在树莓派计算模块CM4上安装Ubuntu Server 20.04
陈拓 2021/10/26-2021/12/09
1. 概述
Ubuntu Server 21.10只支持到2022年7月，而20.04支持到2025年4月。如果做产品开发还是选择20.04版好一些。
2. 硬件配置
- CM4
4GRAM，Lite(无cMMC)，带WiFi模块
- CM4扩展板
- 扩展板资源
这样的配置，大小和Raspberry 4B一样，性价比远高于Raspberry 4B。
3. 下载Ubuntu 20.04.3
https://ubuntu.com/download/raspberry-pi
选择Ubuntu Server20.04.3 LTS下载：
解压：
4. 下载工具和系统安装
和《电脑连接树莓派3B+》一文相同。
https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/103332186
注意：和官方的Raspbian系统不同，Ubuntu系统不需要创建ssh空文件。
5. 启用USB
根据官方说明，CM4为了降低功耗，USB接口默认是关闭的，需要手工打开。
- 在Windows PC上查看文件资源管理器
这时系统多出了一个盘符system-boot(F:)
- 修改usercfg.txt文件
在system-boot中找到usercfg.txt文件，可以用记事本打开，在最后一行添加
dtoverlay=dwc2,dr_mode=host
保存退出。
注意：不要直接改config.txt文件，而是修改usercfg.txt文件，在config.txt文件中有相关的说明。
弹出system-boot(F:)。
6. 开机启动配置
6.1 基本设置
- 把掉USB线
- 接上显示器，插好键盘
如果没有显示器可以用参考文档中的方法配置。
- 在PC和CM4之间连接网线
- 将在扩展板上插好TF卡。
- 用USB线连接电源和TYPE C接口，上电开机
- 登录
第一次登录的用户名和密码都是 ubuntu
之后系统要求你更改密码，先输入当前密码ubuntu，再输入新密码2次。
登录普通用户：
ubuntu@ubuntu:~$
6.2网络设置
- 设置固定ip地址
修改默认的网卡配置文件
修改之前：
sudo cp /etc/netplan/50-cloud-init.yaml /etc/netplan/50-cloud-init.yaml-bak
sudo nano /etc/netplan/50-cloud-init.yaml
network:
ethernets:
eth0:
dhcp4: false
addresses: [192.168.137.2/24]
optional: true
gateway4: 192.168.137.1
nameservers:
addresses: [192.168.137.1,114.114.114.114]
version: 2- 验证
sudo netplan try
回车。
- 刷新
sudo netplan apply
- 查看ip地址
ip a
- 测试
ping 192.168.137.1
7.3 外网配置
在PC上操作。
打开网络和共享中心
点击“以太网”，设置IP地址：
确定，回到网络和共享中心，点击“WLAN”：
设置“共享”：
测试，回到树莓派上：ping www.baidu.com
可以上外网。
7. 远程登录
在PC上打开Win10 命令窗口，输入：
如果出现：
这是因为重新安装过系统，输入下面的命令解除：
ssh-keygen -R 192.168.137.2
再登录：
登录成功。
- 查看存储空间使用情况
8. 速度测试
- IO写速度
time dd if=/dev/zero of=test.dbf bs=8k count=300000
上面是TF卡的IO写速度。
下面是eMMC的IO写速度：
- IO读速度
dd if=test.dbf bs=8k count=300000 of=/dev/null
上面是TF卡的IO读速度。
下面是eMMC的IO读速度：
测试完记得删除test.dbf文件，很大。
从上面可以看出TF卡的写入速度很慢，读取速度很快，甚至比eMMC还快。带cMMC的CM4高出的成本足可以配一个128G的固态硬盘，性能比eMMC更好。
9. 挂载固态硬盘
- 显示硬盘的设备文件名
sudo fdisk -l
fdisk不支持gpt，用parted对gpt磁盘操作。
gpt无分区限制，故只有主分区，无扩展分区和逻辑分区。分区直接按容量算，不按柱面算。
- 进入parted交互
sudo parted /dev/nvme0n1
- 查看分区表
无分区。
- 创建分区并设置分区大小
(parted) mkpart primary 0 256G
主分区，从0到256G
警告：结果分区未正确对齐以获得最佳性能：34s % 2048s != 0s
输入C取消。
按照提示输入：
(parted) mkpart primary 2048s 100%
成功。
- 退出parted交互
(parted)q
- 查看分区设备名称
ls -l /dev/nvme0n1*
sudo fdisk -l
- 格式化分区为EXT4文件系统
sudo mkfs.ext4 /dev/nvme0n1p1
- 新建目录
mkdir ~/ssd
- 挂载
sudo mount /dev/nvme0n1p1 ~/ssd
- 修改权限
sudo chown -R ubuntu:ubuntu ssd
- 查看磁盘容量
df -hl
- 设置固态硬盘自动挂载
在/etc/fstab文件最后一行写：
/dev/nvme0n1p1 /home/ubuntu/ssd ext4 defaults 0 0
sudo nano /etc/fstab
10. Ubuntu修改时区和更新时间
见《Ubuntu修改时区和更新时间》
https://blog.csdn.net/zhengchaooo/article/details/79500032
- 查看
date -R
设置东八区时区。
- 运行tzselect
sudo tzselect
选择亚洲 4) Asia，再选择中国9) China，最后选择北京1) Beijing Time
1) yes
- 修改~/.profile文件
添加
sudo cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
到~/.profile文件的最后一行：
nano ~/.profile
刷新
source ~/.profile
以后每次在系统启动时会执行。
- 再次查看时间date -R，已经修改为北京时间
11. 外接显示屏调节分辨率
https://elinux.org/RPiconfig
https://elinux.org/R-Pi_configuration_file
https://forums.raspberrypi.com/viewtopic.php?f=29&t=24679
LCD显示屏，DHMI接口，7寸，15.5x8.5cm ，下面通过usercfg.txt调节。
执行命令：
sudo nano /boot/firmware/usercfg.txt
config_hdmi_boost=4
hdmi_group=2
hdmi_mode=87
hdmi_cvt 800 480 60 6 0 0 0
参数说明：
- config_hdmi_boost=4
HDMI信号强度，默认为0，最大为7。
- hdmi_group=2
使用DMT格式，这是计算机计算机显示器使用的分辨率。
- hdmi_mode=87
https://forums.raspberrypi.com/viewtopic.php?f=29&t=24679
87是自定义模式
- hdmi_cvt 800 480 60 6 0 0 0
自定义模式参数设置：
hdmi_cvt=
width width in pixels
height height in pixels
framerate framerate in Hz
aspect aspect ratio 1=4:3, 2=14:9, 3=16:9, 4=5:4, 5=16:10, 6=15:9
margins 0=margins disabled, 1=margins enabled
interlace 0=progressive, 1=interlaced
rb 0=normal, 1=reduced blanking
12. 配置WiFi
- 查看WiFi接口
iw dev
- 查看无线接口wlan0的连接状态
iw wlan0 link
sudo ip link show
- 动态WiFi的IP地址设置
sudo nano /etc/netplan/50-cloud-init.yaml
network:
ethernets:
eth0:
dhcp4: false
addresses: [192.168.137.2/24]
optional: true
gateway4: 192.168.137.1
nameservers:
addresses: [192.168.137.1,114.114.114.114]
wifis:
wlan0:
dhcp4: true
access-points:
"1503":
password: 'xxxxxxxx'
version: 2重启系统：
- 再查看无线接口wlan0的连接状态
iw wlan0 link
- 固定WiFi的IP地址设置
sudo nano /etc/netplan/50-cloud-init.yaml
network:
ethernets:
eth0:
dhcp4: false
addresses: [192.168.137.2/24]
optional: true
gateway4: 192.168.137.1
nameservers:
addresses: [192.168.137.1,114.114.114.114]
wifis:
wlan0:
dhcp4: false
addresses: [192.168.0.8/24]
gateway4: 192.168.0.1
nameservers:
addresses: [192.168.0.1,114.114.114.114]
access-points:
"1503":
password: "xxxxxxxx"
version: 2重启系统：
参考文档
- Basic Setup of Ubuntu Server 204 on Raspberry Pi4
https://friendsoflittleyus.nl/basic-setup-of-ubuntu-server-21-04-on-raspberry-pi4/ - 树莓派ARM开发板使用TF卡启动和系统安装到EMMC启动，硬盘存储读写速度对比测试
http://ourjs.com/detail/5d7056fc5109465a49578948 - 一起来学linux：网络命令
https://www.cnblogs.com/zhanghongfeng/p/7689300.html