Вычислительный модуль Raspberry Pi CM 1 4S
Информация о продукте
Технические характеристики
- Особенность: Процессор
- Оперативная память: 1 ГБ
- Встроенная память MultiMediaCard (eMMC): 0/8/16/32 ГБ
- Ethernet: Да
- Универсальная последовательная шина (USB): Да
- HDMI: Да
- Форм-фактор: SODIMM
Инструкции по применению продукта
Переход с вычислительного модуля 1/3 на вычислительный модуль 4S
Если вы переходите с Raspberry Pi Compute Module (CM) 1 или 3 на Raspberry Pi CM 4S, выполните следующие действия:
- Убедитесь, что у вас есть совместимый образ операционной системы (ОС) Raspberry Pi для новой платформы.
- Если вы используете собственное ядро, переview и настроить его для совместимости с новым оборудованием.
- Обратите внимание на изменения в оборудовании, описанные в руководстве, для выявления различий между моделями.
Подробности об источнике питания
Во избежание проблем обязательно используйте подходящий блок питания, соответствующий требованиям Raspberry Pi CM 4S.
Использование ввода-вывода общего назначения (GPIO) во время загрузки
Изучите поведение GPIO во время загрузки, чтобы обеспечить правильную инициализацию и функционирование подключенных периферийных устройств или аксессуаров.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В: Могу ли я использовать CM 1 или CM 3 в слоте памяти как устройство SODIMM?
A: Нет, эти устройства не могут быть использованы в слоте памяти как устройство SODIMM. Форм-фактор специально разработан для совместимости с моделями Raspberry Pi CM.
Введение
Этот технический документ предназначен для тех, кто хочет перейти с использования Raspberry Pi Compute Module (CM) 1 или 3 на Raspberry Pi CM 4S. Есть несколько причин, по которым это может быть желательно:
- Большая вычислительная мощность
- Больше памяти
- Вывод с более высоким разрешением до 4Kp60
- Лучшая доступность
- Более длительный срок службы продукта (последняя покупка не ранее января 2028 г.)
С точки зрения программного обеспечения переход с Raspberry Pi CM 1/3 на Raspberry Pi CM 4S относительно безболезнен, поскольку образ операционной системы (ОС) Raspberry Pi должен работать на всех платформах. Однако, если вы используете собственное ядро, при переходе необходимо учитывать некоторые моменты. Аппаратные изменения значительны, и различия описаны в следующем разделе.
Терминология
Устаревший графический стек: Графический стек, полностью реализованный в блочном модуле прошивки VideoCore с интерфейсом прикладного программирования, открытым для ядра. Это то, что использовалось на большинстве устройств Raspberry Pi Ltd Pi с момента запуска, но постепенно заменяется (F)KMS/DRM.
FKMS: Поддельная настройка режима ядра. В то время как прошивка все еще управляет низкоуровневым оборудованием (например,amp(например, порты HDMI, последовательный интерфейс дисплея и т. д.), в самом ядре используются стандартные библиотеки Linux.
KMS: Полный драйвер настройки режима ядра. Управляет всем процессом отображения, включая прямое взаимодействие с оборудованием без взаимодействия с прошивкой.
DRM: Direct Rendering Manager, подсистема ядра Linux, используемая для связи с графическими процессорами. Используется совместно с FKMS и KMS.
Сравнение вычислительных модулей
Функциональные различия
В следующей таблице дается некоторое представление об основных электрических и функциональных различиях между моделями.
| Особенность | СМ 1 | СМ 3/3+ | СМ 4С |
| Процессор | BCM2835 | BCM2837 | BCM2711 |
| Оперативная память | 512 МБ | 1 ГБ | 1 ГБ |
| Встроенная память MultiMediaCard (eMMC) | — | 0/8/16/32 ГБ | 0/8/16/32 ГБ |
| Ethernet | Никто | Никто | Никто |
| Универсальная последовательная шина (USB) | 1 × USB 2.0 | 1 × USB 2.0 | 1 × USB 2.0 |
| HDMI | 1 × 1080p60 | 1 × 1080p60 | 1 × 4К |
| Форм-фактор | SODIMM | SODIMM | SODIMM |
Физические различия
Форм-фактор Raspberry Pi CM 1, CM 3/3+ и CM 4S основан на разъеме SODIMM (маленького контура двухрядного модуля памяти). Это обеспечивает физически совместимый путь обновления между этими устройствами.
ПРИМЕЧАНИЕ
Эти устройства нельзя использовать в слоте памяти как устройство SODIMM.
Детали блока питания
Raspberry Pi CM 3 требует внешний блок питания (БП) 1.8 В. Raspberry Pi CM 4S больше не использует внешнюю шину БП 1.8 В, поэтому эти контакты на Raspberry Pi CM 4S больше не подключены. Это означает, что будущие базовые платы не будут нуждаться в установке регулятора, что упрощает последовательность включения питания. Если существующие платы уже имеют блок питания +1.8 В, то никакого вреда Raspberry Pi CM 4S не будет.
Raspberry Pi CM 3 использует систему на чипе (SoC) BCM2837, тогда как CM 4S использует новую SoC BCM2711. BCM2711 имеет значительно большую вычислительную мощность, поэтому возможно, и даже вероятно, что он будет потреблять больше энергии. Если это вызывает беспокойство, то ограничение максимальной тактовой частоты в config.txt может помочь.
Использование ввода-вывода общего назначения (GPIO) во время загрузки
Внутренняя загрузка Raspberry Pi CM 4S начинается с внутреннего последовательного периферийного интерфейса (SPI) с электронно-стираемой программируемой постоянной памяти (EEPROM) с использованием контактов BCM2711 GPIO40 - GPIO43; после завершения загрузки контакты BCM2711 GPIO переключаются на разъем SODIMM и ведут себя так же, как на Raspberry Pi CM 3. Кроме того, если требуется внутрисистемное обновление EEPROM (это не рекомендуется), то контакты GPIO GPIO40 - GPIO43 из BCM2711 возвращаются к подключению к SPI EEPROM, и поэтому эти контакты GPIO на разъеме SODIMM больше не контролируются BCM2711 во время процесса обновления.
Поведение GPIO при первоначальном включении питания
Линии GPIO могут иметь очень короткую точку во время запуска, когда они не подтянуты ни к низкому, ни к высокому уровню, что делает их поведение непредсказуемым. Это недетерминированное поведение может различаться между CM3 и CM4S, а также с вариациями партии чипов на одном и том же устройстве. В большинстве случаев использования это не влияет на использование, однако, если у вас есть затвор MOSFET, подключенный к трехстабильному GPIO, это может привести к риску возникновения паразитных емкостей, удерживающих вольты и включающих любое подключенное нижестоящее устройство. Хорошей практикой является обеспечение того, чтобы резистор утечки затвора на землю был включен в конструкцию платы, независимо от того, используется ли CM3 или CM4S, чтобы эти емкостные заряды отводились.
Рекомендуемые значения резистора составляют от 10 кОм до 100 кОм.
Отключение eMMC
На Raspberry Pi CM 3 EMMC_Disable_N электрически блокирует доступ сигналов к eMMC. На Raspberry Pi CM 4S этот сигнал считывается во время загрузки, чтобы решить, следует ли использовать eMMC или USB для загрузки. Это изменение должно быть прозрачным для большинства приложений.
EEPROM_WP_N
Raspberry Pi CM 4S загружается со встроенной EEPROM, которая программируется во время производства. EEPROM имеет функцию защиты от записи, которую можно включить с помощью программного обеспечения. Также предусмотрен внешний вывод для поддержки защиты от записи. Этот вывод на выводах SODIMM был заземляющим, поэтому по умолчанию, если защита от записи включена с помощью программного обеспечения, EEPROM защищена от записи. Не рекомендуется обновлять EEPROM в полевых условиях. После завершения разработки системы EEPROM следует защитить от записи с помощью программного обеспечения, чтобы предотвратить изменения в полевых условиях.
Требуются изменения в программном обеспечении
Если вы используете полностью обновленную ОС Raspberry Pi, то изменения в программном обеспечении, необходимые при переходе между любыми платами Raspberry Pi Ltd, минимальны; система автоматически определяет, какая плата запущена, и соответствующим образом настраивает операционную систему. Так, напримерampИтак, вы можете перенести образ ОС с Raspberry Pi CM 3+ на Raspberry Pi CM 4S, и он должен работать без изменений.
ПРИМЕЧАНИЕ
Вам следует убедиться, что ваша установка Raspberry Pi OS актуальна, пройдя стандартный механизм обновления. Это гарантирует, что все прошивки и программное обеспечение ядра подходят для используемого устройства.
Если вы разрабатываете собственную минимальную сборку ядра или вносите какие-либо изменения в загрузочную папку, то в некоторых областях вам может потребоваться убедиться, что вы используете правильные настройки, оверлеи и драйверы.
Хотя использование обновленной ОС Raspberry Pi должно означать, что переход будет достаточно прозрачным, для некоторых приложений «голого железа» возможно, что некоторые адреса памяти изменились и потребуется перекомпиляция приложения. Более подробную информацию о дополнительных функциях BCM2711 и адресах регистров см. в документации по периферийным устройствам BCM2711.
Обновление прошивки на старой системе
В некоторых случаях может быть невозможно обновить образ до последней версии ОС Raspberry Pi. Однако для корректной работы платы CM4S все равно потребуется обновленная прошивка. У Raspberry Pi Ltd есть whitepaper, в котором подробно описывается обновление прошивки, однако, вкратце, процесс выглядит следующим образом:
Загрузить прошивку files из следующего места: https://github.com/raspberrypi/firmware/archive/refs/heads/stable.zip
Этот почтовый индекс file содержит несколько различных элементов, но те, которые нас интересуют в данный моментtagе находятся в загрузочной папке.
Программно-аппаратные средства fileимеют имена в форме start*.elf и связанную с ними поддержку files исправление*.dat.
Основной принцип — скопировать требуемый старт и исправление. files из этого почтового индекса file для замены одноименного files на образе целевой операционной системы. Точный процесс будет зависеть от того, как была настроена операционная система, но как примерample, вот как это будет сделано в образе ОС Raspberry Pi.
- Извлеките или откройте zip-архив. file чтобы вы могли получить доступ к требуемым files.
- Откройте загрузочную папку на целевом образе ОС (это может быть SD-карта или копия на диске).
- Определите, какие start.elf и fixup.dat fileприсутствуют в целевом образе ОС.
- Скопируйте эти files из zip-архива в целевое изображение.
Теперь изображение готово к использованию на CM4S.
Графика
По умолчанию Raspberry Pi CM 1–3+ использует устаревший графический стек, тогда как Raspberry Pi CM 4S использует графический стек KMS.
Хотя на Raspberry Pi CM 4S можно использовать устаревший графический стек, он не поддерживает 3D-ускорение, поэтому рекомендуется перейти на KMS.
HDMI
В то время как BCM2711 имеет два порта HDMI, на Raspberry Pi CM 0S доступен только HDMI-4, и он может работать на частоте до 4Kp60. Все остальные интерфейсы отображения (DSI, DPI и композитный) остались без изменений.
Raspberry Pi является торговой маркой Raspberry Pi Ltd.
Малина Пи ООО
Документы/Ресурсы
 |
Вычислительный модуль Raspberry Pi CM 1 4S [pdf] Руководство пользователя CM 1, CM 1 4S Compute Module, 4S Compute Module, Compute Module, Модуль |
