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硬件安装

LM3H 安装

先将散热片粘贴到主控芯片上，以提升散热效果。安装核心板时，请确保方向正确，以免损坏设备。

mount1

对准核心板上的金手指缺口与主板卡槽，使其对齐后轻轻放入，并均匀向下按压，直至听到 “喀哒” 声，确认核心板已牢固插入且无歪斜或松动。

mount2

如需拆卸核心板，请双手均匀握住核心板两侧，轻轻向上施力，避免单侧用力过大导致损坏。若核心板较紧，可先左右轻微晃动后再拔出，切勿生拉硬拽，以防损坏金手指或主板卡槽。

CM4、CM5 安装

  • 先将 CM4 / CM5 安装到转接板上；

cm4_mount1

  • 再将转接板插入主板插槽。

cm4_mount2

若使用 CM5 且需支持 USB3.0，请间隔一个槽位安装，确保 USB3 通道正常工作。

M4N 安装

  • 先将 M4N 核心板安装到转接板上；

m4n_mount1

  • 再将转接板插入主板插槽。

m4n_mount2

风扇安装

将风扇对准底板上预留的安装孔位插入：

fan1

请确保风扇朝向正确，风向应朝向网口方向，以便更有效地带走 SOM 的热量：

fan2

使用螺丝将风扇牢固固定在底板上：

fan3

将风扇的电源排线插入底板上的风扇供电接口。请注意插头方向，确保红线为正极：

fan4

电源供应

NanoCluster 支持 USB-C PD 与 PoE 两种供电方式，支持双路热插拔 —— 即可同时连接 PD 与 PoE，在断开其中任意一方后系统依然稳定运行，支持在任意时刻插入或拔出任一电源。

默认支持 60W（20V/3A）PD 供电，使用带 e-Marker 的线材可达 65W（20V/3.25A）。推荐使用标配的 PD 适配器及优质 USB-C 线缆，以确保稳定供电。可选配 60W 峰值功率的 PoE 模块，持续输出功率约为 50W，适用于无独立供电接口的网络部署环境。

最大支持配置（参考推荐功率）：

供电方式 最大支持配置
PD 支持 7× LM3H / CM4 / CM5 / M4N
PoE 支持 7× LM3H / CM4；6× CM5 / M4N
SSD 安装 最多支持 4 个带 SSD 的 SOM（因空间限制）

注： CM5 / M4N 模块因功耗更高，在 PoE 模式下建议最多连接 6 个。

PD 接口说明

设备通过 USB-C 接口支持 PD 协议供电，最大功率 65W。请使用原装适配器或符合 20V/3A 以上规格的电源适配器，确保设备正常启动并满载运行。

pd

PoE 模块安装说明

NanoCluster 可选配 PoE 模块，实现网络线供电，简化布线部署。请参考下图进行正确安装：

poe1

将 PoE 模块与主板插槽对齐后小心插入，确保连接牢靠，不松动。

poe2

请使用符合标准的 PoE 交换机或 PoE 适配器，以保证稳定性和安全性。

烧录镜像

核心板默认已预装系统，如需重新烧录系统，可按照以下步骤进行操作：

LM3H 烧录

下载所需的固件镜像，并准备一台支持 USB OTG 的计算机及 USB 线。NanoCluster 目前使用的镜像与 Longan Pi 3H 兼容，可在此获取：点击下载。

将核心板插入 slot1 槽位后，使用 USB 线 连接 主板 OTG 接口（下方的接口）与计算机。按住 BOOT 按键，然后 上电或复位设备，即可进入 UMS 烧录模式。

flash_lm3h_1

准备好固件镜像后，打开 balenaEtcher，选择要烧录的镜像文件，确保核心板被识别为 U 盘，然后在 balenaEtcher 中选择目标设备。点击 “Flash” 按钮开始烧录，等待烧录完成后，安全弹出设备，断开 USB 连接并重启设备，即可进入新系统。

flash_lm3h_2

CM4/CM5 烧录

  1. 按照 官方文档 安装 rpiboot 工具。

  2. 按住转接板上的 BOOT 按键，将 USB OTG 接口连接到主机。

  3. 主机识别到 BCM2711 (BCM2712) Boot 设备后，运行 rpiboot，稍等片刻会自动弹出一个 U 盘设备。

  4. 打开 Raspberry Pi Imager，选择所需镜像并烧录到该设备上即可。

M4N 烧录

可参考系统烧录指南进行烧录

远程管理

主板配备一个网口用于连接交换机，集群内部设备通过交换机互联，并可通过 IP 地址进行控制和管理。

如何获得设备的IP地址（以 LM3H 核心板为例）:

先将网线连接至主板的网口，然后上电。预装的固件已启用 mDNS 服务，可在 PC 上启用 Avahi 服务，并使用 mDNS 扫描整个网络，即可获取 lpi3h 设备的 mDNS 域名信息。

avahi-browse -art | grep lpi3h

然后使用:

ssh sipeed@lpi3h-xxxx.local

即可连接（将 xxxx 替换为使用 avahi-browse 命令查看到的主机名）

lpi3h 为 LM3H 默认的 mDNS 主机名前缀，若使用的是 CM4 或 CM5，请根据所烧录的系统镜像自行调整主机名。

串口连接

每个 SOM 都将系统串口引出至 2.54mm 插针，可通过串口转 USB 模块进行连接调试。

如需同时调试或控制多个 slot，推荐使用我们提供的 USB 转四串口扩展板。该扩展板将 slot3、slot5、slot6 和 slot7 的串口信号统一接入 slot1 的 USB 接口，便于集中管理与操作。

串口小板

⚠️ 由于串口扩展模块会部分遮挡风道，且模块本身仅支持 4 路串口，建议在使用该模块时，仅插入 4～5 个 SOM，以保证系统散热与调试稳定性。

电源控制

slot1~7 的复位脚由 slot1 通过 I2C 扩展的 IO 进行控制，可实现远程开关机。

LM3H 控制方法示例：

# 复位交换机芯片（GPIO 0）
sudo gpioset gpiochip2 0=0 && sudo gpioset gpiochip2 0=1

# 复位 slot2（LM3H）
# 长按 8 秒实现关机
sudo gpioset gpiochip2 2=0 && sleep 8 && sudo gpioset gpiochip2 2=1

# 快速触发实现开机
sudo gpioset gpiochip2 2=0 && sleep 1 && sudo gpioset gpiochip2 2=1

# 复位 slot2（CM4/CM5）
sudo gpioset gpiochip2 2=0 && sudo gpioset gpiochip2 2=1

gpiochip2 表示 GPIO 控制器编号，后面的 x=0 表示将编号为 x 的 IO 设置为低电平，x=1 设置为高电平。

GPIO 编号 对应功能
0 交换机芯片复位
1~7 slot1~slot7 复位

CM4/CM5 控制方法示例：

在 CM4 或 CM5 上启用 I2C 并加载 PCA9557 驱动，即可使用相同方式控制：

编辑 /boot/firmware/config.txt，添加以下内容：

dtparam=i2c_arm=on
dtoverlay=pca953x,addr=0x18,pca9557

保存并重启后，即可通过 gpioset 方法控制 slot 的复位。

  • CM4 对应的 GPIO 控制器编号为：gpiochip2
  • CM5 对应的 GPIO 控制器编号为：gpiochip14

控制方法与 LM3H 相同，只需将 gpiochip 替换为实际平台对应的编号。

风扇调速

LM3H / CM4 / CM5 均支持风扇调速，默认情况下 LM3H 会根据 CPU 温度自动调节转速, CM4 和 CM5 官方镜像默认风扇全速运行。以下为各平台的控制方法。

如果需要手动调节风扇，可通过 SSH 连接到 slot1 设备，并执行以下命令：

LM3H 调速

echo disabled | sudo tee /sys/class/thermal/thermal_zone2/mode

echo 4 | sudo tee /sys/class/thermal/cooling_device0/cur_state

cur_state 取值范围为 0 ~ 4，对应不同转速。

如果要恢复自动调节，可使用以下命令:

echo enabled | sudo tee /sys/class/thermal/thermal_zone2/mode

CM4 调速

将以下内容添加到 /boot/firmware/config.txt:

dtoverlay=pwm-2chan,pin=12,func=4,pin2=13,func2=4

重启后执行：

sudo pigpiod

Python 控制风扇：

import pigpio

pi = pigpio.pi()

# 设置 PWM 频率和范围
pi.set_PWM_frequency(13, 50)
pi.set_PWM_range(13, 200)

# 设置风扇转速
pi.set_PWM_dutycycle(13, 0)     # 不转
pi.set_PWM_dutycycle(13, 200)   # 满速

CM5 调速

Python 控制风扇：

import RPi.GPIO as GPIO

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(13, GPIO.OUT)

pwm = GPIO.PWM(13, 50)  # 50Hz 频率
pwm.start(0)            # 不转
pwm.start(100)          # 满速

散热控制

  1. 建议将整机放置在通风良好、温度低于 30 摄氏度 的环境中，以减轻整体散热负担。

  2. 推荐整机持续工作功率控制在 50W 以内，峰值功率不超过 60W，以匹配电源输出能力与系统散热性能。

  3. 若未安装 SSD，整机空间与散热能力可支持 最多 7 个 SOM 同时运行。若安装 SSD，为确保良好的散热风道，建议 间隔安装 SOM，最多 4 个。

  4. Slot7 处于机壳边缘，风扇风量较小，但具备充足的空间安装散热片。建议为该位置安装较大的散热片以增强散热效果。

常见问题排查（FAQ）

设备无法开机 / 无法进入系统

确保使用至少支持 PD 20V 输出的电源适配器，避免使用主机 USB 供电，否则可能导致设备无法正常启动。检查电源输入接口旁的绿色指示灯是否亮起，若无反应，可能是电源适配器或供电线路问题。观察每个 slot 对应的蓝色电源指示灯，判断系统是否正常启动。

如果 LM3H 无法进入系统，可按住 BOOT 按键后上电或复位设备，检查是否进入 UMS 模式，并通过磁盘管理确认是否识别为 U 盘。若系统损坏或无法进入，可以重新烧录镜像；若无法进入 UMS 模式，请尝试异常刷机。

若 CM4/CM5 无法正常启动系统，可参考烧录镜像部分重新烧录后再进行测试。

网络连接异常（无法获取 IP）

如果成功进入系统但网络连接异常，无法获取 IP，请确保先插入网线再上电。交换机会在设备上电时检测网络接口，若上电后再插网线，可能导致接口无法正常识别。

异常刷机（LM3H）

如果因某些原因导致 U-Boot 损坏，设备无法正常进入 UMS 模式，可以通过 Fel 模式 手动恢复。使用 sunxi-fel 或 xfel 工具，将 U-Boot 加载至内存并启动 UMS 模式，然后进行刷机。

进入 fel 模式

短接 slot1 的该处引脚与 GND，然后上电即可进入 FEL 模式（后续版本可能增加按键控制）。

fel

使用 sunxi-fel

编译安装

git clone https://github.com/linux-sunxi/sunxi-tools.git
cd sunxi-tools
make tools
sudo make install

烧录 U-Boot

sudo sunxi-fel uboot /path/u-boot-sunxi-with-spl.bin

执行完成后，设备应能正常进入 UMS 模式，此时可继续烧录系统镜像。

使用 xfel

编译安装

sudo apt install libusb-1.0-0-dev
git clone https://github.com/xboot/xfel.git
cd xfel
make
sudo make install

烧录 U-Boot

xfel ddr lpddr4
xfel write 0x4a000000 /path/u-boot-dtb.bin
xfel exec 0x4a000000

执行完成后，设备应能正常进入 UMS 模式，然后进行系统镜像烧录。