铁威马 F2-221 NAS 背板 pinout 记录

这篇记录整理铁威马 F2-221 NAS 背板连接器的非标准 pinout。这个接口外形接近 PCIe 边缘连接器，但并不是标准 PCIe 插槽，而是铁威马自定义背板接口。

该连接器同时承载 SATA、电源、复位和 PCIe 信号。确认 PCIe1 x1 可用后，可以通过自制背板接出 M.2 M-key 插槽，用 NVMe SSD 作为内部系统盘。

同一思路也适用于铁威马 F2-220。F2-220 与 F2-221 平台不同，但已有飞牛论坛实测：F3 背板 V1.1 在 F2-220 上可以识别 NVMe，安装飞牛 OS 时系统内可见该 NVMe 盘；真正需要额外处理的是老 BIOS 可能不支持从 NVMe 启动。

结论

F2-221 背板连接器里同时包含：

两个原生 SATA 口的信号
12V、5V、3.3V 和 GND
SATA 硬盘供电控制相关信号
PERST#
至少一组可用的 PCIe Gen2 x1 信号
第二组 PCIe 信号的部分线索，但没有完整验证

PCIe1 可用于接出 M.2 M-key NVMe 插槽。实测中，NVMe 盘运行在 PCIe Gen2 x1 上，BIOS 可以识别并启动。

F2-220 的实测结果也支持这个方向：硬件层面可以识别 NVMe，但 BIOS 启动阶段可能需要注入 NVMe 模块，启动项可能以 PATA 形式出现。

背板连接器 pinout

连接器分为 B/A 两侧。? 表示未确认或未连接，NC 表示未连接。

Pin	B side	A side
1	12V	?
2	12V	12V
3	12V	12V
4	GND	GND
5	SATA1 A+	SATA1 B+
6	SATA1 A-	SATA1 B-
7	GND	NC
8	5V	5V
9	5V	5V
10	?	5V
11	?	?
12	3.3V	GND
13	GND	3.3V
14	SATA2 A+	3.3V
15	SATA2 A-	GND
16	GND	SATA2 B+
17	PERST#	SATA2 B-
18	GND	GND
19	PCIe1 TX+	NC
20	PCIe1 TX-	GND
21	GND	PCIe1 RX+
22	GND	PCIe1 RX-
23	PCIe1 REFCLK+	GND
24	PCIe1 REFCLK-	GND
25	GND	PCIe2 RX+
26	GND	PCIe2 RX-
27	PCIe2 TX+	GND
28	PCIe2 TX-	GND
29	GND	PCIe2 REFCLK+
30	?	PCIe2 REFCLK-
31	?	GND
32	GND	?

PCIe1 的参考价值更高。PCIe2 未完整验证，只适合作为线索，不能直接作为可靠设计依据。

铁威马 F2-221 背板连接器 pinout 示意图

信号来源判断

F2-221 原厂双盘背板没有 PCIe 转 SATA 控制器，SATA 信号直接从主板连接器进入背板。额外 PCIe 信号主要从同系列多盘位机型推断而来。

铁威马 F5-422 背板使用两颗 ASMedia ASM1061。ASM1061 是 PCIe Gen2 x1 转双 SATA 控制器。结合 Intel J3355 本身有 2 个 SATA 口和 6 条 PCIe Gen2 lane，可以推断多盘位型号通过 PCIe 扩展 SATA 端口。

因此，F2-221 主板连接器上保留 PCIe 信号是合理的。厂商很可能在同系列不同盘位机型之间复用主板设计，只通过背板区分功能。

PCIe 差分对判断

PCIe 差分线进入过孔后通常会走内层，无法只靠照片完整追线。一个可用判断规则是：传统 PCIe 设计中，TX 差分对通常带 AC coupling 电容。

方向需要反过来看：

从 ASM1061 控制器角度看的 TX，对应 CPU 或主板侧的 RX
从 ASM1061 控制器角度看的 RX，对应 CPU 或主板侧的 TX
REFCLK 需要结合相邻差分对和走线位置判断

这类 pinout 更适合当作硬件逆向资料，而不是官方规格书。

可用性验证

基于这份 pinout 制作的 F3 背板已经完成过以下验证：

原有两个 SATA 硬盘位继续可用
PCIe1 可接到 M.2 M-key 插槽
NVMe SSD 可被 BIOS 识别
NAS 可以直接从 NVMe SSD 启动
btrfs scrub 未发现硬盘错误
系统从 NVMe SSD 运行数周无明显异常

测试用 NVMe SSD 为 Patriot P300 128GB。hdparm 结果如下：

1
2
3


/dev/nvme0n1:
 Timing cached reads:   4554 MB in  2.00 seconds = 2279.68 MB/sec
 Timing buffered disk reads: 1222 MB in  3.00 seconds = 407.22 MB/sec

这个速度符合 PCIe Gen2 x1 的限制。它不是为了跑满 NVMe 性能，而是作为内部系统盘替代外置 USB SSD。

注意事项

这份 pinout 适合作为硬件逆向和自制背板参考，但不应当当成官方资料使用。

连接器不是标准 PCIe，不能直接插通用 PCIe 设备。
? 引脚未确认，不应随意接入关键电路。
PCIe2 未完整验证，风险比 PCIe1 更高。
CLKREQ 没有按常规 M.2 设计完整接出，ASPM 可能不可用。
SATA 供电包含热插拔相关的 load switch 和 slow start 逻辑，不能只接信号线而忽略供电控制。
如果要复刻，应重新测量自己的主板和背板，不要只依赖照片。