. File > Save をクリックして設定を保存します。

• ステップ 5. PC から micro-SD カードを取り出し、キャリアボードに戻します。

• ステップ 6. キャリアボードの UART IO に 4-Pin Male Header をハンダ付けします。

• ステップ 7. USB to Serial Converter のジャンパーワイヤーをキャリアボードの UART IO ピンヘッダー に以下のように接続します。

• ステップ 8. USB to Serial Converter を PC に接続します。

• ステップ 9. Windows の検索ボックスに Device Manager と入力して Device Manager を開きます。

• ステップ 10. Ports (COM & LPT) のドロップダウン矢印をクリックし、接続されたシリアルポートの名前を確認します (例: COM42)。

• ステップ 11. このリンクから Putty をダウンロードしてインストールします。

注意: Putty は SSH および telnet クライアントであり、これを使用してキャリアボードに SSH 経由で接続できます。すでに Putty をインストールしている場合、このステップはスキップできます。

• ステップ 12. PC をキャリアボードに接続するために Putty を開きます。

• ステップ 13. Connection Type で Serial を選択します。

• ステップ 14. 以下のように設定を構成します:

  • Serial line: COM4 (使用する COM ポートを選択)
  • Speed: 115200

• ステップ 15. Open をクリックします。

• ステップ 16. Putty ウィンドウで以下のログイン情報を入力します。

- ユーザー名: pi
- パスワード: raspberry

• ステップ 17. Raspberry Pi OS に正常にログインできた場合、以下の出力が表示されます。

Mac/Linux の場合

USB to Serial Converter を使用して、以下の手順で Raspberry Pi OS にログインできます。

• ステップ 1. Raspberry Pi OS がインストールされた micro-SD カードを、micro-SD カードリーダーを使用してコンピュータに接続するか、ノートパソコンの内蔵カードリーダーを使用してコンピュータに挿入します。

• ステップ 2. boot ドライブを開き、接続された micro-SD カードに移動します。

• ステップ 3. config.txt ファイルを開き、以下の行を末尾に追加します。

enable_uart=1

注意: これは PC とキャリアボード間の UART 通信を有効にするためです。

• ステップ 4. ファイル > 保存 をクリックして設定を保存します。

• ステップ 5. micro-SD カードを PC から取り出し、キャリアボードに再挿入します。

• ステップ 6. キャリアボードの UART IO に 4ピンオスヘッダー を以下のようにハンダ付けします。

• ステップ 7. USB からシリアルコンバータのジャンパーワイヤーをキャリアボードの UART IO ピンヘッダー に接続します。

• ステップ 8. USB からシリアルコンバータを PC に接続します。

• ステップ 9. Mac/Linux で ターミナルウィンドウ を開きます。

• ステップ 10. 以下を入力して パッケージリスト を更新します。

sudo apt-get update

• ステップ 11. 以下を入力して minicom をインストールします。

sudo apt-get install minicom

• ステップ 12. ターミナルで以下を入力して接続されたシリアルデバイスを確認します。

dmesg | grep tty

例:
[ 1562.048241] cdc_acm 1-3:1.0: ttyACM0: USB ACM device

• ステップ 13. 以下を入力してシリアルデバイスに接続します。

minicom -D /dev/ttyACM0 -b 115200

注意: ボーレートは 115200 に設定されています。

• ステップ 14. 上記のハードウェア接続後、壁の電源ソケットから電源をオンにしてキャリアボードを起動します。

これで Raspberry Pi OS に正常にログインできました。

方法 4: キーボード、マウス、ディスプレイを使用する

HDMI ディスプレイ、micro-HDMI からフルサイズ HDMI ケーブル、キーボード、マウスをお持ちの場合、それらをデュアルギガビットイーサネットキャリアボードに接続して Raspberry Pi OS にログインできます。

(図を描く - あまり重要ではありません)

USB ポートの設定

デフォルトでは、2つの USB 3.0 ポートは CM4 の電力を節約するために無効になっており、すぐには使用できません。ただし、USB 3.0 9ピンヘッダーは初期状態で使用可能です。

2つの USB 3.0 ポートを有効にするには、/boot ディレクトリ内の config.txt ファイルの末尾に以下の行を追加する必要があります。

これを行う方法は2つあります：

方法 1: PC に接続された micro-SD カードからファイルを変更する

• ステップ 1. Raspberry Pi OS がインストールされた micro-SD カードをコンピュータに挿入します。

• ステップ 2. ファイルエクスプローラーを開き、接続された micro-SD カードに移動します。

• ステップ 3. config.txt ファイルを開き、以下の行を末尾に追加します。

dtoverlay=dwc2,dr_mode=host

• ステップ 4. ファイルを保存します。

方法 2: キャリアボードからファイルを変更する

• ステップ 1. micro-SD カードをキャリアボードに挿入し、電源をオンにします。

• ステップ 2. 前述のいずれかの方法を使用して Raspberry Pi OS にログインします。

• ステップ 3. 以下を入力して boot ディレクトリに移動します。

cd /boot

• ステップ 4. nano テキストエディタを使用して config.txt を開きます。

sudo nano config.txt

• ステップ 5. 以下の行を末尾に追加します。

dtoverlay=dwc2,dr_mode=host

• ステップ 6. キーボードで Ctrl + X を押し、Y を押してから Enter を押してファイルを保存します。

USB ポート速度テスト

USB ポートの速度をテストする場合、Raspberry Pi OS ターミナルで以下のコマンドを実行できます。

sudo dd if=/dev/sda1 of=/dev/null bs=512k count=5000

出力は以下のようになります。

注意: if=/dev/sda1 の sda1 は接続された USB ドライブです。以下のように lsblk を入力して確認できます。

イーサネットポートの設定

CM4 モジュールに Raspberry Pi OS をフラッシュすると、Gigabit Ethernet PHY に接続されたイーサネットポート（右側のポート）でのみフルギガビット速度（1Gbps）を得ることができます。このポートは Broadcom BCM54210PE に基づいています。一方、Microchip の LAN7800 USB 3.0 to GbE (Gigabit Ethernet Bridge) に接続されたポート（左側のポート）は、フル速度の 1Gbps を提供せず、速度が大幅に低下します。これは、Raspberry Pi コアの lan78xx ドライバーが最新ではないためです。

以下の手順に従ってスクリプトをインストールし、この問題を修正してください：

• ステップ 1. Raspberry Pi OS ターミナルウィンドウを開きます。

• ステップ 2. 以下を入力してリポジトリをダウンロードします。

git clone https://github.com/Seeed-Studio/seeed-linux-dtoverlays.git

• ステップ 3. リポジトリディレクトリに移動します。

cd seeed-linux-dtoverlays

• ステップ 4. 以下を入力してスクリプトをインストールします。

sudo ./scripts/cm4_lan7800.sh

• ステップ 5. キャリアボードを再起動します。

sudo reboot

• ステップ 6. 以下を入力してインストール状況を確認します。

dmesg | grep lan

以下の出力が表示された場合、ドライバーが正常に動作しています。

注意: 使用方法のヘルプにアクセスする場合は、以下を入力してください。

sudo ./cm4_lan7800.sh -h

SD カード速度テスト

Raspberry Pi OS ターミナルウィンドウにアクセスし、以下のコマンドを実行します。

sudo dd if=/dev/mmcblk0p2 of=/dev/null bs=512k count=5000

出力は以下のようになります。

DSIおよびCSIコネクタの設定

DSIインターフェースを介してディスプレイを接続し、CSIインターフェースを介してカメラをキャリアボードに接続したい場合は、以下の手順に従ってください。

• ステップ1. ディスプレイをDSI1ポートに接続し、カメラをCSI1ポートに接続します。接続方法は以下の通りです。

• ステップ2. Raspberry Pi OSのターミナルウィンドウ内で以下を実行して、ディスプレイとカメラを有効にします。

sudo wget https://datasheets.raspberrypi.org/cmio/dt-blob-disp1-cam1.bin -O /boot/dt-blob.bin

注意: ここでの設定方法は、cmio-displayおよびrpistillから選択されています。

• ステップ3. 以下のコマンドを実行して、カメラで写真を撮影し、ディスプレイでプレビューします。

raspistill -v -o test.jpg 

I2Cの設定

ハードウェアセットアップ

I2CデバイスをFPCインターフェースに接続したい場合は、以下の接続を行ってください。

ソフトウェアセットアップ

8ピンFPCコネクタにI2Cデバイスを接続し、Raspberry Pi OSを使用して制御できます。

• ステップ1. Raspberry Piソフトウェア設定ツールを開きます。

sudo raspi-config

• ステップ2. Interface Options > I2Cに移動し、Enterを押します。

• ステップ3. Yesを選択してI2Cを有効にします。

• ステップ4. キャリアボードを再起動します。

sudo reboot

I2Cデバッグ

• ステップ1. キャリアボードの8ピンFPCコネクタにI2Cデバイスを接続します。

• ステップ2. 利用可能なすべてのI2Cバスをリストします。

i2cdetect -l

• ステップ3. 標準アドレスを即座にスキャンします（I2Cバス1（i2c-1）を使用）。

i2cdetect -y 1

注意: 1はI2Cバス番号を表します。

上記の画像は、I2Cアドレス0x5cでデバイスが検出されたことを示しています。

• ステップ4. 以下を入力してレジスタの内容を読み取ります。

i2cget -f -y 1 0x5c 0x0f

• -yはインタラクティブモードを無効にします。デフォルトでは、i2cdetectはI2Cバスを操作する前にユーザーの確認を待ちます。このフラグを使用すると、直接操作を実行します。
• 1はI2Cバス番号を表します。
• 0x5cはI2Cデバイスアドレスを表します。
• 0x0fはメモリアドレスを表します。

出力は以下のようになります。

• ステップ5. 以下を入力してレジスタにデータを書き込みます。

i2cset -y 1 0x5c 0x11 0x10

• -yはインタラクティブモードを無効にします。デフォルトでは、i2cdetectはI2Cバスを操作する前にユーザーの確認を待ちます。このフラグを使用すると、直接操作を実行します。

• 1はI2Cバス番号を表します。

• 0x5cはI2Cデバイスアドレスを表します。

• 0x11はメモリアドレスを表します。

• 0x10はメモリアドレス内の特定の内容を表します。

  
  

• ステップ6. 以下を入力してすべてのレジスタ値を読み取ります。

i2cdump -y 1 0x5c

• -yはインタラクティブモードを無効にします。デフォルトでは、i2cdetectはI2Cバスを操作する前にユーザーの確認を待ちます。このフラグを使用すると、直接操作を実行します。
• 1はI2Cバス番号を表します。
• 0x5cはI2Cデバイスアドレスを表します。

出力は以下のようになります。

SPIの設定

ハードウェアセットアップ

SPIデバイスをFPCインターフェースに接続したい場合は、以下の接続を行ってください。

ソフトウェアセットアップ

8ピンFPCコネクタにSPIデバイスを接続し、Raspberry Pi OSを使用して制御できます。

• ステップ1. Raspberry Piソフトウェア設定ツールを開きます。

sudo raspi-config

• ステップ2. Interface Options > SPIに移動し、Enterを押します。

• ステップ3. Yesを選択してSPIを有効にします。

• ステップ4. キャリアボードを再起動します。

sudo reboot

SPIデバッグ

• ステップ1. キャリアボードの8ピンFPCコネクタにSPIデバイスを接続します。

• ステップ2. 利用可能なすべてのSPIデバイスをリストします。

ls /dev/spi*

出力は以下のようになります。

• ステップ3. micro-SDカードをPCに挿入します。

• ステップ4. bootドライブに移動します。

• ステップ5. このファイルをダウンロードしてbootドライブに移動します。

• ステップ6. micro-SDカードをPCから取り外し、キャリアボードに挿入します。

• ステップ7. キャリアボードをオンにしてbootディレクトリに移動します。

cd /boot

• ステップ8. ジャンパーワイヤを使用してGPIO 10 (Pin 6)とGPIO 9 (Pin 7)をショートします。

注意: ここではMOSIとMISOピンを短絡します。

• ステップ9. 以下のSPIテストツールを実行します。

./spidev_test -D /dev/spidev0.0 -v -p hello

以下の出力が表示されれば、SPIは正常に動作しています。

リソース

• [PDF] Raspberry Pi CM4用デュアルギガビットイーサネットキャリアボードの回路図

• [PDF] Raspberry Pi Compute Module 4 データシート

• [Web Page] Raspberry Pi 公式ドキュメント

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