快速上手

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

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：

todo。

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/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

交换机管理

简介

NanoCluster 搭载 JL6108 千兆交换机芯片，该芯片基于 RISC-V 架构，既可作为即插即用的傻瓜交换机使用，也可作为可本地管理的二层交换机，支持通过 Web 进行配置。主要功能包括：

  • 系统管理：显示系统信息、支持重启、恢复出厂设置、固件升级
  • 网络配置：支持静态 IP 和 DHCP 动态 IP 配置
  • 端口管理：端口启用/禁用、链路速率设置、流控管理
  • 端口汇聚：支持端口绑定，提高带宽利用率
  • 安全与隔离：端口隔离、防止数据泄露
  • 流量监控：端口 MIB 统计、流量分析
  • 环路保护：防止网络环路，提升网络稳定性
  • VLAN 配置：支持 MTU VLAN、基于端口的 VLAN、802.1Q VLAN、PVID 设置
  • QoS 配置：基于端口、PCP、DSCP 进行流量优先级管理
  • 带宽与风暴控制：支持基于端口的带宽限制与广播风暴抑制

端口分配

集群底板通过 JL6108 交换机连接各个核心板（SOM），端口分配如下：

交换机端口 连接设备
Port 1 Slot 7
Port 2 Slot 6
Port 3 Slot 5
Port 4 Slot 4
Port 5 Slot 3
Port 6 Slot 2
Port 7 Slot 1
Port 8 集群底板 RJ45 接口（用于连接外部网络）

使用教程

  1. 确保设备连接
    确保 NanoCluster 已上电，并通过网线将板载网口与管理主机相连。

  2. 配置 IP 地址
    交换机的默认 IP 地址为 10.10.11.10/24，请确保管理主机的 IP 地址与其处于同一网段，例如 10.10.11.x（x 取值范围：1-254，且不能为 10），子网掩码设为 255.255.255.0。

    IP 配置

  3. 访问管理界面
    在浏览器地址栏输入 http://10.10.11.10 并回车，即可进入交换机的登录界面。

    登录界面

  4. 登录管理系统
    在登录界面输入 管理员账号和密码（默认均为 admin），然后点击 登录，进入交换机管理界面首页。

    管理系统首页

基本配置

端口管理

JL6108 交换机提供端口状态管理功能，支持 端口启用/禁用、速率设置、流控管理。

  • 启用/禁用端口：可在 端口管理 页面找到目标端口，选择“启用”或“禁用”
  • 修改端口速率：支持 10Mbps / 100Mbps / 1000Mbps 三种模式
  • 流控：可开启端口流控，防止数据丢失

端口管理

VLAN 配置

VLAN（虚拟局域网）用于划分不同的网络区域，防止广播风暴，提高网络安全性。

配置端口 VLAN

  1. 进入端口 VLAN 界面
    在 Web 管理界面，依次进入：VLAN >> 端口 VLAN，进入 VLAN 配置页面。

  2. 启用端口 VLAN 功能
    勾选 “端口 VLAN 使能” 选项，并点击 应用 按钮。

  3. 创建 VLAN 2 并配置端口成员

    • 在 VLAN ID 输入框中输入 2
    • 勾选 端口 2 ~ 4
    • 点击 应用 按钮以保存配置

  4. 查看端口成员表
    配置完成后，端口 2 ~ 4 将自动从 VLAN 1 中移除，并加入 VLAN 2。

    端口 VLAN 配置示例

QoS 配置（流量优先级）

QoS 用于保障高优先级流量（如视频会议、VoIP）的稳定性：

  1. 进入“QoS 设置”
  2. 选择 基于端口/802.1P/DSCP 的 QoS 策略
  3. 设置 高/中/低优先级队列
  4. 保存设置，QoS 规则生效

QoS 配置

更多配置

JL6108 交换机还支持更多高级功能，详细配置说明，请参考官方手册。

点击此处查看完整手册

我们提供基于 RISC-V 架构的 JL6108 SDK，用户可以从以下链接下载 SDK 并进行自主开发。

JL6108 SDK

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。