鐵威馬 F2-221 NAS 背板 pinout 記錄

這篇記錄整理鐵威馬 F2-221 NAS 背板連接器的非標準 pinout。這個介面外形接近 PCIe 邊緣連接器，但並不是標準 PCIe 插槽，而是鐵威馬自訂背板介面。

該連接器同時承載 SATA、電源、復位和 PCIe 訊號。確認 PCIe1 x1 可用後，可以透過自製背板接出 M.2 M-key 插槽，用 NVMe SSD 作為內部系統碟。

同一思路也適用於鐵威馬 F2-220。F2-220 與 F2-221 平台不同，但已有飛牛論壇實測：F3 背板 V1.1 在 F2-220 上可以識別 NVMe，安裝飛牛 OS 時系統內可見該 NVMe 碟；真正需要額外處理的是老 BIOS 可能不支援從 NVMe 啟動。

結論

F2-221 背板連接器裡同時包含：

兩個原生 SATA 埠的訊號
12V、5V、3.3V 和 GND
SATA 硬碟供電控制相關訊號
PERST#
至少一組可用的 PCIe Gen2 x1 訊號
第二組 PCIe 訊號的部分線索，但沒有完整驗證

PCIe1 可用於接出 M.2 M-key NVMe 插槽。實測中，NVMe 碟運行在 PCIe Gen2 x1 上，BIOS 可以識別並啟動。

F2-220 的實測結果也支持這個方向：硬體層面可以識別 NVMe，但 BIOS 啟動階段可能需要注入 NVMe 模組，啟動項可能以 PATA 形式出現。

背板連接器 pinout

連接器分為 B/A 兩側。? 表示未確認或未連接，NC 表示未連接。

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 的參考價值更高。PCIe2 未完整驗證，只適合作為線索，不能直接作為可靠設計依據。

鐵威馬 F2-221 背板連接器 pinout 示意圖

訊號來源判斷

F2-221 原廠雙碟背板沒有 PCIe 轉 SATA 控制器，SATA 訊號直接從主機板連接器進入背板。額外 PCIe 訊號主要從同系列多碟位機型推斷而來。

鐵威馬 F5-422 背板使用兩顆 ASMedia ASM1061。ASM1061 是 PCIe Gen2 x1 轉雙 SATA 控制器。結合 Intel J3355 本身有 2 個 SATA 埠和 6 條 PCIe Gen2 lane，可以推斷多碟位型號透過 PCIe 擴展 SATA 連接埠。

因此，F2-221 主機板連接器上保留 PCIe 訊號是合理的。廠商很可能在同系列不同碟位機型之間複用主機板設計，只透過背板區分功能。

PCIe 差分對判斷

PCIe 差分線進入過孔後通常會走內層，無法只靠照片完整追線。一個可用判斷規則是：傳統 PCIe 設計中，TX 差分對通常帶 AC coupling 電容。

方向需要反過來看：

從 ASM1061 控制器角度看的 TX，對應 CPU 或主機板側的 RX
從 ASM1061 控制器角度看的 RX，對應 CPU 或主機板側的 TX
REFCLK 需要結合相鄰差分對和走線位置判斷

這類 pinout 更適合當作硬體逆向資料，而不是官方規格書。

可用性驗證

基於這份 pinout 製作的 F3 背板已經完成過以下驗證：

原有兩個 SATA 硬碟位繼續可用
PCIe1 可接到 M.2 M-key 插槽
NVMe SSD 可被 BIOS 識別
NAS 可以直接從 NVMe SSD 啟動
btrfs scrub 未發現硬碟錯誤
系統從 NVMe SSD 運行數週無明顯異常

測試用 NVMe SSD 為 Patriot P300 128GB。hdparm 結果如下：

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

這個速度符合 PCIe Gen2 x1 的限制。它不是為了跑滿 NVMe 性能，而是作為內部系統碟替代外接 USB SSD。

注意事項

這份 pinout 適合作為硬體逆向和自製背板參考，但不應當成官方資料使用。

連接器不是標準 PCIe，不能直接插通用 PCIe 裝置。
? 腳位未確認，不應隨意接入關鍵電路。
PCIe2 未完整驗證，風險比 PCIe1 更高。
CLKREQ 沒有按常規 M.2 設計完整接出，ASPM 可能不可用。
SATA 供電包含熱插拔相關的 load switch 和 slow start 邏輯，不能只接訊號線而忽略供電控制。
如果要複刻，應重新測量自己的主機板和背板，不要只依賴照片。