Обчислювальний модуль Raspberry Pi CM 1 4S
Інформація про продукт
Технічні характеристики
- Особливість: Процесор
- Оперативна пам'ять: 1 ГБ
- Вбудована пам'ять MultiMediaCard (eMMC): 0/8/16/32 ГБ
- Ethernet: так
- Універсальна послідовна шина (USB): так
- HDMI: так
- Форм-фактор: SODIMM
Інструкція з використання продукту
Перехід від Compute Module 1/3 до Compute Module 4S
Якщо ви переходите з Raspberry Pi Compute Module (CM) 1 або 3 на Raspberry Pi CM 4S, виконайте такі дії:
- Переконайтеся, що у вас є сумісний образ операційної системи (ОС) Raspberry Pi для нової платформи.
- Якщо використовується спеціальне ядро, повторітьview і налаштувати його для сумісності з новим обладнанням.
- Зверніть увагу на зміни апаратного забезпечення, описані в посібнику, щоб дізнатися про відмінності між моделями.
Деталі блоку живлення
Обов’язково використовуйте відповідний блок живлення, який відповідає вимогам до живлення Raspberry Pi CM 4S, щоб уникнути проблем.
Використання введення-виведення загального призначення (GPIO) під час завантаження
Зрозумійте поведінку GPIO під час завантаження, щоб забезпечити правильну ініціалізацію та функціонування підключених периферійних пристроїв або аксесуарів.
Часті запитання (FAQ)
З: Чи можна використовувати CM 1 або CM 3 у гнізді пам’яті як пристрій SODIMM?
В: Ні, ці пристрої не можна використовувати в гнізді пам’яті як пристрій SODIMM. Форм-фактор розроблено спеціально для сумісності з моделями Raspberry Pi CM.
вступ
Цей офіційний документ призначений для тих, хто хоче перейти від використання Raspberry Pi Compute Module (CM) 1 або 3 до Raspberry Pi CM 4S. Є кілька причин, чому це може бути бажаним:
- Більша обчислювальна потужність
- Більше пам'яті
- Вихід із вищою роздільною здатністю до 4Kp60
- Краща доступність
- Подовжений термін служби продукту (востаннє купували не раніше січня 2028 року)
З точки зору програмного забезпечення, перехід від Raspberry Pi CM 1/3 до Raspberry Pi CM 4S є відносно безболісним, оскільки образ операційної системи (ОС) Raspberry Pi має працювати на всіх платформах. Проте, якщо ви використовуєте власне ядро, під час переміщення потрібно врахувати деякі речі. Зміни в апаратному забезпеченні значні, і відмінності описані в наступному розділі.
Термінологія
Застарілий графічний стек: графічний стек, повністю реалізований у мікропрограмному блокі VideoCore з інтерфейсом прикладного програмування shim, відкритим для ядра. Це те, що використовується на більшості пристроїв Raspberry Pi Ltd Pi з моменту запуску, але поступово замінюється на (F)KMS/DRM.
FKMS: налаштування підробленого режиму ядра. Хоча прошивка все ще контролює апаратне забезпечення низького рівня (наприклад,ampпорти HDMI, послідовний інтерфейс дисплея тощо), у самому ядрі використовуються стандартні бібліотеки Linux.
KMS: повний драйвер налаштування режиму ядра. Керує всім процесом відображення, включаючи безпосереднє спілкування з апаратним забезпеченням без взаємодії з програмним забезпеченням.
DRM: Direct Rendering Manager, підсистема ядра Linux, яка використовується для зв’язку з графічними процесорами. Використовується в партнерстві з FKMS і KMS.
Порівняння обчислювальних модулів
Функціональні відмінності
Наступна таблиця дає деяке уявлення про основні електричні та функціональні відмінності між моделями.
| Особливість | CM 1 | CM 3/3+ | CM 4S |
| Процесор | BCM2835 | BCM2837 | BCM2711 |
| Оперативна пам'ять | 512 МБ | 1 ГБ | 1 ГБ |
| Вбудована пам'ять MultiMediaCard (eMMC). | — | 0/8/16/32 ГБ | 0/8/16/32 ГБ |
| Ethernet | Жодного | Жодного | Жодного |
| Універсальна послідовна шина (USB) | 1 × USB 2.0 | 1 × USB 2.0 | 1 × USB 2.0 |
| HDMI | 1 × 1080p60 | 1 × 1080p60 | 1 × 4K |
| Форм-фактор | SODIMM | SODIMM | SODIMM |
Фізичні відмінності
Форм-фактор Raspberry Pi CM 1, CM 3/3+ і CM 4S базується на невеликому роз’ємі подвійного вбудованого модуля пам’яті (SODIMM). Це забезпечує фізично сумісний шлях оновлення між цими пристроями.
ПРИМІТКА
Ці пристрої не можна використовувати в гнізді пам’яті як пристрій SODIMM.
Деталі блоку живлення
Для Raspberry Pi CM 3 потрібен зовнішній блок живлення (PSU) 1.8 В. Raspberry Pi CM 4S більше не використовує зовнішню шину живлення 1.8 В, тому ці контакти на Raspberry Pi CM 4S більше не підключені. Це означає, що майбутні плінтуса не потребуватимуть встановлення регулятора, що спрощує послідовність увімкнення. Якщо існуючі плати вже мають блок живлення +1.8 В, Raspberry Pi CM 4S не зашкодить.
Raspberry Pi CM 3 використовує систему BCM2837 на чіпі (SoC), тоді як CM 4S використовує нову SoC BCM2711. BCM2711 має значно більшу доступну обчислювальну потужність, тому цілком можливо, справді ймовірно, що він споживатиме більше енергії. Якщо це викликає занепокоєння, то може допомогти обмеження максимальної тактової частоти в config.txt.
Використання введення-виведення загального призначення (GPIO) під час завантаження
Внутрішнє завантаження Raspberry Pi CM 4S починається з внутрішнього послідовного периферійного інтерфейсу (SPI) електронно стираної програмованої постійної пам’яті (EEPROM) за допомогою контактів BCM2711 GPIO40 до GPIO43; після завершення завантаження BCM2711 GPIO перемикаються на роз’єм SODIMM і ведуть себе так само, як на Raspberry Pi CM 3. Крім того, якщо потрібне внутрішньосистемне оновлення EEPROM (це не рекомендується), тоді GPIO під’єднує контакти GPIO40 до GPIO43 від BCM2711 повертається до підключення до SPI EEPROM, тому ці контакти GPIO на Роз’єм SODIMM більше не контролюється BCM2711 під час процесу оновлення.
Поведінка GPIO під час першого ввімкнення
Лінії GPIO можуть мати дуже коротку точку під час запуску, коли вони не витягуються на низький або високий рівень, тому їх поведінка стає непередбачуваною. Ця недетермінована поведінка може відрізнятися між CM3 і CM4S, а також залежно від варіацій партії чіпів на одному пристрої. У більшості випадків використання це не впливає на використання, однак, якщо у вас є вентиль MOSFET, підключений до GPIO з трьома станами, це може загрожувати будь-якими блукаючими ємностями, які утримують вольти та вмикають будь-який підключений нижче пристрій. Хорошою практикою є переконатися, що в конструкцію плати включений резистор відводу затвора на землю, незалежно від того, чи використовується CM3 або CM4S, щоб ці ємнісні заряди видалялися.
Рекомендовані значення для резистора від 10K до 100K.
Вимкнення eMMC
На Raspberry Pi CM 3 EMMC_Disable_N електрично запобігає доступу сигналів до eMMC. На Raspberry Pi CM 4S цей сигнал зчитується під час завантаження, щоб вирішити, чи використовувати для завантаження eMMC чи USB. Ця зміна має бути прозорою для більшості програм.
EEPROM_WP_N
Raspberry Pi CM 4S завантажується з бортового EEPROM, запрограмованого під час виробництва. EEPROM має функцію захисту від запису, яку можна ввімкнути за допомогою програмного забезпечення. Для підтримки захисту від запису також передбачено зовнішній контакт. Цей контакт на розводці SODIMM був контактом заземлення, тому за умовчанням, якщо захист від запису ввімкнено через програмне забезпечення, EEPROM захищено від запису. Не рекомендується оновлювати EEPROM на місці. Після завершення розробки системи EEPROM має бути захищено від запису за допомогою програмного забезпечення, щоб запобігти змінам на місці.
Потрібні зміни програмного забезпечення
Якщо ви використовуєте повністю оновлену ОС Raspberry Pi, тоді зміни програмного забезпечення, необхідні під час переходу між будь-якими платами Raspberry Pi Ltd, мінімальні; система автоматично визначає, яка плата працює, і відповідним чином налаштує операційну систему. Отже, наприкладample, ви можете перемістити свій образ ОС із Raspberry Pi CM 3+ на Raspberry Pi CM 4S, і він має працювати без змін.
ПРИМІТКА
Переконайтеся, що ваша ОС Raspberry Pi оновлена, за допомогою стандартного механізму оновлення. Це гарантує, що всі мікропрограми та програмне забезпечення ядра підходять для використовуваного пристрою.
Якщо ви розробляєте власну мінімальну збірку ядра або маєте будь-які налаштування в папці завантаження, можливо, у деяких областях вам потрібно буде переконатися, що ви використовуєте правильні налаштування, накладки та драйвери.
Хоча використання оновленої ОС Raspberry Pi має означати, що перехід досить прозорий, для деяких програм із «голим металом» можливо, що деякі адреси пам’яті змінилися, і потрібна повторна компіляція програми. Перегляньте документацію щодо периферійних пристроїв BCM2711, щоб отримати докладніші відомості про додаткові функції BCM2711 і адреси реєстрів.
Оновлення прошивки на старішій системі
У деяких випадках може бути неможливо оновити образ до останньої версії ОС Raspberry Pi. Однак для правильної роботи плати CM4S все одно знадобиться оновити мікропрограму. Від Raspberry Pi Ltd можна отримати технічну документацію, в якій детально описано оновлення мікропрограми, проте коротко процес виглядає так:
Завантажте прошивку files з такого місця: https://github.com/raspberrypi/firmware/archive/refs/heads/stable.zip
Ця блискавка file містить кілька різних елементів, але ті, які нас цікавлять у цьому stage знаходяться в папці завантаження.
Прошивка files мають імена у формі start*.elf та пов’язану з ними підтримку files fixup*.dat.
Основний принцип полягає в тому, щоб скопіювати необхідні початок і виправлення files з цього архіву file замінити одноіменний files на образі цільової операційної системи. Точний процес залежатиме від того, як налаштовано операційну систему, але як прикладample, ось як це буде зроблено на образі ОС Raspberry Pi.
- Розтягніть або відкрийте zip file щоб ви могли отримати доступ до необхідного files.
- Відкрийте папку завантаження в цільовому образі ОС (це може бути на SD-карті або копії на диску).
- Визначте, які start.elf і fixup.dat files присутні в цільовому образі ОС.
- Скопіюйте їх files з zip-архіву до цільового зображення.
Тепер зображення має бути готове до використання на CM4S.
Графіка
За замовчуванням Raspberry Pi CM 1–3+ використовує застарілий графічний стек, тоді як Raspberry Pi CM 4S використовує графічний стек KMS.
Хоча на Raspberry Pi CM 4S можна використовувати застарілий графічний стек, він не підтримує 3D-прискорення, тому рекомендується перейти на KMS.
HDMI
У той час як BCM2711 має два порти HDMI, на Raspberry Pi CM 0S доступний лише HDMI-4, і він може працювати зі швидкістю до 4Kp60. Усі інші інтерфейси дисплея (DSI, DPI та композитний) не змінені.
Raspberry Pi є торговою маркою Raspberry Pi Ltd
Raspberry Pi Ltd
Документи / Ресурси
 |
Обчислювальний модуль Raspberry Pi CM 1 4S [pdfПосібник користувача CM 1, CM 1 4S Compute Module, 4S Compute Module, Compute Module, Module |
