Výpočetní modul Raspberry Pi CM 1 4S
Informace o produktu
Specifikace
- Funkce: Procesor
- Paměť s náhodným přístupem: 1 GB
- Vestavěná paměť MultiMediaCard (eMMC): 0/8/16/32 GB
- Ethernet: Ano
- Univerzální sériová sběrnice (USB): Ano
- HDMI: Ano
- Form Factor: SODIMM
Návod k použití produktu
Přechod z výpočetního modulu 1/3 na výpočetní modul 4S
Pokud přecházíte z Raspberry Pi Compute Module (CM) 1 nebo 3 na Raspberry Pi CM 4S, postupujte takto:
- Ujistěte se, že máte kompatibilní bitovou kopii operačního systému (OS) Raspberry Pi pro novou platformu.
- Pokud používáte vlastní jádro, review a upravte jej pro kompatibilitu s novým hardwarem.
- Zvažte změny hardwaru popsané v příručce pro rozdíly mezi modely.
Podrobnosti o napájení
Ujistěte se, že používáte vhodný napájecí zdroj, který splňuje požadavky na napájení Raspberry Pi CM 4S, abyste předešli jakýmkoli problémům.
Všeobecné využití I/O (GPIO) během spouštění
Pochopte chování GPIO během bootování, abyste zajistili správnou inicializaci a fungování připojených periferií nebo příslušenství.
Často kladené otázky (FAQ)
Otázka: Mohu použít CM 1 nebo CM 3 v paměťovém slotu jako zařízení SODIMM?
Odpověď: Ne, tato zařízení nelze použít v paměťovém slotu jako zařízení SODIMM. Tvarový faktor je speciálně navržen pro kompatibilitu s modely Raspberry Pi CM.
Zavedení
Tento whitepaper je určen pro ty, kteří chtějí přejít z používání Raspberry Pi Compute Module (CM) 1 nebo 3 na Raspberry Pi CM 4S. Existuje několik důvodů, proč by to mohlo být žádoucí:
- Větší výpočetní výkon
- Více paměti
- Výstup s vyšším rozlišením až 4Kp60
- Lepší dostupnost
- Delší životnost produktu (naposledy koupit nejdříve v lednu 2028)
Z hlediska softwaru je přechod z Raspberry Pi CM 1/3 na Raspberry Pi CM 4S relativně bezbolestný, protože obraz operačního systému (OS) Raspberry Pi by měl fungovat na všech platformách. Pokud však používáte vlastní jádro, bude třeba při přesunu zvážit některé věci. Hardwarové změny jsou značné a rozdíly jsou popsány v další části.
Terminologie
Starší grafický zásobník: Grafický zásobník plně implementovaný v blobu firmwaru VideoCore s rozhraním pro programování aplikací shim vystaveným jádru. To se od uvedení na trh používá na většině zařízení Raspberry Pi Ltd Pi, ale postupně je nahrazováno (F)KMS/DRM.
FKMS: Nastavení režimu falešného jádra. Zatímco firmware stále ovládá hardware nízké úrovně (napřampporty HDMI, sériové rozhraní displeje atd.), v samotném jádře jsou použity standardní linuxové knihovny.
KMS: Úplný ovladač nastavení režimu jádra. Řídí celý proces zobrazení, včetně přímé komunikace s hardwarem bez zásahu firmwaru.
DRM: Direct Rendering Manager, subsystém linuxového jádra používaný ke komunikaci s grafickými procesorovými jednotkami. Používá se ve spolupráci s FKMS a KMS.
Porovnání výpočetních modulů
Funkční rozdíly
Následující tabulka poskytuje určitou představu o základních elektrických a funkčních rozdílech mezi modely.
| Funkce | CM 1 | CM 3/3+ | CM 4S |
| Procesor | BCM2835 | BCM2837 | BCM2711 |
| Paměť s náhodným přístupem | 512 MB | 1 GB | 1 GB |
| Vestavěná paměť MultiMediaCard (eMMC). | — | 0/8/16/32 GB | 0/8/16/32 GB |
| Ethernet | Žádný | Žádný | Žádný |
| Univerzální sériová sběrnice (USB) | 1× USB 2.0 | 1× USB 2.0 | 1× USB 2.0 |
| HDMI | 1 × 1080p60 | 1 × 1080p60 | 1 × 4K |
| Tvarový faktor | SODIMM | SODIMM | SODIMM |
Fyzické rozdíly
Formát Raspberry Pi CM 1, CM 3/3+ a CM 4S je založen na konektoru SODIMM (dual inline memory module) s malým obrysem. To poskytuje fyzicky kompatibilní cestu upgradu mezi těmito zařízeními.
POZNÁMKA
Tato zařízení nelze použít v paměťovém slotu jako zařízení SODIMM.
Podrobnosti napájení
Raspberry Pi CM 3 vyžaduje externí 1.8V napájecí zdroj (PSU). Raspberry Pi CM 4S již nepoužívá externí 1.8V lištu PSU, takže tyto piny na Raspberry Pi CM 4S již nejsou připojeny. To znamená, že budoucí základní desky nebudou vyžadovat instalaci regulátoru, což zjednodušuje postupné zapínání. Pokud již existující desky mají +1.8V PSU, Raspberry Pi CM 4S se nestane žádnou újmou.
Raspberry Pi CM 3 používá systém BCM2837 na čipu (SoC), zatímco CM 4S používá nový SoC BCM2711. BCM2711 má k dispozici podstatně více výpočetního výkonu, takže je možné, skutečně pravděpodobné, že spotřebuje více energie. Pokud je to problém, může pomoci omezení maximální rychlosti hodin v config.txt.
Obecné využití I/O (GPIO) během spouštění
Interní bootování Raspberry Pi CM 4S začíná z interního sériového periferního rozhraní (SPI) elektronicky mazatelné programovatelné paměti pouze pro čtení (EEPROM) pomocí pinů BCM2711 GPIO40 až GPIO43; jakmile je bootování dokončeno, BCM2711 GPIO jsou přepnuty na SODIMM konektor a chovají se tak jako na Raspberry Pi CM 3. Také, pokud je vyžadována in-systémová aktualizace EEPROM (to se nedoporučuje), pak se GPIO piny GPIO40 až GPIO43 z BCM2711 vrátí do připojení k SODIMM, takže tyto piny SPIMM již nejsou na EEPROM BCM2711 během procesu upgradu.
Chování GPIO při prvním zapnutí
Linky GPIO mohou mít během spouštění velmi krátký bod, kdy nejsou taženy nízko nebo vysoko, takže jejich chování je nepředvídatelné. Toto nedeterministické chování se může lišit mezi CM3 a CM4S a také s variacemi šarže čipů na stejném zařízení. Ve většině případů použití to nemá žádný vliv na použití, ale pokud máte bránu MOSFET připojenou k třístavovému GPIO, mohlo by to riskovat jakékoli bludné kapacity držící volty a zapnutí jakéhokoli připojeného zařízení po proudu. Je dobrou praxí zajistit, aby byl do návrhu desky začleněn odpor uzemnění hradla, ať už používáte CM3 nebo CM4S, aby byly tyto kapacitní náboje odváděny pryč.
Doporučené hodnoty odporu jsou mezi 10K a 100K.
Deaktivace eMMC
Na Raspberry Pi CM 3 EMMC_Disable_N elektricky brání signálům v přístupu k eMMC. Na Raspberry Pi CM 4S je tento signál čten během bootování, aby se rozhodlo, zda má být pro bootování použito eMMC nebo USB. Tato změna by měla být transparentní pro většinu aplikací.
EEPROM_WP_N
Raspberry Pi CM 4S se spouští z integrované paměti EEPROM, která je naprogramována při výrobě. EEPROM má funkci ochrany proti zápisu, kterou lze aktivovat pomocí softwaru. K dispozici je také externí kolík pro podporu ochrany proti zápisu. Tento kolík na pinu SODIMM byl zemnící kolík, takže pokud je ochrana proti zápisu povolena prostřednictvím softwaru, je ve výchozím nastavení EEPROM chráněna proti zápisu. Nedoporučuje se aktualizovat EEPROM na místě. Jakmile je vývoj systému dokončen, EEPROM by měla být chráněna proti zápisu pomocí softwaru, aby se zabránilo změnám v terénu.
Nutné změny softwaru
Pokud používáte plně aktualizovaný operační systém Raspberry Pi, změny softwaru potřebné při přechodu mezi deskami Raspberry Pi Ltd jsou minimální; systém automaticky detekuje, která deska běží, a nastaví odpovídajícím způsobem operační systém. Takže napřample, můžete přesunout svůj obraz OS z Raspberry Pi CM 3+ na Raspberry Pi CM 4S a mělo by to fungovat beze změn.
POZNÁMKA
Měli byste se ujistit, že vaše instalace operačního systému Raspberry Pi je aktuální tím, že projdete standardním aktualizačním mechanismem. Tím zajistíte, že veškerý firmware a software jádra jsou vhodné pro používané zařízení.
Pokud vyvíjíte své vlastní minimální sestavení jádra nebo máte nějaké úpravy v zaváděcí složce, mohou existovat oblasti, kde budete muset zajistit, že používáte správné nastavení, překryvy a ovladače.
Zatímco použití aktualizovaného operačního systému Raspberry Pi by mělo znamenat, že přechod je poměrně transparentní, u některých aplikací typu „holého kovu“ je možné, že se některé adresy paměti změnily a je vyžadována rekompilace aplikace. Další podrobnosti o dalších funkcích BCM2711 a adresách registrů naleznete v dokumentaci periferních zařízení BCM2711.
Aktualizace firmwaru na starším systému
Za určitých okolností nemusí být možné aktualizovat obrázek na nejnovější verzi operačního systému Raspberry Pi. Deska CM4S však bude stále potřebovat aktualizovaný firmware, aby správně fungovala. K dispozici je whitepaper od Raspberry Pi Ltd, který podrobně popisuje aktualizaci firmwaru, ale stručně řečeno, proces je následující:
Stáhněte si firmware files z následujícího umístění: https://github.com/raspberrypi/firmware/archive/refs/heads/stable.zip
Tento zip file obsahuje několik různých položek, ale ty, které nás na tomto stage jsou ve spouštěcí složce.
Firmware files mají názvy ve tvaru start*.elf a jejich přidruženou podporu files opravou*.dat.
Základním principem je zkopírovat požadovaný start a opravu filez tohoto zipu file nahradit stejnojmenné files na obrazu cílového operačního systému. Přesný proces bude záviset na tom, jak byl operační systém nastaven, ale jako example, takto by se to udělalo na obrazu operačního systému Raspberry Pi.
- Vytáhněte nebo otevřete zip file takže máte přístup k požadovanému files.
- Otevřete spouštěcí složku v cílovém obrazu operačního systému (může to být na SD kartě nebo kopii na disku).
- Určete, které start.elf a fixup.dat files jsou přítomny na obrazu cílového operačního systému.
- Zkopírujte je files z archivu zip do cílového obrázku.
Obrázek by nyní měl být připraven k použití na CM4S.
Grafika
Ve výchozím nastavení používá Raspberry Pi CM 1–3+ starší grafický zásobník, zatímco Raspberry Pi CM 4S používá grafický zásobník KMS.
I když je možné použít starší grafický zásobník na Raspberry Pi CM 4S, nepodporuje 3D akceleraci, takže se doporučuje přejít na KMS.
HDMI
Zatímco BCM2711 má dva porty HDMI, na Raspberry Pi CM 0S je k dispozici pouze HDMI-4, který lze ovládat až do 4Kp60. Všechna ostatní rozhraní displeje (DSI, DPI a kompozitní) jsou beze změny.
Raspberry Pi je ochranná známka společnosti Raspberry Pi Ltd
Raspberry Pi Ltd
Dokumenty / zdroje
 |
Výpočetní modul Raspberry Pi CM 1 4S [pdfUživatelská příručka CM 1, CM 1 4S výpočetní modul, 4S výpočetní modul, výpočetní modul, modul |
