Moduł obliczeniowy Raspberry Pi CM 1 4S
Informacje o produkcie
Specyfikacje
- Funkcja: Edytor
- Pamięć o dostępie swobodnym: 1 GB
- Wbudowana pamięć MultiMediaCard (eMMC): 0/8/16/32 GB
- Ethernet: Tak
- Uniwersalna magistrala szeregowa (USB): Tak
- HDMI: Tak
- Współczynnik kształtu: Moduł pamięci SODIMM
Instrukcje użytkowania produktu
Przejście z modułu obliczeniowego 1/3 do modułu obliczeniowego 4S
Jeśli przechodzisz z Raspberry Pi Compute Module (CM) 1 lub 3 na Raspberry Pi CM 4S, wykonaj następujące czynności:
- Upewnij się, że posiadasz obraz systemu operacyjnego Raspberry Pi zgodny z nową platformą.
- W przypadku korzystania z niestandardowego jądra, ponownieview i dostosuj go do współpracy z nowym sprzętem.
- Zapoznaj się z różnicami między modelami, opisanymi w instrukcji, dotyczącymi zmian sprzętu.
Szczegóły zasilania
Upewnij się, że używasz odpowiedniego zasilacza spełniającego wymagania dotyczące zasilania Raspberry Pi CM 4S, aby uniknąć jakichkolwiek problemów.
Użycie ogólnego przeznaczenia wejścia/wyjścia (GPIO) podczas rozruchu
Zrozumieć zachowanie GPIO podczas rozruchu, aby zapewnić prawidłową inicjalizację i działanie podłączonych urządzeń peryferyjnych i akcesoriów.
Często zadawane pytania (FAQ)
P: Czy mogę używać modułu CM 1 lub CM 3 w gnieździe pamięci jako urządzenia SODIMM?
A: Nie, tych urządzeń nie można używać w gnieździe pamięci jako urządzenia SODIMM. Współczynnik kształtu jest specjalnie zaprojektowany pod kątem kompatybilności z modelami Raspberry Pi CM.
Wstęp
Niniejszy dokument jest przeznaczony dla tych, którzy chcą przejść z Raspberry Pi Compute Module (CM) 1 lub 3 na Raspberry Pi CM 4S. Istnieje kilka powodów, dla których może to być pożądane:
- Większa moc obliczeniowa
- Więcej pamięci
- Wyższa rozdzielczość wyjściowa do 4Kp60
- Lepsza dostępność
- Dłuższa żywotność produktu (ostatni zakup nie wcześniej niż w styczniu 2028 r.)
Z perspektywy oprogramowania, przejście z Raspberry Pi CM 1/3 na Raspberry Pi CM 4S jest stosunkowo bezbolesne, ponieważ obraz systemu operacyjnego (OS) Raspberry Pi powinien działać na wszystkich platformach. Jeśli jednak używasz niestandardowego jądra, podczas przenoszenia należy wziąć pod uwagę pewne rzeczy. Zmiany sprzętowe są znaczne, a różnice opisano w dalszej części.
Terminologia
Legacy graphics stack: Stos graficzny w całości zaimplementowany w blob oprogramowania układowego VideoCore z interfejsem programowania aplikacji shim udostępnionym jądru. Jest to to, co było używane w większości urządzeń Raspberry Pi Ltd Pi od czasu premiery, ale jest stopniowo zastępowane przez (F)KMS/DRM.
FKMS: Fałszywe ustawienie trybu jądra. Podczas gdy oprogramowanie sprzętowe nadal kontroluje sprzęt niskiego poziomu (np.ampnp. porty HDMI, interfejs szeregowy wyświetlacza itp.), w samym jądrze używane są standardowe biblioteki Linuksa.
KMS: Pełny sterownik Kernel Mode Setting. Steruje całym procesem wyświetlania, w tym bezpośrednią komunikacją ze sprzętem bez interakcji z oprogramowaniem układowym.
DRM: Direct Rendering Manager, podsystem jądra Linux używany do komunikacji z jednostkami przetwarzania graficznego. Używany we współpracy z FKMS i KMS.
Porównanie modułów Compute
Różnice funkcjonalne
Poniższa tabela przedstawia podstawowe różnice elektryczne i funkcjonalne pomiędzy poszczególnymi modelami.
Funkcja | CM 1 | CM3/3+ | CM 4S |
Edytor | BCM2835 | BCM2837 | BCM2711 |
Pamięć o dostępie swobodnym | 512MB | 1 GB | 1 GB |
Wbudowana pamięć MultiMediaCard (eMMC) | — | 0/8/16/32 GB | 0/8/16/32 GB |
Sieć Ethernetowa | Nic | Nic | Nic |
Uniwersalna magistrala szeregowa (USB) | 1xUSB 2.0 | 1xUSB 2.0 | 1xUSB 2.0 |
HDMI | 1 × 1080p60 | 1 × 1080p60 | 1 × 4K |
Współczynnik kształtu | Moduł pamięci SODIMM | Moduł pamięci SODIMM | Moduł pamięci SODIMM |
Różnice fizyczne
Współczynnik kształtu Raspberry Pi CM 1, CM 3/3+ i CM 4S opiera się na złączu SODIMM (dual inline memory module) o małym zarysie. Zapewnia to fizycznie kompatybilną ścieżkę aktualizacji między tymi urządzeniami.
NOTATKA
Tego typu urządzeń nie można używać w gnieździe pamięci jako urządzeń SODIMM.
Szczegóły dotyczące zasilania
Raspberry Pi CM 3 wymaga zewnętrznego zasilacza 1.8 V (PSU). Raspberry Pi CM 4S nie używa już zewnętrznej szyny zasilacza 1.8 V, więc te piny na Raspberry Pi CM 4S nie są już podłączone. Oznacza to, że przyszłe płyty bazowe nie będą wymagały montażu regulatora, co upraszcza sekwencję włączania zasilania. Jeśli istniejące płyty mają już zasilacz +1.8 V, nie dojdzie do żadnych uszkodzeń Raspberry Pi CM 4S.
Raspberry Pi CM 3 wykorzystuje układ BCM2837 na chipie (SoC), podczas gdy CM 4S wykorzystuje nowy układ BCM2711 SoC. BCM2711 ma znacznie większą dostępną moc przetwarzania, więc jest możliwe, a nawet prawdopodobne, że będzie zużywał więcej energii. Jeśli jest to problem, ograniczenie maksymalnej częstotliwości taktowania w pliku config.txt może pomóc.
Użycie ogólnego przeznaczenia wejścia/wyjścia (GPIO) podczas rozruchu
Wewnętrzne uruchamianie Raspberry Pi CM 4S rozpoczyna się od wewnętrznej pamięci EEPROM (EEPROM) z możliwością elektronicznego kasowania za pomocą interfejsu szeregowego urządzeń peryferyjnych (SPI) przy użyciu pinów GPIO2711 do GPIO40 modułu BCM43; po zakończeniu uruchamiania GPIO modułu BCM2711 przełączane są na złącze SODIMM i zachowują się tak samo jak w module Raspberry Pi CM 3. Ponadto, jeśli wymagana jest aktualizacja pamięci EEPROM w systemie (co nie jest zalecane), piny GPIO GPIO40 do GPIO43 modułu BCM2711 ponownie zostają podłączone do pamięci EEPROM SPI, więc te piny GPIO na złączu SODIMM nie są już kontrolowane przez moduł BCM2711 podczas procesu aktualizacji.
Zachowanie GPIO po pierwszym włączeniu zasilania
Linie GPIO mogą mieć bardzo krótki moment podczas rozruchu, w którym nie są podciągane do niskiego lub wysokiego poziomu, co sprawia, że ich zachowanie jest nieprzewidywalne. To niedeterministyczne zachowanie może się różnić między CM3 i CM4S, a także w przypadku zmian partii chipów w tym samym urządzeniu. W większości przypadków użycia nie ma to wpływu na użytkowanie, jednak jeśli masz bramkę MOSFET podłączoną do trójstanowego GPIO, może to spowodować ryzyko, że wszelkie pojemności pasożytnicze będą utrzymywać wolty i włączać dowolne podłączone urządzenie w dół. Dobrą praktyką jest zapewnienie, że rezystor rozładowania bramki do masy jest włączony do projektu płytki, niezależnie od tego, czy używasz CM3, czy CM4S, tak aby te ładunki pojemnościowe zostały odprowadzone.
Zalecane wartości rezystora mieszczą się w przedziale od 10K do 100K.
Wyłączanie eMMC
W Raspberry Pi CM 3 EMMC_Disable_N elektrycznie zapobiega dostępowi sygnałów do eMMC. W Raspberry Pi CM 4S ten sygnał jest odczytywany podczas rozruchu, aby zdecydować, czy do rozruchu należy użyć eMMC czy USB. Ta zmiana powinna być przejrzysta dla większości aplikacji.
EEPROM_WP_N
Raspberry Pi CM 4S uruchamia się z wbudowanej pamięci EEPROM, która jest programowana podczas produkcji. Pamięć EEPROM ma funkcję ochrony przed zapisem, którą można włączyć za pomocą oprogramowania. Dostępny jest również zewnętrzny pin do obsługi ochrony przed zapisem. Ten pin na wyprowadzeniach SODIMM był pinem uziemiającym, więc domyślnie, jeśli ochrona przed zapisem jest włączona za pomocą oprogramowania, pamięć EEPROM jest chroniona przed zapisem. Nie zaleca się aktualizacji pamięci EEPROM w terenie. Po zakończeniu opracowywania systemu pamięć EEPROM powinna być chroniona przed zapisem za pomocą oprogramowania, aby zapobiec zmianom w terenie.
Wymagane zmiany oprogramowania
Jeśli używasz w pełni zaktualizowanego systemu operacyjnego Raspberry Pi, zmiany oprogramowania potrzebne przy przechodzeniu między dowolnymi płytkami Raspberry Pi Ltd są minimalne; system automatycznie wykrywa, która płytka jest uruchomiona i odpowiednio konfiguruje system operacyjny. Tak więc na przykładampMożesz przenieść obraz systemu operacyjnego z Raspberry Pi CM 3+ na Raspberry Pi CM 4S i powinno działać bez zmian.
NOTATKA
Powinieneś upewnić się, że instalacja Raspberry Pi OS jest aktualna, przechodząc przez standardowy mechanizm aktualizacji. Zapewni to, że całe oprogramowanie sprzętowe i jądrowe będzie odpowiednie dla używanego urządzenia.
Jeśli tworzysz własną, minimalną wersję jądra lub dokonujesz jakichkolwiek zmian w folderze rozruchowym, mogą wystąpić obszary, w których musisz upewnić się, że używasz prawidłowej konfiguracji, nakładek i sterowników.
Podczas gdy korzystanie z zaktualizowanego systemu operacyjnego Raspberry Pi powinno oznaczać, że przejście jest dość przejrzyste, w przypadku niektórych aplikacji „bare metal” możliwe jest, że niektóre adresy pamięci uległy zmianie i wymagana jest ponowna kompilacja aplikacji. Więcej szczegółów na temat dodatkowych funkcji BCM2711 i adresów rejestrów można znaleźć w dokumentacji urządzeń peryferyjnych BCM2711.
Aktualizacja oprogramowania układowego w starszym systemie
W niektórych okolicznościach aktualizacja obrazu do najnowszej wersji Raspberry Pi OS może nie być możliwa. Jednak płyta CM4S nadal będzie wymagała aktualizacji oprogramowania układowego, aby działać poprawnie. Dostępny jest dokument techniczny Raspberry Pi Ltd, który szczegółowo opisuje aktualizację oprogramowania układowego, jednak w skrócie proces wygląda następująco:
Pobierz oprogramowanie układowe filez następującej lokalizacji: https://github.com/raspberrypi/firmware/archive/refs/heads/stable.zip
Ten zamek file zawiera kilka różnych elementów, ale te, które nas interesują w tym momencietagZnajdują się w folderze boot.
Firmware filemają nazwy w formacie start*.elf i ich powiązane wsparcie files fixup*.dat.
Podstawową zasadą jest skopiowanie wymaganego startu i poprawki files z tego kodu pocztowego file zastąpić tę samą nazwę files na obrazie docelowego systemu operacyjnego. Dokładny proces będzie zależał od tego, jak skonfigurowano system operacyjny, ale jako byłyample, tak to się robi na obrazie Raspberry Pi OS.
- Wypakuj lub otwórz plik zip file dzięki czemu będziesz mieć dostęp do wymaganych files.
- Otwórz folder rozruchowy na obrazie docelowego systemu operacyjnego (może znajdować się na karcie SD lub kopii na dysku).
- Określ, który plik start.elf i fixup.dat filesą obecne na obrazie systemu operacyjnego docelowego.
- Skopiuj te filez archiwum zip do obrazu docelowego.
Obraz powinien być teraz gotowy do użycia w urządzeniu CM4S.
Grafika
Domyślnie Raspberry Pi CM 1–3+ korzysta ze starszego stosu graficznego, natomiast Raspberry Pi CM 4S korzysta ze stosu graficznego KMS.
Choć możliwe jest korzystanie ze starszej wersji stosu graficznego na Raspberry Pi CM 4S, nie obsługuje on akceleracji 3D, dlatego zaleca się przejście na KMS.
HDMI
Podczas gdy BCM2711 ma dwa porty HDMI, na Raspberry Pi CM 0S dostępny jest tylko HDMI-4, który może być obsługiwany z prędkością do 4Kp60. Wszystkie inne interfejsy wyświetlania (DSI, DPI i composite) pozostają niezmienione.
Raspberry Pi jest znakiem towarowym Raspberry Pi Ltd.
Raspberry Pi spółka z ograniczoną odpowiedzialnością
Dokumenty / Zasoby
![]() |
Moduł obliczeniowy Raspberry Pi CM 1 4S [plik PDF] Instrukcja użytkownika CM 1, Moduł obliczeniowy CM 1 4S, Moduł obliczeniowy 4S, Moduł obliczeniowy, Moduł |