ماژول محاسباتی Raspberry Pi CM 1 4S

اطلاعات محصول

مشخصات

• ویژگی: پردازنده
• حافظه دسترسی تصادفی: 1 گیگابایت
• حافظه چند رسانه ای جاسازی شده (eMMC): 0/8/16/32 گیگابایت
• اترنت: بله
• گذرگاه سریال جهانی (USB): بله
• HDMI: بله
• فاکتور فرم: SODIMM

دستورالعمل استفاده از محصول

انتقال از ماژول محاسبه 1/3 به ماژول محاسبه 4S
اگر در حال انتقال از ماژول محاسباتی Raspberry Pi (CM) 1 یا 3 به Raspberry Pi CM 4S هستید، این مراحل را دنبال کنید:

1. مطمئن شوید که تصویر سیستم عامل (OS) Raspberry Pi سازگار برای پلتفرم جدید دارید.
2. اگر از یک هسته سفارشی استفاده می کنید، دوبارهview و آن را برای سازگاری با سخت افزار جدید تنظیم کنید.
3. تغییرات سخت افزاری توضیح داده شده در دفترچه راهنما را برای تفاوت بین مدل ها در نظر بگیرید.

جزئیات منبع تغذیه
اطمینان حاصل کنید که از منبع تغذیه مناسبی استفاده کنید که مطابق با نیازهای برق Raspberry Pi CM 4S باشد تا از هر گونه مشکلی جلوگیری شود.

استفاده از ورودی/خروجی عمومی (GPIO) در هنگام بوت
رفتار GPIO در هنگام بوت شدن را برای اطمینان از راه اندازی اولیه و عملکرد مناسب لوازم جانبی یا لوازم جانبی متصل درک کنید.

سوالات متداول (سؤالات متداول)

س: آیا می توانم از CM 1 یا CM 3 در اسلات حافظه به عنوان دستگاه SODIMM استفاده کنم؟
پاسخ: خیر، این دستگاه ها را نمی توان در اسلات حافظه به عنوان دستگاه SODIMM استفاده کرد. فرم فاکتور به طور خاص برای سازگاری با مدل های Raspberry Pi CM طراحی شده است.

مقدمه

این وایت پیپر برای کسانی است که می خواهند از استفاده از ماژول محاسباتی Raspberry Pi (CM) 1 یا 3 به Raspberry Pi CM 4S حرکت کنند. چندین دلیل وجود دارد که چرا این ممکن است مطلوب باشد:

• قدرت محاسباتی بیشتر
• حافظه بیشتر
• خروجی با وضوح بالاتر تا 4Kp60
• در دسترس بودن بهتر
• عمر طولانی تر محصول (آخرین خرید نه قبل از ژانویه 2028)

از منظر نرم افزاری، حرکت از Raspberry Pi CM 1/3 به Raspberry Pi CM 4S نسبتاً بدون دردسر است، زیرا یک تصویر سیستم عامل (OS) Raspberry Pi باید روی همه پلتفرم ها کار کند. با این حال، اگر از یک هسته سفارشی استفاده می کنید، باید برخی موارد را در حرکت در نظر بگیرید. تغییرات سخت افزاری قابل توجه است و تفاوت ها در بخش بعدی توضیح داده شده است.

اصطلاحات
پشته گرافیک قدیمی: یک پشته گرافیکی که به طور کامل در حباب سفت‌افزار VideoCore با یک رابط برنامه‌نویسی کاربردی شیم در معرض کرنل پیاده‌سازی شده است. این همان چیزی است که از زمان راه اندازی در اکثر دستگاه های Raspberry Pi Ltd Pi استفاده شده است، اما به تدریج با (F)KMS/DRM جایگزین می شود.
FKMS: تنظیم حالت هسته جعلی. در حالی که سیستم عامل همچنان سخت افزار سطح پایین را کنترل می کند (مثلاًampاز پورت های HDMI، رابط سریال نمایشگر و غیره)، کتابخانه های استاندارد لینوکس در خود هسته استفاده می شود.
KMS: درایور کامل تنظیم حالت هسته. کل فرآیند نمایش را کنترل می‌کند، از جمله صحبت کردن مستقیم با سخت‌افزار بدون تعامل میان‌افزار.
DRM: Direct Rendering Manager، زیر سیستمی از هسته لینوکس که برای ارتباط با واحدهای پردازش گرافیکی استفاده می شود. با مشارکت FKMS و KMS استفاده می شود.

مقایسه ماژول محاسبه

تفاوت های عملکردی
جدول زیر برخی از تفاوت های اساسی الکتریکی و عملکردی بین مدل ها را ارائه می دهد.

ویژگی	CM 1	CM 3/3+	CM 4S
پردازنده	BCM2835	BCM2837	BCM2711
حافظه دسترسی تصادفی	512 مگابایت	1 گیگابایت	1 گیگابایت
حافظه چند رسانه ای تعبیه شده (eMMC).	—	0/8/16/32 گیگابایت	0/8/16/32 گیگابایت
اترنت	هیچ کدام	هیچ کدام	هیچ کدام
گذرگاه سریال جهانی (USB)	1 × USB 2.0	1 × USB 2.0	1 × USB 2.0
HDMI	1 × 1080p60	1 × 1080p60	1 × 4K
فاکتور فرم	SODIMM	SODIMM	SODIMM

تفاوت های فیزیکی
فرم فاکتور Raspberry Pi CM 1، CM 3/3+ و CM 4S حول یک رابط ماژول حافظه داخلی دوگانه (SODIMM) با طرح کلی کوچک است. این یک مسیر ارتقاء سازگار فیزیکی بین این دستگاه ها را فراهم می کند.

توجه
این دستگاه ها را نمی توان در اسلات حافظه به عنوان دستگاه SODIMM استفاده کرد.

جزئیات منبع تغذیه
Raspberry Pi CM 3 به یک منبع تغذیه خارجی 1.8 ولت (PSU) نیاز دارد. Raspberry Pi CM 4S دیگر از ریل PSU خارجی 1.8V استفاده نمی کند، بنابراین این پین ها در Raspberry Pi CM 4S دیگر متصل نیستند. این بدان معنی است که قرنیزهای آینده نیازی به تنظیم کننده نصب نخواهند داشت که توالی روشن شدن را ساده می کند. اگر بردهای موجود از قبل دارای یک منبع تغذیه +1.8 ولت باشند، هیچ آسیبی به Raspberry Pi CM 4S وارد نخواهد شد.
Raspberry Pi CM 3 از سیستم BCM2837 روی یک تراشه (SoC) استفاده می کند، در حالی که CM 4S از SoC جدید BCM2711 استفاده می کند. BCM2711 دارای قدرت پردازش قابل توجهی بیشتری است، بنابراین ممکن است، در واقع، قدرت بیشتری مصرف کند. اگر این یک نگرانی است، محدود کردن حداکثر نرخ ساعت در config.txt می تواند کمک کند.

استفاده عمومی از I/O (GPIO) در هنگام بوت
بوت داخلی Raspberry Pi CM 4S از یک رابط داخلی سریال داخلی (SPI) با حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی قابل پاک کردن الکترونیکی (EEPROM) با استفاده از پین های BCM2711 GPIO40 تا GPIO43 شروع می شود. پس از اتمام راه‌اندازی، GPIO‌های BCM2711 به کانکتور SODIMM سوئیچ می‌شوند و مانند Raspberry Pi CM 3 رفتار می‌کنند. همچنین، اگر به ارتقای درون‌سیستم EEPROM نیاز باشد (این توصیه نمی‌شود)، GPIO GPIO40 را به GPIO43 پین می‌کند. از BCM2711 به اتصال به SPI EEPROM و اینها برگردید پین‌های GPIO روی کانکتور SODIMM دیگر توسط BCM2711 در طول فرآیند ارتقا کنترل نمی‌شوند.

رفتار GPIO در روشن شدن اولیه
خطوط GPIO می توانند یک نقطه بسیار کوتاه در هنگام راه اندازی داشته باشند که در آن پایین یا بالا کشیده نمی شوند، بنابراین رفتار آنها غیرقابل پیش بینی می شود. این رفتار غیر قطعی می تواند بین CM3 و CM4S و همچنین با تغییرات دسته ای تراشه در همان دستگاه متفاوت باشد. در اکثر موارد استفاده، این تاثیری بر استفاده ندارد، با این حال، اگر یک گیت ماسفت متصل به GPIO سه حالته داشته باشید، ممکن است خازن‌های سرگردانی که ولت را نگه می‌دارند و دستگاه‌های پایین‌دست متصل را روشن می‌کنند، به خطر بیاندازند. تمرین خوبی است که اطمینان حاصل شود که یک مقاومت دریچه‌ای به زمین در طراحی برد، چه با استفاده از CM3 یا CM4S، گنجانده شده است، تا این بارهای خازنی از بین بروند.
مقادیر پیشنهادی برای مقاومت بین 10K تا 100K است.

غیرفعال کردن eMMC
در Raspberry Pi CM 3، EMMC_Disable_N به صورت الکتریکی از دسترسی سیگنال ها به eMMC جلوگیری می کند. در Raspberry Pi CM 4S این سیگنال هنگام بوت خوانده می شود تا تصمیم بگیرد که آیا eMMC یا USB باید برای بوت شدن استفاده شود. این تغییر باید برای اکثر برنامه ها شفاف باشد.

EEPROM_WP_N
Raspberry Pi CM 4S از یک EEPROM داخلی که در حین ساخت برنامه ریزی شده است، بوت می شود. EEPROM دارای ویژگی محافظت از نوشتن است که می تواند از طریق نرم افزار فعال شود. یک پین خارجی نیز برای پشتیبانی از حفاظت از نوشتن ارائه شده است. این پین در پین‌آوت SODIMM یک پایه زمین بود، بنابراین اگر حفاظت از نوشتن از طریق نرم‌افزار فعال باشد، EEPROM به‌طور پیش‌فرض از نوشتن محافظت می‌کند. توصیه نمی شود که EEPROM در این زمینه به روز شود. هنگامی که توسعه یک سیستم کامل شد، EEPROM باید از طریق نرم افزار محافظت از نوشتن شود تا از تغییرات درون زمینه جلوگیری شود.

نیاز به تغییرات نرم افزاری

اگر از سیستم‌عامل کاملاً به‌روز شده Raspberry Pi استفاده می‌کنید، تغییرات نرم‌افزاری مورد نیاز هنگام جابجایی بین هر برد Raspberry Pi Ltd بسیار کم است. سیستم به طور خودکار تشخیص می دهد که کدام برد در حال اجرا است و سیستم عامل را به درستی راه اندازی می کند. بنابراین، برای مثالampمی توانید تصویر سیستم عامل خود را از Raspberry Pi CM 3+ به Raspberry Pi CM 4S منتقل کنید و باید بدون تغییر کار کند.

توجه
باید با استفاده از مکانیزم استاندارد به‌روزرسانی، از به‌روز بودن نصب سیستم عامل Raspberry Pi خود اطمینان حاصل کنید. این اطمینان حاصل می کند که همه نرم افزارهای میان افزار و هسته برای دستگاه در حال استفاده مناسب هستند.

اگر در حال توسعه ساخت هسته حداقل خود هستید یا هر گونه سفارشی سازی در پوشه بوت دارید، ممکن است مناطقی وجود داشته باشد که باید اطمینان حاصل کنید که از تنظیمات، پوشش ها و درایورهای صحیح استفاده می کنید.
در حالی که استفاده از سیستم‌عامل Raspberry Pi به‌روزرسانی شده باید به این معنی باشد که انتقال نسبتاً شفاف است، برای برخی از برنامه‌های «فلز لخت» ممکن است برخی از آدرس‌های حافظه تغییر کرده باشند و نیاز به کامپایل مجدد برنامه باشد. برای جزئیات بیشتر در مورد ویژگی های اضافی BCM2711 و آدرس های ثبت نام، به مستندات لوازم جانبی BCM2711 مراجعه کنید.

به روز رسانی سیستم عامل در یک سیستم قدیمی
در برخی شرایط ممکن است امکان به روز رسانی یک تصویر به آخرین نسخه Raspberry Pi OS وجود نداشته باشد. با این حال، برد CM4S همچنان برای کارکرد صحیح به سیستم عامل به روز شده نیاز دارد. یک کاغذ سفید در دسترس از Raspberry Pi Ltd وجود دارد که به‌روزرسانی سیستم‌افزار را با جزئیات شرح می‌دهد، اما به طور خلاصه، روند به شرح زیر است:

فریمور را دانلود کنید files از محل زیر: https://github.com/raspberrypi/firmware/archive/refs/heads/stable.zip
این زیپ file شامل چندین آیتم مختلف است، اما مواردی که ما در این مورد علاقه مندیمtage در پوشه بوت هستند.
سیستم عامل fileاسامی فرم start*.elf و پشتیبانی مرتبط با آنها را دارند files fixup*.dat.
اصل اساسی این است که شروع و تعمیر مورد نیاز را کپی کنید files از این زیپ file به جای همین نام files روی تصویر سیستم عملیات مقصد. فرآیند دقیق بستگی به نحوه راه اندازی سیستم عامل دارد، اما به عنوان یک نمونه قبلیampبنابراین، این روشی است که روی یک تصویر سیستم عامل Raspberry Pi انجام می شود.

1. زیپ را استخراج یا باز کنید file تا بتوانید به موارد مورد نیاز دسترسی داشته باشید files.
2. پوشه بوت را روی تصویر سیستم عامل مقصد باز کنید (این می تواند روی یک کارت SD یا یک کپی مبتنی بر دیسک باشد).
3. تعیین کنید کدام start.elf و fixup.dat files در تصویر سیستم عامل مقصد وجود دارد.
4. آن ها را کپی کنید files از بایگانی فشرده تا تصویر مقصد.

اکنون تصویر باید برای استفاده در CM4S آماده باشد.

گرافیک
به طور پیش فرض، Raspberry Pi CM 1–3+ از پشته گرافیکی قدیمی استفاده می کند، در حالی که Raspberry Pi CM 4S از پشته گرافیکی KMS استفاده می کند.
در حالی که امکان استفاده از پشته گرافیکی قدیمی در Raspberry Pi CM 4S وجود دارد، این از شتاب سه بعدی پشتیبانی نمی کند، بنابراین انتقال به KMS توصیه می شود.

HDMI
در حالی که BCM2711 دارای دو پورت HDMI است، تنها HDMI-0 در Raspberry Pi CM 4S موجود است و می‌توان آن را تا 4Kp60 رانندگی کرد. تمام رابط های نمایشگر دیگر (DSI، DPI و کامپوزیت) بدون تغییر هستند.

Raspberry Pi یک علامت تجاری Raspberry Pi Ltd است
Raspberry Pi Ltd

اسناد / منابع

ماژول محاسباتی Raspberry Pi CM 1 4S [pdfراهنمای کاربر CM 1, CM 1 4S Compute Module, 4S Compute Module, Compute Module, Module

مراجع

• راهنمای کاربر