Módulo de cómputo Raspberry Pi CM 1 4S

Información del producto

Presupuesto

• Característica: Procesador
• Memoria de acceso aleatorio: 1 GB
• Memoria eMMC (MultiMediaCard integrada): 0/8/16/32 GB
• Ethernet: Sí
• Bus serie universal (USB): Sí
• HDMI: Sí
• Factor de forma: Memoria SODIMM

Instrucciones de uso del producto

Transición del módulo de cómputo 1/3 al módulo de cómputo 4S
Si está realizando la transición del módulo de cómputo (CM) 1 o 3 de Raspberry Pi a un CM 4S de Raspberry Pi, siga estos pasos:

1. Asegúrese de tener una imagen de sistema operativo (SO) Raspberry Pi compatible con la nueva plataforma.
2. Si utiliza un kernel personalizado, vuelva aview y ajustarlo para que sea compatible con el nuevo hardware.
3. Tenga en cuenta los cambios de hardware descritos en el manual para conocer las diferencias entre los modelos.

Detalles de la fuente de alimentación
Asegúrese de utilizar una fuente de alimentación adecuada que cumpla con los requisitos de energía del Raspberry Pi CM 4S para evitar problemas.

Uso de E/S de propósito general (GPIO) durante el arranque
Comprenda el comportamiento de GPIO durante el arranque para garantizar la inicialización y el funcionamiento adecuados de los periféricos o accesorios conectados.

Preguntas frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo utilizar un CM 1 o CM 3 en una ranura de memoria como un dispositivo SODIMM?
R: No, estos dispositivos no se pueden utilizar en una ranura de memoria como dispositivo SODIMM. El formato está diseñado específicamente para ser compatible con los modelos Raspberry Pi CM.

Introducción

Este informe técnico está dirigido a quienes deseen dejar de usar un módulo de cómputo (CM) 1 o 3 de Raspberry Pi y pasarse a un CM 4S de Raspberry Pi. Existen varias razones por las que esto podría ser conveniente:

• Mayor potencia de cálculo
• Más memoria
• Salida de mayor resolución hasta 4Kp60
• Mejor disponibilidad
• Mayor vida útil del producto (la última compra no se realizó antes de enero de 2028)

Desde una perspectiva de software, la transición de Raspberry Pi CM 1/3 a Raspberry Pi CM 4S es relativamente sencilla, ya que una imagen del sistema operativo (SO) de Raspberry Pi debería funcionar en todas las plataformas. Sin embargo, si está utilizando un núcleo personalizado, deberá tener en cuenta algunas cosas al realizar la transición. Los cambios de hardware son considerables y las diferencias se describen en una sección posterior.

Terminología
Pila de gráficos heredada: una pila de gráficos completamente implementada en el blob de firmware de VideoCore con una interfaz de programación de aplicaciones shim expuesta al núcleo. Esto es lo que se ha utilizado en la mayoría de los dispositivos Pi de Raspberry Pi Ltd desde su lanzamiento, pero gradualmente se está reemplazando por (F)KMS/DRM.
FKMS: Configuración de modo kernel falso. Mientras que el firmware aún controla el hardware de bajo nivel (por ejemplo,amp(por ejemplo, los puertos HDMI, la interfaz serial de pantalla, etc.), las bibliotecas estándar de Linux se utilizan en el propio kernel.
KMS: controlador de configuración de modo kernel completo. Controla todo el proceso de visualización, incluida la comunicación directa con el hardware sin interacción con el firmware.
DRM: Direct Rendering Manager, un subsistema del núcleo Linux que se utiliza para comunicarse con las unidades de procesamiento gráfico. Se utiliza en colaboración con FKMS y KMS.

Comparación de módulos de cómputo

Diferencias funcionales
La siguiente tabla da una idea de las diferencias eléctricas y funcionales básicas entre los modelos.

Característica	CM1	CM3/3+	CM4S
Procesador	BCM2835	BCM2837	BCM2711
Memoria de acceso aleatorio	512 MB	1 GB	1 GB
Memoria MultiMediaCard integrada (eMMC)	—	0/8/16/32 GB	0/8/16/32 GB
Ethernet	Ninguno	Ninguno	Ninguno
Bus serie universal (USB)	1 × USB 2.0	1 × USB 2.0	1 × USB 2.0
HDMI	1 × 1080p60	1 × 1080p60	1 × 4K
Factor de forma	Memoria SODIMM	Memoria SODIMM	Memoria SODIMM

Diferencias físicas
El formato de Raspberry Pi CM 1, CM 3/3+ y CM 4S se basa en un conector de módulo de memoria dual en línea (SODIMM) de pequeño tamaño. Esto proporciona una ruta de actualización físicamente compatible entre estos dispositivos.

NOTA
Estos dispositivos no se pueden utilizar en una ranura de memoria como un dispositivo SODIMM.

Detalles de la fuente de alimentación
La Raspberry Pi CM 3 requiere una fuente de alimentación externa de 1.8 V. La Raspberry Pi CM 4S ya no utiliza un riel de fuente de alimentación externa de 1.8 V, por lo que estos pines de la Raspberry Pi CM 4S ya no están conectados. Esto significa que las placas base futuras no necesitarán el regulador instalado, lo que simplifica la secuencia de encendido. Si las placas existentes ya tienen una fuente de alimentación de +1.8 V, no se producirá ningún daño a la Raspberry Pi CM 4S.
La Raspberry Pi CM 3 utiliza un sistema en chip (SoC) BCM2837, mientras que la CM 4S utiliza el nuevo SoC BCM2711. El BCM2711 tiene una potencia de procesamiento considerablemente mayor, por lo que es posible, de hecho probable, que consuma más energía. Si esto es un problema, limitar la velocidad máxima del reloj en config.txt puede ser de ayuda.

Uso de E/S de propósito general (GPIO) durante el arranque
El arranque interno del Raspberry Pi CM 4S comienza desde una interfaz periférica serial interna (SPI) de memoria de solo lectura programable y borrable electrónicamente (EEPROM) utilizando los pines GPIO2711 a GPIO40 del BCM43; una vez que se completa el arranque, los GPIO del BCM2711 se conmutan al conector SODIMM y, por lo tanto, se comportan como en el Raspberry Pi CM 3. Además, si se requiere una actualización interna del EEPROM (esto no se recomienda), los pines GPIO GPIO40 a GPIO43 del BCM2711 vuelven a estar conectados a la EEPROM SPI y, por lo tanto, estos pines GPIO en el conector SODIMM ya no son controlados por el BCM2711 durante el proceso de actualización.

Comportamiento de GPIO durante el encendido inicial
Las líneas GPIO pueden tener un punto muy breve durante el arranque en el que no se bajan ni se suben, lo que hace que su comportamiento sea impredecible. Este comportamiento no determinista puede variar entre el CM3 y el CM4S, y también con variaciones de lote de chips en el mismo dispositivo. En la mayoría de los casos de uso, esto no tiene ningún efecto sobre el uso, sin embargo, si tiene una compuerta MOSFET conectada a un GPIO triestado, esto podría poner en riesgo cualquier capacitancia parásita que mantenga voltios y encienda cualquier dispositivo conectado aguas abajo. Es una buena práctica asegurarse de que se incorpore una resistencia de purga de compuerta a tierra en el diseño de la placa, ya sea que se use CM3 o CM4S, de modo que se purguen estas cargas capacitivas.
Los valores sugeridos para la resistencia están entre 10K y 100K.

Desactivación de eMMC
En Raspberry Pi CM 3, EMMC_Disable_N impide eléctricamente que las señales accedan a la eMMC. En Raspberry Pi CM 4S, esta señal se lee durante el arranque para decidir si se debe utilizar la eMMC o el USB para el arranque. Este cambio debería ser transparente para la mayoría de las aplicaciones.

Memoria EEPROM_WP_N
El Raspberry Pi CM 4S arranca desde una EEPROM integrada que se programa durante la fabricación. La EEPROM tiene una función de protección contra escritura que se puede habilitar mediante software. También se proporciona un pin externo para admitir la protección contra escritura. Este pin en la distribución de pines de SODIMM era un pin de tierra, por lo que, de manera predeterminada, si la protección contra escritura se habilita mediante software, la EEPROM está protegida contra escritura. No se recomienda que la EEPROM se actualice en el campo. Una vez que se completa el desarrollo de un sistema, la EEPROM debe protegerse contra escritura mediante software para evitar cambios en el campo.

Se requieren cambios de software

Si está utilizando un sistema operativo Raspberry Pi completamente actualizado, los cambios de software necesarios al cambiar de placa Raspberry Pi Ltd son mínimos; el sistema detecta automáticamente qué placa se está ejecutando y configurará el sistema operativo de manera adecuada. Por ejemplo,ampEs decir, puedes mover la imagen de tu sistema operativo desde una Raspberry Pi CM 3+ a una Raspberry Pi CM 4S y debería funcionar sin cambios.

NOTA
Debes asegurarte de que la instalación del sistema operativo de tu Raspberry Pi esté actualizada mediante el mecanismo de actualización estándar. Esto garantizará que todo el firmware y el software del núcleo sean apropiados para el dispositivo en uso.

Si está desarrollando su propia compilación de kernel mínima o tiene alguna personalización en la carpeta de arranque, es posible que haya algunas áreas en las que necesite asegurarse de estar usando la configuración, las superposiciones y los controladores correctos.
Si bien el uso de un sistema operativo Raspberry Pi actualizado debería significar que la transición es bastante transparente, para algunas aplicaciones "bare metal" es posible que algunas direcciones de memoria hayan cambiado y se requiera una recompilación de la aplicación. Consulte la documentación de los periféricos BCM2711 para obtener más detalles sobre las funciones adicionales del BCM2711 y las direcciones de registro.

Actualización del firmware en un sistema más antiguo
En algunas circunstancias, puede que no sea posible actualizar una imagen a la última versión del sistema operativo Raspberry Pi. Sin embargo, la placa CM4S seguirá necesitando un firmware actualizado para funcionar correctamente. Hay un documento técnico disponible de Raspberry Pi Ltd que describe en detalle cómo actualizar el firmware; sin embargo, en resumen, el proceso es el siguiente:

Descargar el firmware files de la siguiente ubicación: https://github.com/raspberrypi/firmware/archive/refs/heads/stable.zip
esta cremallera file contiene varios artículos diferentes, pero los que nos interesan en este momento sontagEstamos en la carpeta de arranque.
El firmware fileLos s tienen nombres del formato start*.elf y su soporte asociado files arreglo*.dat.
El principio básico es copiar el inicio y la corrección requeridos. files de este código postal file para reemplazar el mismo nombre files en la imagen del sistema operativo de destino. El proceso exacto dependerá de cómo se haya configurado el sistema operativo, pero como ejemploample, así es como se haría en una imagen del sistema operativo Raspberry Pi.

1. Extraer o abrir el zip file para que puedas acceder a lo requerido files.
2. Abra la carpeta de arranque en la imagen del sistema operativo de destino (podría estar en una tarjeta SD o en una copia en disco).
3. Determinar qué start.elf y fixup.dat fileLos s están presentes en la imagen del sistema operativo de destino.
4. Copia esos files del archivo zip a la imagen de destino.

La imagen ahora debería estar lista para usarse en el CM4S.

Gráficos
De forma predeterminada, Raspberry Pi CM 1–3+ utiliza la pila de gráficos heredada, mientras que Raspberry Pi CM 4S utiliza la pila de gráficos KMS.
Si bien es posible utilizar la pila de gráficos heredada en Raspberry Pi CM 4S, esta no admite la aceleración 3D, por lo que se recomienda pasar a KMS.

HDMI
Si bien el BCM2711 tiene dos puertos HDMI, en el Raspberry Pi CM 0S solo está disponible el HDMI-4, que puede funcionar a una resolución de hasta 4Kp60. El resto de las interfaces de pantalla (DSI, DPI y compuesta) no han sufrido modificaciones.

Raspberry Pi es una marca comercial de Raspberry Pi Ltd.
frambuesa pi ltd

Documentos / Recursos

Módulo de cómputo Raspberry Pi CM 1 4S [pdf] Guía del usuario CM 1, Módulo de cómputo CM 1 4S, Módulo de cómputo 4S, Módulo de cómputo, Módulo

Referencias

• Manual de usuario