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Instalar fnOS en TerraMaster F2-220: backplane F3, NVMe e inyeccion de modulo BIOS

Mon, 04 May 2026 06:09:40 +0800

Esta es una nota practica sobre instalar fnOS en un TerraMaster F2-220. El objetivo es reemplazar el TOS original y seguir usando este NAS despues de que el F2-220 dejara de recibir soporte oficial. Durante el proceso tambien se verifico que el backplane F3 puede funcionar en el F2-220, y se resolvio el problema de que el BIOS no podia arrancar desde NVMe.

El proyecto original del backplane F3 fue verificado con un F2-221, plataforma J3355; el F2-220 usa J1800, asi que no habia conclusion directa de compatibilidad. Como en el fork del proyecto ya existia una version V1.1, con menos componentes, menor coste y fabricacion mas sencilla, se fabrico directamente esa version para probar.

Fabricacion de PCB y soldadura

Proyecto del backplane: arnarg/f3_backplane. La placa fabricada usa la version V1.1 del fork. El objetivo central es conservar las bahias SATA originales y sacar una posicion NVMe desde el conector del backplane.

Tras recibir varias PCB, aparecio un detalle durante la soldadura: al principio no revise bien la BOM; despues de soldar el M.2 descubri que el conector SATA no era igual a los conectores comunes.

No encontre en Taobao un conector SATA nativo completamente adecuado, asi que la solucion fue modificar un conector existente: extraer los pines, intercambiar posiciones y volver a soldarlos en la placa.

La conclusion de esta parte es: el esquema de backplane F3 puede seguir intentandose en el F2-220, pero hay que prestar mucha atencion a la seleccion del conector SATA. No compres directamente un conector SATA comun sin comprobarlo.

Conectar salida VGA

El F2-220 no tiene salida de video externa, pero internamente reserva un conector VGA de 12 pines. Hay que comprar un cable adaptador interno 12Pin VGA de placa base: un extremo va al pin header interno de 12 pines y el otro suele ser un DB15 VGA hembra estandar para conectar monitor.

Palabras clave utiles: “12Pin VGA cable”, “motherboard 12 pin VGA cable”, “2.0mm 12Pin to VGA”. Antes de comprar, compara fotos del conector interno de la maquina y confirma orientacion, paso de pines y orden de cableado. No compres solo porque diga “12Pin”.

Este paso es clave para la instalacion. Sin salida de video, el BIOS y el proceso de instalacion son muy dificiles de depurar.

Instalar fnOS

Arranque el instalador de fnOS con Ventoy. La interfaz de instalacion pudo ver el SSD NVMe, lo que indica que el backplane y el enlace NVMe de hardware funcionan.

Pero tras terminar la instalacion y retirar el disco de arranque, la maquina reiniciaba al BIOS y no entraba en fnOS. En las opciones de arranque del BIOS no aparecia el SSD NVMe. Si instalaba fnOS en un USB y arrancaba desde ahi, el sistema si podia ver el NVMe.

Esto muestra que:

El reconocimiento de hardware NVMe no tiene problema.
Linux puede acceder al NVMe.
El fallo esta en la etapa de arranque del BIOS.
La plataforma F2-220 es antigua y probablemente el BIOS original no contiene modulo de arranque NVMe.

Respaldar BIOS

En este punto ya se puede arrancar fnOS desde USB. Como fnOS se basa en Debian, se puede usar flashrom dentro del sistema para respaldar y escribir el BIOS.

Flashear BIOS tiene riesgo. Lo mejor es preparar un programador para evitar quedar sin recuperacion si algo falla.

Instala flashrom:

1
2

sudo apt update
sudo apt install flashrom -y

Comprueba si reconoce el chip BIOS:

`1`	`sudo flashrom -p internal`

La informacion del chip detectado puede parecerse a:

`1`	`Found Winbond flash chip "W25Q64.W" (8192 kB, SPI) mapped at physical address 0x00000000ff800000.`

Respaldar el BIOS original. Recuerda reemplazar el modelo de chip por el de tu maquina:

`1`	`sudo flashrom -p internal -c "W25Q64.W" -r backup_factory.bin`

Inyectar el modulo NVMe

El BIOS respaldado es un archivo .bin. Puedes pasarlo al ordenador con WinSCP y seguir como referencia el tutorial de Bilibili 《让老主板用上 Nvme 协议的固态》 para inyectar el modulo NVMe en el archivo BIOS.

Despues de procesarlo, copia de vuelta a fnOS el BIOS modificado.

No se recomienda aplicar a ciegas un BIOS modificado por otra persona. Distintas maquinas, versiones de BIOS y chips flash pueden variar. Lo mas seguro es respaldar tu BIOS original y modificarlo a partir de tu propio archivo.

Flashear el nuevo BIOS

El comando de escritura es el siguiente. Modelo de chip, ruta de firmware y nombre de archivo deben reemplazarse segun tu caso:

`1`	`sudo flashrom -p internal -c "W25Q64.W" -w /vol1/NEW_NVME.bin`

Cuando veas esta linea, significa que la verificacion paso:

`1`	`Verifying flash... VERIFIED.`

Tras flashear, en las opciones de arranque del BIOS aparece PATA. En estos BIOS antiguos con modulo NVMe inyectado, la opcion NVMe suele mostrarse como PATA. Verlo indica que el BIOS ya puede reconocer la ruta de arranque NVMe.

Resultado

Resultado final:

El backplane F3 V1.1 puede reconocer NVMe en TerraMaster F2-220.
El instalador de fnOS puede ver el SSD NVMe.
El BIOS original no puede arrancar directamente desde NVMe.
Tras inyectar el modulo NVMe en el BIOS, aparece la opcion PATA.
La maquina queda en condiciones de arrancar fnOS desde NVMe.

En pruebas tambien se comento que este canal NVMe solo supera algo los 300MB/s. Como disco de sistema ya es suficiente; no hace falta usar un SSD muy bueno, e incluso un Optane pequeno podria bastar.

Notas

Esto no es un tutorial comun sin riesgo, sino una nota de modificacion de hardware y BIOS. Antes de hacerlo, ten en cuenta:

F2-220 y F2-221 son plataformas distintas; no puedes igualar directamente los resultados del F2-221 al F2-220.
El backplane F3 requiere fabricar PCB y soldar, y el conector SATA puede requerir modificar pines.
El conector VGA interno necesita un adaptador adecuado para facilitar instalacion y depuracion.
Flashear BIOS puede dejar la maquina inutilizable; prepara programador y respaldo original.
El modelo de chip en el comando flashrom debe coincidir con el resultado detectado en tu maquina.
No flashees directamente BIOS modificados de otros; prioriza inyectar el modulo NVMe sobre tu propio respaldo.

El valor de esta nota es completar la prueba real del F2-220: la idea del backplane F3 no se limita al F2-221; el F2-220 tambien puede usar un disco NVMe como disco de sistema. El bloqueo real no esta en que Linux reconozca NVMe, sino en si el BIOS soporta arranque desde NVMe.

Enlaces relacionados

Publicacion de prueba en el foro fnOS: 铁威马F2-220折腾飞牛OS过程

Notas de pinout del backplane del NAS TerraMaster F2-221

Mon, 04 May 2026 06:02:56 +0800

Esta nota organiza el pinout no estandar del conector del backplane del TerraMaster F2-221 NAS. Su forma se parece a un conector de borde PCIe, pero no es una ranura PCIe estandar; es una interfaz de backplane personalizada por TerraMaster.

El conector transporta al mismo tiempo senales SATA, alimentacion, reset y PCIe. Tras confirmar que PCIe1 x1 es utilizable, se puede fabricar un backplane propio para sacar una ranura M.2 M-key y usar un SSD NVMe como disco interno del sistema.

La misma idea tambien aplica al TerraMaster F2-220. F2-220 y F2-221 usan plataformas distintas, pero ya hay pruebas reales en el foro de fnOS: el backplane F3 V1.1 puede reconocer NVMe en F2-220, y durante la instalacion de fnOS el sistema puede ver el disco NVMe. Lo que realmente requiere tratamiento adicional es que el BIOS antiguo puede no soportar arranque desde NVMe.

Conclusion

El conector del backplane F2-221 contiene:

Senales de dos puertos SATA nativos.
12V, 5V, 3.3V y GND.
Senales relacionadas con control de alimentacion de discos SATA.
PERST#.
Al menos un grupo utilizable de senales PCIe Gen2 x1.
Algunas pistas de una segunda senal PCIe, pero sin verificacion completa.

PCIe1 puede usarse para sacar una ranura M.2 M-key NVMe. En pruebas, el NVMe funciono en PCIe Gen2 x1 y el BIOS pudo reconocerlo y arrancar.

El resultado real del F2-220 tambien apoya esta direccion: a nivel de hardware puede reconocer NVMe, pero en la fase de arranque del BIOS puede necesitar inyectar un modulo NVMe, y la opcion de arranque puede aparecer como PATA.

Pinout del conector de backplane

El conector se divide en lados B/A. ? significa no confirmado o no conectado, y NC significa no conectado.

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 tiene mas valor de referencia. PCIe2 no fue verificado por completo y solo debe tratarse como pista, no como base fiable de diseno.

Juicio sobre el origen de las senales

El backplane original de dos bahias del F2-221 no tiene controlador PCIe a SATA; las senales SATA entran directamente al backplane desde el conector de la placa base. Las senales PCIe adicionales se deducen principalmente a partir de modelos de mas bahias de la misma serie.

El backplane del TerraMaster F5-422 usa dos ASM1061 de ASMedia. ASM1061 es un controlador PCIe Gen2 x1 a doble SATA. Combinando esto con que Intel J3355 tiene 2 puertos SATA y 6 lanes PCIe Gen2, se puede inferir que los modelos de mas bahias expanden puertos SATA mediante PCIe.

Por tanto, es razonable que el conector de la placa F2-221 conserve senales PCIe. Es muy probable que el fabricante reutilice el diseno de placa entre modelos de distintas bahias y diferencie funciones mediante el backplane.

Juicio de pares diferenciales PCIe

Las lineas diferenciales PCIe suelen pasar a capas internas despues de entrar por vias, por lo que no se pueden seguir completamente solo con fotos. Una regla util es que, en disenos PCIe tradicionales, el par diferencial TX suele llevar capacitores de AC coupling.

Hay que mirar la direccion al reves:

El TX desde el punto de vista del controlador ASM1061 corresponde al RX del lado CPU o placa base.
El RX desde el punto de vista del controlador ASM1061 corresponde al TX del lado CPU o placa base.
REFCLK debe juzgarse junto con pares diferenciales vecinos y posicion de pistas.

Este tipo de pinout es mas adecuado como material de ingenieria inversa de hardware que como especificacion oficial.

Verificacion de uso

El backplane F3 basado en este pinout ya paso estas verificaciones:

Las dos bahias SATA originales siguen disponibles.
PCIe1 puede conectarse a una ranura M.2 M-key.
El SSD NVMe puede ser reconocido por el BIOS.
El NAS puede arrancar directamente desde el SSD NVMe.
btrfs scrub no encontro errores de disco.
El sistema funciono varias semanas desde el SSD NVMe sin anomalias evidentes.

El SSD NVMe de prueba fue un Patriot P300 128GB. Resultado de hdparm:

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

Esta velocidad encaja con el limite de PCIe Gen2 x1. No busca exprimir el rendimiento NVMe, sino reemplazar un SSD USB externo como disco interno de sistema.

Notas

Este pinout sirve como referencia de ingenieria inversa y backplane casero, pero no debe tratarse como documentacion oficial.

El conector no es PCIe estandar; no se puede insertar directamente un dispositivo PCIe comun.
Los pines ? no estan confirmados y no deben conectarse a circuitos criticos.
PCIe2 no fue verificado por completo y tiene mas riesgo que PCIe1.
CLKREQ no esta sacado de forma completa segun el diseno M.2 convencional, por lo que ASPM puede no estar disponible.
La alimentacion SATA incluye load switch y slow start relacionados con hot-plug; no basta con conectar solo las senales e ignorar el control de energia.
Si quieres replicarlo, vuelve a medir tu propia placa y backplane. No dependas solo de fotos.

Enlaces relacionados

Registro original del proyecto: I made a new backplane for my Terramaster F2-221 NAS
Proyecto KiCad del backplane F3: arnarg/f3_backplane
CSV del pinout del backplane F3: f3_backplane.csv
Prueba de aplicacion en F2-220: 铁威马F2-220折腾飞牛OS过程