Υπολογιστική μονάδα Raspberry Pi CM 1 4S
Πληροφορίες προϊόντος
Προδιαγραφές
- Χαρακτηριστικό: Επεξεργαστής
- Μνήμη τυχαίας πρόσβασης: 1 GB
- Ενσωματωμένη Μνήμη MultiMediaCard (eMMC): 0/8/16/32 GB
- Ethernet: Ναί
- Universal Serial Bus (USB): Ναί
- HDMI: Ναί
- Παράγοντας μορφής: SODIMM
Οδηγίες χρήσης προϊόντος
Μετάβαση από το Compute Module 1/3 στο Compute Module 4S
Εάν κάνετε μετάβαση από το Raspberry Pi Compute Module (CM) 1 ή 3 σε ένα Raspberry Pi CM 4S, ακολουθήστε αυτά τα βήματα:
- Βεβαιωθείτε ότι έχετε μια συμβατή εικόνα λειτουργικού συστήματος (OS) Raspberry Pi για τη νέα πλατφόρμα.
- Εάν χρησιμοποιείτε προσαρμοσμένο πυρήνα, ρεview και προσαρμόστε το για συμβατότητα με το νέο υλικό.
- Εξετάστε τις αλλαγές υλικού που περιγράφονται στο εγχειρίδιο για διαφορές μεταξύ των μοντέλων.
Λεπτομέρειες τροφοδοτικού
Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε ένα κατάλληλο τροφοδοτικό που πληροί τις απαιτήσεις ισχύος του Raspberry Pi CM 4S για να αποφύγετε τυχόν προβλήματα.
Χρήση I/O γενικής χρήσης (GPIO) κατά την εκκίνηση
Κατανοήστε τη συμπεριφορά του GPIO κατά την εκκίνηση για να διασφαλίσετε τη σωστή προετοιμασία και λειτουργία των συνδεδεμένων περιφερειακών ή αξεσουάρ.
Συχνές Ερωτήσεις (FAQ)
Ε: Μπορώ να χρησιμοποιήσω ένα CM 1 ή ένα CM 3 σε μια υποδοχή μνήμης ως συσκευή SODIMM;
Α: Όχι, αυτές οι συσκευές δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υποδοχή μνήμης ως συσκευή SODIMM. Ο παράγοντας μορφής έχει σχεδιαστεί ειδικά για συμβατότητα με τα μοντέλα Raspberry Pi CM.
Εισαγωγή
Αυτή η λευκή βίβλος είναι για όσους επιθυμούν να μετακινηθούν από τη χρήση μιας υπολογιστικής μονάδας Raspberry Pi (CM) 1 ή 3 σε ένα Raspberry Pi CM 4S. Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για τους οποίους αυτό μπορεί να είναι επιθυμητό:
- Μεγαλύτερη υπολογιστική ισχύς
- Περισσότερη μνήμη
- Έξοδος υψηλότερης ανάλυσης έως 4Kp60
- Καλύτερη διαθεσιμότητα
- Μεγαλύτερη διάρκεια ζωής προϊόντος (τελευταία αγορά όχι πριν από τον Ιανουάριο του 2028)
Από άποψη λογισμικού, η μετάβαση από το Raspberry Pi CM 1/3 στο Raspberry Pi CM 4S είναι σχετικά ανώδυνη, καθώς μια εικόνα του λειτουργικού συστήματος (OS) Raspberry Pi θα πρέπει να λειτουργεί σε όλες τις πλατφόρμες. Εάν, ωστόσο, χρησιμοποιείτε έναν προσαρμοσμένο πυρήνα, ορισμένα πράγματα θα πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά τη μετακίνηση. Οι αλλαγές υλικού είναι σημαντικές και οι διαφορές περιγράφονται σε επόμενη ενότητα.
Ορολογία
Στοίβα γραφικών παλαιού τύπου: Μια στοίβα γραφικών πλήρως ενσωματωμένη στο υλικολογισμικό VideoCore με μια διεπαφή προγραμματισμού εφαρμογών shim εκτεθειμένη στον πυρήνα. Αυτό είναι αυτό που χρησιμοποιείται στην πλειονότητα των συσκευών Raspberry Pi Ltd Pi από την κυκλοφορία, αλλά σταδιακά αντικαθίσταται από (F)KMS/DRM.
FKMS: Ρύθμιση λειτουργίας ψεύτικου πυρήνα. Ενώ το υλικολογισμικό εξακολουθεί να ελέγχει το υλικό χαμηλού επιπέδου (π.χampαπό τις θύρες HDMI, τη σειριακή διεπαφή οθόνης κ.λπ.), οι τυπικές βιβλιοθήκες Linux χρησιμοποιούνται στον ίδιο τον πυρήνα.
KMS: Το πλήρες πρόγραμμα οδήγησης ρύθμισης λειτουργίας πυρήνα. Ελέγχει ολόκληρη τη διαδικασία εμφάνισης, συμπεριλαμβανομένης της απευθείας συνομιλίας με το υλικό χωρίς αλληλεπίδραση υλικολογισμικού.
DRM: Direct Rendering Manager, ένα υποσύστημα του πυρήνα Linux που χρησιμοποιείται για την επικοινωνία με μονάδες γραφικής επεξεργασίας. Χρησιμοποιείται σε συνεργασία με την FKMS και την KMS.
Σύγκριση Υπολογιστικής Μονάδας
Λειτουργικές διαφορές
Ο παρακάτω πίνακας δίνει κάποια ιδέα για τις βασικές ηλεκτρικές και λειτουργικές διαφορές μεταξύ των μοντέλων.
| Χαρακτηριστικό | CM 1 | CM 3/3+ | CM 4S |
| Επεξεργαστής | BCM2835 | BCM2837 | BCM2711 |
| Μνήμη τυχαίας πρόσβασης | 512 MB | 1 GB | 1 GB |
| Ενσωματωμένη μνήμη MultiMediaCard (eMMC). | — | 0/8/16/32 GB | 0/8/16/32 GB |
| Ethernet | Κανένας | Κανένας | Κανένας |
| Universal Serial Bus (USB) | 1 × USB 2.0 | 1 × USB 2.0 | 1 × USB 2.0 |
| HDMI | 1 × 1080 p60 | 1 × 1080 p60 | 1 × 4Κ |
| Παράγοντας μορφής | SODIMM | SODIMM | SODIMM |
Φυσικές διαφορές
Ο παράγοντας μορφής Raspberry Pi CM 1, CM 3/3+ και CM 4S βασίζεται σε μια υποδοχή διπλής ενσωματωμένης μονάδας μνήμης (SODIMM) μικρού περιγράμματος. Αυτό παρέχει μια φυσικά συμβατή διαδρομή αναβάθμισης μεταξύ αυτών των συσκευών.
ΣΗΜΕΙΩΜΑ
Αυτές οι συσκευές δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μια υποδοχή μνήμης ως συσκευή SODIMM.
Λεπτομέρειες τροφοδοσίας
Το Raspberry Pi CM 3 απαιτεί εξωτερική μονάδα τροφοδοσίας 1.8 V (PSU). Το Raspberry Pi CM 4S δεν χρησιμοποιεί πλέον εξωτερική ράγα τροφοδοτικού 1.8 V, επομένως αυτές οι ακίδες στο Raspberry Pi CM 4S δεν είναι πλέον συνδεδεμένες. Αυτό σημαίνει ότι οι μελλοντικές σανίδες βάσης δεν θα χρειάζονται την τοποθέτηση του ρυθμιστή, γεγονός που απλοποιεί την αλληλουχία ενεργοποίησης. Εάν οι υπάρχουσες πλακέτες διαθέτουν ήδη τροφοδοτικό +1.8 V, δεν θα προκληθεί βλάβη στο Raspberry Pi CM 4S.
Το Raspberry Pi CM 3 χρησιμοποιεί ένα σύστημα BCM2837 σε ένα τσιπ (SoC), ενώ το CM 4S χρησιμοποιεί το νέο SoC BCM2711. Το BCM2711 έχει σημαντικά μεγαλύτερη διαθέσιμη επεξεργαστική ισχύ, επομένως είναι πιθανό, πράγματι, να καταναλώνει περισσότερη ισχύ. Εάν αυτό είναι ανησυχητικό, ο περιορισμός του μέγιστου ρυθμού ρολογιού στο config.txt μπορεί να βοηθήσει.
Χρήση I/O γενικής χρήσης (GPIO) κατά την εκκίνηση
Η εσωτερική εκκίνηση του Raspberry Pi CM 4S ξεκινά από μια εσωτερική σειριακή περιφερειακή διασύνδεση (SPI) με δυνατότητα ηλεκτρονικής διαγραφής προγραμματιζόμενης μνήμης μόνο για ανάγνωση (EEPROM) χρησιμοποιώντας τις ακίδες BCM2711 GPIO40 έως GPIO43. μόλις ολοκληρωθεί η εκκίνηση, τα GPIO BCM2711 αλλάζουν στην υποδοχή SODIMM και έτσι συμπεριφέρονται όπως στο Raspberry Pi CM 3. Επίσης, εάν απαιτείται αναβάθμιση στο σύστημα του EEPROM (αυτό δεν συνιστάται), τότε οι ακίδες GPIO συνδέουν το GPIO40 στο GPIO43 από το BCM2711 επιστρέψτε στη σύνδεση με το SPI EEPROM και έτσι αυτά Οι ακίδες GPIO στην υποδοχή SODIMM δεν ελέγχονται πλέον από το BCM2711 κατά τη διαδικασία αναβάθμισης.
Συμπεριφορά GPIO κατά την αρχική ενεργοποίηση
Οι γραμμές GPIO μπορεί να έχουν ένα πολύ σύντομο σημείο κατά την εκκίνηση όπου δεν έλκονται χαμηλά ή ψηλά, καθιστώντας έτσι τη συμπεριφορά τους απρόβλεπτη. Αυτή η μη ντετερμινιστική συμπεριφορά μπορεί να διαφέρει μεταξύ του CM3 και του CM4S, καθώς και με παραλλαγές παρτίδας τσιπ στην ίδια συσκευή. Στην πλειονότητα των περιπτώσεων χρήσης, αυτό δεν έχει καμία επίδραση στη χρήση, ωστόσο, εάν έχετε μια πύλη MOSFET συνδεδεμένη σε ένα GPIO τριών καταστάσεων, αυτό θα μπορούσε να κινδυνεύσει τυχόν αδέσποτες χωρητικότητες που συγκρατούν βολτ και ενεργοποιούν οποιαδήποτε συνδεδεμένη συσκευή κατάντη. Είναι καλή πρακτική να διασφαλίζετε ότι μια αντίσταση εξαέρωσης πύλης στη γείωση έχει ενσωματωθεί στη σχεδίαση της πλακέτας, είτε χρησιμοποιείται CM3 είτε CM4S, έτσι ώστε αυτά τα χωρητικά φορτία να απομακρύνονται.
Οι προτεινόμενες τιμές για την αντίσταση είναι μεταξύ 10K και 100K.
Απενεργοποίηση eMMC
Στο Raspberry Pi CM 3, το EMMC_Disable_N αποτρέπει ηλεκτρικά τα σήματα από την πρόσβαση στο eMMC. Στο Raspberry Pi CM 4S αυτό το σήμα διαβάζεται κατά την εκκίνηση για να αποφασιστεί εάν το eMMC ή το USB θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί για την εκκίνηση. Αυτή η αλλαγή θα πρέπει να είναι διαφανής για τις περισσότερες εφαρμογές.
EEPROM_WP_N
Οι μπότες Raspberry Pi CM 4S προέρχονται από μια ενσωματωμένη EEPROM που έχει προγραμματιστεί κατά την κατασκευή. Το EEPROM διαθέτει δυνατότητα προστασίας εγγραφής που μπορεί να ενεργοποιηθεί μέσω λογισμικού. Παρέχεται επίσης ένας εξωτερικός ακροδέκτης για υποστήριξη προστασίας εγγραφής. Αυτή η ακίδα στο pinout SODIMM ήταν μια ακίδα γείωσης, επομένως από προεπιλογή, εάν η προστασία εγγραφής είναι ενεργοποιημένη μέσω λογισμικού, η EEPROM προστατεύεται από εγγραφή. Δεν συνιστάται η ενημέρωση του EEPROM επί τόπου. Μόλις ολοκληρωθεί η ανάπτυξη ενός συστήματος, το EEPROM θα πρέπει να προστατεύεται από εγγραφή μέσω λογισμικού για να αποτρέπονται αλλαγές στο πεδίο.
Απαιτούνται αλλαγές λογισμικού
Εάν χρησιμοποιείτε ένα πλήρως ενημερωμένο λειτουργικό σύστημα Raspberry Pi, τότε οι αλλαγές λογισμικού που απαιτούνται όταν μετακινείστε μεταξύ οποιωνδήποτε πλακών Raspberry Pi Ltd είναι ελάχιστες. το σύστημα εντοπίζει αυτόματα ποια πλακέτα εκτελείται και θα ρυθμίσει κατάλληλα το λειτουργικό σύστημα. Έτσι, για π.χampΜπορείτε να μετακινήσετε την εικόνα του λειτουργικού σας συστήματος από ένα Raspberry Pi CM 3+ σε ένα Raspberry Pi CM 4S και θα πρέπει να λειτουργεί χωρίς αλλαγές.
ΣΗΜΕΙΩΜΑ
Θα πρέπει να βεβαιωθείτε ότι η εγκατάσταση του Raspberry Pi OS είναι ενημερωμένη περνώντας από τον τυπικό μηχανισμό ενημέρωσης. Αυτό θα διασφαλίσει ότι όλο το λογισμικό υλικολογισμικού και πυρήνα είναι κατάλληλο για τη συσκευή που χρησιμοποιείται.
Εάν αναπτύσσετε τη δική σας ελάχιστη κατασκευή πυρήνα ή έχετε οποιεσδήποτε προσαρμογές στον φάκελο εκκίνησης, τότε ενδέχεται να υπάρχουν ορισμένες περιοχές όπου θα πρέπει να βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε τη σωστή ρύθμιση, επικαλύψεις και προγράμματα οδήγησης.
Ενώ χρησιμοποιείτε ένα ενημερωμένο λειτουργικό σύστημα Raspberry Pi θα πρέπει να σημαίνει ότι η μετάβαση είναι αρκετά διαφανής, για ορισμένες εφαρμογές "γυμνό μέταλλο" είναι πιθανό ορισμένες διευθύνσεις μνήμης να έχουν αλλάξει και να απαιτείται εκ νέου μεταγλώττιση της εφαρμογής. Ανατρέξτε στην τεκμηρίωση περιφερειακών BCM2711 για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τις επιπλέον δυνατότητες του BCM2711 και καταχωρήστε διευθύνσεις.
Ενημέρωση υλικολογισμικού σε παλαιότερο σύστημα
Σε ορισμένες περιπτώσεις, ενδέχεται να μην είναι δυνατή η ενημέρωση μιας εικόνας στην πιο πρόσφατη έκδοση του Raspberry Pi OS. Ωστόσο, η πλακέτα CM4S θα εξακολουθεί να χρειάζεται ενημερωμένο υλικολογισμικό για να λειτουργεί σωστά. Υπάρχει μια λευκή βίβλος διαθέσιμη από την Raspberry Pi Ltd η οποία περιγράφει την ενημέρωση του υλικολογισμικού λεπτομερώς, ωστόσο, εν συντομία, η διαδικασία είναι η εξής:
Κατεβάστε το υλικολογισμικό files από την ακόλουθη τοποθεσία: https://github.com/raspberrypi/firmware/archive/refs/heads/stable.zip
Αυτό το φερμουάρ file περιέχει πολλά διαφορετικά αντικείμενα, αλλά αυτά που μας ενδιαφέρουν σε αυτό το stage βρίσκονται στο φάκελο εκκίνησης.
Το firmware files έχουν ονόματα της φόρμας start*.elf και της σχετικής υποστήριξής τους files fixup*.dat.
Η βασική αρχή είναι να αντιγράψετε την απαιτούμενη εκκίνηση και επιδιόρθωση files από αυτό το φερμουάρ file σε αντικατάσταση του ίδιου files στην εικόνα του συστήματος λειτουργίας προορισμού. Η ακριβής διαδικασία θα εξαρτηθεί από το πώς έχει ρυθμιστεί το λειτουργικό σύστημα, αλλά ως πρώηνampΛοιπόν, έτσι θα γινόταν σε μια εικόνα του Raspberry Pi OS.
- Εξάγετε ή ανοίξτε το φερμουάρ file ώστε να έχετε πρόσβαση στα απαιτούμενα files.
- Ανοίξτε το φάκελο εκκίνησης στην εικόνα του λειτουργικού συστήματος προορισμού (αυτό μπορεί να είναι σε κάρτα SD ή αντίγραφο που βασίζεται σε δίσκο).
- Προσδιορίστε ποια start.elf και fixup.dat files υπάρχουν στην εικόνα του λειτουργικού συστήματος προορισμού.
- Αντιγράψτε τα files από το αρχείο zip στην εικόνα προορισμού.
Η εικόνα θα πρέπει τώρα να είναι έτοιμη για χρήση στο CM4S.
Γραφικά
Από προεπιλογή, το Raspberry Pi CM 1–3+ χρησιμοποιεί τη στοίβα γραφικών παλαιού τύπου, ενώ το Raspberry Pi CM 4S χρησιμοποιεί τη στοίβα γραφικών KMS.
Αν και είναι δυνατή η χρήση της παλαιού τύπου στοίβα γραφικών στο Raspberry Pi CM 4S, αυτό δεν υποστηρίζει επιτάχυνση 3D, επομένως συνιστάται η μετάβαση στο KMS.
HDMI
Ενώ το BCM2711 έχει δύο θύρες HDMI, μόνο το HDMI-0 είναι διαθέσιμο στο Raspberry Pi CM 4S και μπορεί να οδηγηθεί σε έως και 4Kp60. Όλες οι άλλες διεπαφές οθόνης (DSI, DPI και composite) παραμένουν αμετάβλητες.
Το Raspberry Pi είναι εμπορικό σήμα της Raspberry Pi Ltd
Raspberry Pi Ltd
Έγγραφα / Πόροι
 |
Υπολογιστική μονάδα Raspberry Pi CM 1 4S [pdf] Οδηγός χρήστη CM 1, CM 1 4S Compute Module, 4S Compute Module, Compute Module, Module |
