โมดูลการคำนวณ Raspberry Pi CM 1 4S

ข้อมูลสินค้า

ข้อมูลจำเพาะ

• คุณสมบัติ: โปรเซสเซอร์
• หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม: 1GB
• หน่วยความจำแบบฝัง MultiMediaCard (eMMC): 0/8/16/32GB
• อีเธอร์เน็ต: ใช่
• บัสอนุกรมสากล (USB): ใช่
• ช่องต่อ HDMI: ใช่
• ฟอร์มแฟกเตอร์: โซดิมม์

คำแนะนำการใช้ผลิตภัณฑ์

การเปลี่ยนจาก Compute Module 1/3 ไปเป็น Compute Module 4S
หากคุณกำลังเปลี่ยนจาก Raspberry Pi Compute Module (CM) 1 หรือ 3 ไปเป็น Raspberry Pi CM 4S ให้ทำตามขั้นตอนเหล่านี้:

1. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีอิมเมจระบบปฏิบัติการ (OS) Raspberry Pi ที่เข้ากันได้สำหรับแพลตฟอร์มใหม่
2. หากใช้เคอร์เนลแบบกำหนดเอง ให้ทำซ้ำview และปรับให้เข้ากันได้กับฮาร์ดแวร์ใหม่
3. พิจารณาการเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์ที่อธิบายไว้ในคู่มือสำหรับความแตกต่างระหว่างรุ่นต่างๆ

รายละเอียดแหล่งจ่ายไฟ
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าใช้แหล่งจ่ายไฟที่เหมาะสมซึ่งตรงตามข้อกำหนดด้านพลังงานของ Raspberry Pi CM 4S เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาใดๆ

การใช้งาน I/O วัตถุประสงค์ทั่วไป (GPIO) ในระหว่างการบูต
ทำความเข้าใจพฤติกรรมของ GPIO ในระหว่างการบูตเพื่อให้แน่ใจว่าการเริ่มต้นระบบและการทำงานของอุปกรณ์ต่อพ่วงหรืออุปกรณ์เสริมที่เชื่อมต่อนั้นถูกต้องเหมาะสม

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

ถาม: ฉันสามารถใช้ CM 1 หรือ CM 3 ในสล็อตหน่วยความจำเป็นอุปกรณ์ SODIMM ได้หรือไม่
A: ไม่ อุปกรณ์เหล่านี้ไม่สามารถใช้ในสล็อตหน่วยความจำเป็นอุปกรณ์ SODIMM ได้ ฟอร์มแฟกเตอร์ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้เข้ากันได้กับรุ่น Raspberry Pi CM

การแนะนำ

เอกสารข้อมูลนี้มีไว้สำหรับผู้ที่ต้องการเปลี่ยนจากการใช้ Raspberry Pi Compute Module (CM) 1 หรือ 3 มาเป็น Raspberry Pi CM 4S มีเหตุผลหลายประการที่ทำให้สิ่งนี้อาจเหมาะสม:

• พลังการประมวลผลที่มากขึ้น
• หน่วยความจำเพิ่มมากขึ้น
• เอาต์พุตความละเอียดสูงถึง 4Kp60
• ความพร้อมใช้งานที่ดีขึ้น
• อายุการใช้งานผลิตภัณฑ์ยาวนานขึ้น (ครั้งสุดท้ายที่ซื้อคือก่อนมกราคม 2028)

จากมุมมองของซอฟต์แวร์ การย้ายจาก Raspberry Pi CM 1/3 มาเป็น Raspberry Pi CM 4S ถือว่าไม่ยุ่งยากนัก เนื่องจากอิมเมจระบบปฏิบัติการ (OS) ของ Raspberry Pi ควรทำงานได้บนทุกแพลตฟอร์ม อย่างไรก็ตาม หากคุณใช้เคอร์เนลแบบกำหนดเอง จะต้องมีการพิจารณาบางอย่างในการย้าย การเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์นั้นค่อนข้างมาก และความแตกต่างจะอธิบายไว้ในส่วนถัดไป

คำศัพท์
สแต็กกราฟิกแบบเก่า: สแต็กกราฟิกที่ใช้งานทั้งหมดในบล็อบเฟิร์มแวร์ VideoCore พร้อมอินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรมแอปพลิเคชันชิมที่เปิดเผยต่อเคอร์เนล นี่คือสิ่งที่ใช้ในอุปกรณ์ Raspberry Pi Ltd Pi ส่วนใหญ่ตั้งแต่เปิดตัว แต่กำลังถูกแทนที่ด้วย (F)KMS/DRM ทีละน้อย
FKMS: การตั้งค่าโหมดเคอร์เนลปลอม ในขณะที่เฟิร์มแวร์ยังคงควบคุมฮาร์ดแวร์ระดับต่ำ (เช่นampจากพอร์ต HDMI, Display Serial Interface ฯลฯ ไลบรารี Linux มาตรฐานจะถูกใช้ในเคอร์เนลเอง
KMS: ไดรเวอร์การตั้งค่าโหมดเคอร์เนลแบบสมบูรณ์ ควบคุมกระบวนการแสดงผลทั้งหมด รวมถึงการสื่อสารกับฮาร์ดแวร์โดยตรงโดยไม่ต้องมีปฏิสัมพันธ์กับเฟิร์มแวร์
DRM: Direct Rendering Manager ซึ่งเป็นระบบย่อยของเคอร์เนล Linux ที่ใช้สื่อสารกับหน่วยประมวลผลกราฟิก ใช้ร่วมกับ FKMS และ KMS

การเปรียบเทียบโมดูลการคำนวณ

ความแตกต่างด้านการทำงาน
ตารางต่อไปนี้จะให้แนวคิดเกี่ยวกับความแตกต่างพื้นฐานทางไฟฟ้าและฟังก์ชันระหว่างรุ่นต่างๆ

คุณสมบัติ	ซีเอ็ม 1	ซม.3/3+	ซีเอ็ม 4เอส
โปรเซสเซอร์	BCM2835	BCM2837	BCM2711
หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม	512MB	1GB	1GB
หน่วยความจำแบบฝัง MultiMediaCard (eMMC)	—	0/8/16/32GB	0/8/16/32GB
อีเธอร์เน็ต	ไม่มี	ไม่มี	ไม่มี
บัสอนุกรมสากล (USB)	1 × USB2.0 XNUMX ช่อง	1 × USB2.0 XNUMX ช่อง	1 × USB2.0 XNUMX ช่อง
HDMI	1 × 1080p60	1 × 1080p60	1 × 4K
ปัจจัยรูปแบบ	โซดิมม์	โซดิมม์	โซดิมม์

ความแตกต่างทางกายภาพ
ฟอร์มแฟกเตอร์ Raspberry Pi CM 1, CM 3/3+ และ CM 4S ใช้ขั้วต่อโมดูลหน่วยความจำอินไลน์คู่ขนาดเล็ก (SODIMM) ซึ่งช่วยให้สามารถอัปเกรดอุปกรณ์เหล่านี้ได้อย่างเหมาะสม

บันทึก
ไม่สามารถใช้อุปกรณ์เหล่านี้ในสล็อตหน่วยความจำเป็นอุปกรณ์ SODIMM ได้

รายละเอียดแหล่งจ่ายไฟ
Raspberry Pi CM 3 ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอก (PSU) 1.8V Raspberry Pi CM 4S ไม่ใช้รางจ่ายไฟภายนอก 1.8V อีกต่อไป ดังนั้นพินเหล่านี้บน Raspberry Pi CM 4S จึงไม่ต้องเชื่อมต่ออีกต่อไป ซึ่งหมายความว่าจะไม่จำเป็นต้องติดตั้งตัวควบคุมไฟบนฐานบอร์ดในอนาคต ซึ่งจะทำให้ลำดับการเปิดเครื่องง่ายขึ้น หากบอร์ดที่มีอยู่มีแหล่งจ่ายไฟ +1.8V อยู่แล้ว Raspberry Pi CM 4S ก็จะไม่เกิดความเสียหายใดๆ
Raspberry Pi CM 3 ใช้ระบบ BCM2837 บนชิป (SoC) ในขณะที่ CM 4S ใช้ BCM2711 SoC ใหม่ BCM2711 มีพลังการประมวลผลที่มากกว่าอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นจึงเป็นไปได้มากที่มันจะใช้พลังงานมากขึ้น หากนี่เป็นปัญหา การจำกัดอัตราสัญญาณนาฬิกาสูงสุดใน config.txt อาจช่วยได้

การใช้งาน I/O วัตถุประสงค์ทั่วไป (GPIO) ในระหว่างการบูต
การบูตภายในของ Raspberry Pi CM 4S เริ่มต้นจากหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่ลบได้ทางอิเล็กทรอนิกส์ (EEPROM) ซึ่งเป็นอินเทอร์เฟซต่อพ่วงแบบอนุกรมภายใน (SPI) โดยใช้พิน BCM2711 GPIO40 ถึง GPIO43 เมื่อการบูตเสร็จสิ้น GPIO ของ BCM2711 จะถูกสลับไปที่ขั้วต่อ SODIMM และทำงานเหมือนกับบน Raspberry Pi CM 3 นอกจากนี้ หากจำเป็นต้องอัปเกรด EEPROM ในระบบ (ไม่แนะนำให้ทำเช่นนี้) พิน GPIO จาก GPIO40 ถึง GPIO43 จาก BCM2711 จะกลับไปเชื่อมต่อกับ SPI EEPROM และพิน GPIO เหล่านี้บนขั้วต่อ SODIMM จะไม่ถูกควบคุมโดย BCM2711 อีกต่อไปในระหว่างกระบวนการอัปเกรด

พฤติกรรม GPIO เมื่อเปิดเครื่องครั้งแรก
สาย GPIO อาจมีจุดสั้นมากในระหว่างการเริ่มต้นระบบ ซึ่งจะไม่ดึงให้ต่ำหรือสูงเกินไป ทำให้ไม่สามารถคาดเดาพฤติกรรมได้ พฤติกรรมที่ไม่แน่นอนนี้สามารถแตกต่างกันไประหว่าง CM3 และ CM4S และการเปลี่ยนแปลงของชุดชิปบนอุปกรณ์เดียวกัน ในกรณีการใช้งานส่วนใหญ่ สิ่งนี้ไม่มีผลต่อการใช้งาน อย่างไรก็ตาม หากคุณมีเกต MOSFET ที่เชื่อมต่อกับ GPIO แบบสามสถานะ สิ่งนี้อาจเสี่ยงต่อความจุที่หลงเหลือซึ่งกักเก็บโวลต์และเปิดอุปกรณ์ปลายทางที่เชื่อมต่ออยู่ แนวทางปฏิบัติที่ดีคือต้องแน่ใจว่าตัวต้านทานบลีดเกตลงกราวด์ถูกรวมไว้ในการออกแบบบอร์ด ไม่ว่าจะใช้ CM3 หรือ CM4S เพื่อให้ประจุไฟฟ้าแบบเก็บประจุเหล่านี้ถูกบลีดออกไป
ค่าที่แนะนำสำหรับตัวต้านทานอยู่ระหว่าง 10K ถึง 100K

การปิดการใช้งาน eMMC
ใน Raspberry Pi CM 3 ฟังก์ชัน EMMC_Disable_N จะป้องกันสัญญาณไม่ให้เข้าถึง eMMC ด้วยระบบไฟฟ้า ใน Raspberry Pi CM 4S สัญญาณนี้จะถูกอ่านระหว่างการบูตเพื่อตัดสินใจว่าจะใช้ eMMC หรือ USB สำหรับการบูต การเปลี่ยนแปลงนี้ควรโปร่งใสสำหรับแอปพลิเคชันส่วนใหญ่

อีพีรอม_WP_เอ็น
Raspberry Pi CM 4S บูตจาก EEPROM ออนบอร์ดที่ถูกตั้งโปรแกรมระหว่างการผลิต EEPROM มีคุณสมบัติป้องกันการเขียนที่สามารถเปิดใช้งานได้ผ่านซอฟต์แวร์ นอกจากนี้ยังมีพินภายนอกเพื่อรองรับการป้องกันการเขียน พินนี้บนพินเอาต์ SODIMM เป็นพินกราวด์ ดังนั้นตามค่าเริ่มต้น หากเปิดใช้งานการป้องกันการเขียนผ่านซอฟต์แวร์ EEPROM จะได้รับการป้องกันการเขียน ไม่แนะนำให้อัปเดต EEPROM ในภาคสนาม เมื่อการพัฒนาระบบเสร็จสิ้นแล้ว ควรป้องกันการเขียน EEPROM ผ่านซอฟต์แวร์เพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลงในภาคสนาม

จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงซอฟต์แวร์

หากคุณใช้ระบบปฏิบัติการ Raspberry Pi ที่อัปเดตล่าสุด การเปลี่ยนแปลงซอฟต์แวร์ที่จำเป็นเมื่อย้ายระหว่างบอร์ด Raspberry Pi Ltd ใดๆ ก็จะน้อยมาก ระบบจะตรวจจับบอร์ดที่กำลังทำงานอยู่โดยอัตโนมัติและจะตั้งค่าระบบปฏิบัติการให้เหมาะสม ตัวอย่างเช่นampคุณสามารถย้ายอิมเมจระบบปฏิบัติการของคุณจาก Raspberry Pi CM 3+ ไปยัง Raspberry Pi CM 4S ได้ และควรจะทำงานได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงอะไร

บันทึก
คุณควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าการติดตั้ง Raspberry Pi OS ของคุณเป็นปัจจุบันโดยผ่านกลไกการอัปเดตมาตรฐาน วิธีนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าเฟิร์มแวร์และซอฟต์แวร์เคอร์เนลทั้งหมดเหมาะสมกับอุปกรณ์ที่ใช้งาน

หากคุณกำลังพัฒนาเคอร์เนลขั้นต่ำของคุณเองหรือมีการปรับแต่งใดๆ ในโฟลเดอร์บูต อาจมีบางพื้นที่ที่คุณจะต้องแน่ใจว่าคุณใช้การตั้งค่า โอเวอร์เลย์ และไดรเวอร์ที่ถูกต้อง
ในขณะที่การใช้ Raspberry Pi OS ที่อัปเดตแล้วควรหมายความว่าการเปลี่ยนแปลงนั้นค่อนข้างโปร่งใส สำหรับแอปพลิเคชัน "แบบเปล่า" บางตัว อาจเป็นไปได้ที่ที่อยู่หน่วยความจำบางที่อยู่มีการเปลี่ยนแปลง และจำเป็นต้องคอมไพล์แอปพลิเคชันใหม่ โปรดดูเอกสารประกอบอุปกรณ์ต่อพ่วง BCM2711 สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติพิเศษของ BCM2711 และที่อยู่รีจิสเตอร์

การอัปเดตเฟิร์มแวร์บนระบบรุ่นเก่า
ในบางกรณีอาจไม่สามารถอัปเดตอิมเมจเป็น Raspberry Pi OS เวอร์ชันล่าสุดได้ อย่างไรก็ตาม บอร์ด CM4S ยังคงต้องอัปเดตเฟิร์มแวร์เพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง มีเอกสารเผยแพร่จาก Raspberry Pi Ltd ซึ่งอธิบายเกี่ยวกับการอัปเดตเฟิร์มแวร์โดยละเอียด อย่างไรก็ตาม กล่าวโดยย่อคือกระบวนการมีดังนี้:

ดาวน์โหลดเฟิร์มแวร์ fileจากตำแหน่งต่อไปนี้: https://github.com/raspberrypi/firmware/archive/refs/heads/stable.zip
ซิปนี้ file มีรายการที่แตกต่างกันหลายรายการ แต่รายการที่เราสนใจในตอนนี้tage อยู่ในโฟลเดอร์ boot
เฟิร์มแว fileมีชื่อของฟอร์ม start*.elf และการสนับสนุนที่เกี่ยวข้อง files fixup*.dat.
หลักการพื้นฐานคือการคัดลอกการเริ่มต้นและการแก้ไขที่จำเป็น fileจากรหัสไปรษณีย์นี้ file เพื่อทดแทนชื่อเดิม files บนภาพระบบปฏิบัติการปลายทาง กระบวนการที่แน่นอนจะขึ้นอยู่กับการตั้งค่าระบบปฏิบัติการ แต่เป็นตัวอย่างampวิธีนี้ทำได้บนอิมเมจระบบปฏิบัติการ Raspberry Pi

1. ดึงหรือเปิดซิป file เพื่อให้คุณสามารถเข้าถึงสิ่งที่จำเป็นได้ files.
2. เปิดโฟลเดอร์บูตบนอิมเมจระบบปฏิบัติการปลายทาง (อาจอยู่ในการ์ด SD หรือสำเนาบนดิสก์)
3. กำหนดว่า start.elf และ fixup.dat คืออะไร files มีอยู่ในภาพระบบปฏิบัติการปลายทาง
4. คัดลอกเหล่านั้น fileจากไฟล์ zip ไปยังรูปภาพปลายทาง

ตอนนี้รูปภาพควรจะพร้อมสำหรับใช้งานบน CM4S แล้ว

กราฟฟิก
โดยค่าเริ่มต้น Raspberry Pi CM 1–3+ จะใช้สแต็กกราฟิกรุ่นเก่า ในขณะที่ Raspberry Pi CM 4S จะใช้สแต็กกราฟิก KMS
แม้ว่าจะสามารถใช้สแต็กกราฟิกรุ่นเก่าบน Raspberry Pi CM 4S ได้ แต่สิ่งนี้ไม่รองรับการเร่งความเร็ว 3 มิติ ดังนั้นจึงขอแนะนำให้เปลี่ยนมาใช้ KMS

HDMI
แม้ว่า BCM2711 จะมีพอร์ต HDMI สองพอร์ต แต่ Raspberry Pi CM 0S มีเพียงพอร์ต HDMI-4 เท่านั้นที่ใช้งานได้ และสามารถขับเคลื่อนได้สูงสุด 4Kp60 อินเทอร์เฟซการแสดงผลอื่นๆ ทั้งหมด (DSI, DPI และคอมโพสิต) ไม่มีการเปลี่ยนแปลง

Raspberry Pi เป็นเครื่องหมายการค้าของ Raspberry Pi Ltd
ราสเบอร์รี่ ปิ จำกัด

เอกสาร / แหล่งข้อมูล

โมดูลการคำนวณ Raspberry Pi CM 1 4S [พีดีเอฟ] คู่มือการใช้งาน CM1, โมดูลการประมวลผล CM1 4S, โมดูลการประมวลผล 4S, โมดูลการประมวลผล, โมดูล

อ้างอิง

• คู่มือการใช้งาน