Raspberry Pi 计算模块 4 用户指南

Raspberry Pi 产品（包括数据表）的技术和可靠性数据（包括不时修改的数据）（“资源”）由 Raspberry Pi LTD（“RPL”）“按原样”提供，任何明示或暗示的保证，包括但不限于适销性和针对特定用途的适用性的暗示保证，在适用法律允许的最大范围内均不承担任何责任。在任何情况下，RPL 均不对任何直接、间接、偶然、特殊、惩戒性或后果性损害（包括但不限于采购替代商品或服务、使用、数据或利润的损失或业务中断）无论如何造成，也无论基于何种责任理论，无论是合同、严格责任还是因使用资源而以任何方式引起的侵权行为（包括疏忽或其他），即使已被告知有此类损害的可能性。

RPL 保留随时对资源或其中描述的任何产品进行任何增强、改进、修正或任何其他修改的权利，恕不另行通知

这资源适用于具有适当设计知识水平的熟练用户。用户自行负责选择和使用资源以及其中描述的任何产品的应用。用户同意赔偿并免除 RPL 因使用资源而产生的任何责任、费用、损害或其他损失。

RPL 仅允许用户将资源与 Raspberry Pi 产品结合使用。禁止将资源用于其他任何用途。不授予任何其他 RPL 或其他第三方知识产权许可。

高风险活动Raspberry Pi 产品并非设计、制造或预期用于需要故障安全性能的危险环境，例如核设施、飞机导航或通信系统、空中交通管制、武器系统或安全关键应用（包括生命支持系统和其他医疗设备）的运行，在这些环境中，产品故障可能直接导致死亡、人身伤害或严重的物理或环境损害（“高风险活动”）。RPL 明确否认对高风险活动适用性的任何明示或暗示保证，并且对于在高风险活动中使用或包含 Raspberry Pi 产品不承担任何责任。

Raspberry Pi 产品受 RPL 约束 标准条款。 RPL 提供的资源不会扩大或以其他方式修改 RPL 的 标准条款 包括但不限于其中表达的免责声明和保证。

文档版本历史

发布	日期	描述
1	2025年3月	初始版本。本文档主要基于“Raspberry Pi 计算模块 5 前瞻性指引”白皮书。

文件范围

本文档适用于以下树莓派产品：

Pi 0

Pi 1

Pi 2

Pi 3

Pi 4

Pi 400

Pi 5

Pi 500

CM1

CM3

CM4

CM5

微微

Pico2

全部

介绍

Raspberry Pi 计算模块 5 延续了 Raspberry Pi 的传统，采用最新的旗舰 Raspberry Pi 计算机，打造出一款适用于嵌入式应用的小型、硬件等效的产品。Raspberry Pi 计算模块 5 与 Raspberry Pi 计算模块 4 具有相同的紧凑外形，但性能更高，功能更完善。当然，Raspberry Pi 计算模块 4 和 Raspberry Pi 计算模块 5 之间存在一些差异，本文将对此进行介绍。

笔记
对于无法使用 Raspberry Pi Compute Module 5 的少数客户，Raspberry Pi Compute Module 4 将至少继续生产到 2034 年。
Raspberry Pi Compute Module 5 数据表应与本白皮书结合阅读。
https://datasheets.raspberrypi.com/cm5/cm5-datasheet.pdf

主要特点

Raspberry Pi 计算模块 5 具有以下特点：

四核 64 位 Arm Cortex-A76 (Armv8) SoC，主频 2.4GHz
2GB、4GB、8GB 或 16GB LPDDR4 SDRAM
板载 eMMC 闪存，OGB（精简型号），16GB、32GB 或 64GB 选项

2 个 USB 3.0 端口
1 Gb 以太网接口
2 个 4 通道 MIPI 端口，支持 DSI 和 CSI-2
2 个 HDMI 端口可同时支持 4Kp60
28个GPIO引脚
板载测试点可简化生产编程
底部内置 EEPROM，提高安全性
板载 RTC（通过 100 针连接器连接外部电池）
板载风扇控制器
板载 Wi-Fi®/蓝牙（取决于 SKU）
单通道 PCIe 2.0′
Type-C PD PSU 支持

笔记
并非所有 SDRAM/eMMC 配置均适用。请咨询我们的销售团队。
在某些应用中可以使用 PCIe Gen 3.0，但尚未得到官方支持。

Raspberry Pi 计算模块 4 兼容性

对于大多数客户来说，Raspberry Pi 计算模块 5 将与 Raspberry Pi 计算模块 4 引脚兼容。
Raspberry Pi Compute Module 5 和 Raspberry Pi Compute Module 4 型号之间已删除/更改以下功能：

复合视频
Raspberry Pi 5 上可用的复合输出未在 Raspberry Pi Compute Module 5 上路由
双通道 DSI 端口
Raspberry Pi Compute Module 5 上有两个 4 通道 DSI 端口，与 CSI 端口复用，总共两个

双通道CSI端口
Raspberry Pi Compute Module 5 上有两个 4 通道 CSI 端口，与 DSI 端口复用，总共两个
2个ADC输入

记忆

Raspberry Pi Compute Module 4 的最大内存容量为 8GB，而 Raspberry Pi Compute Module 5 则提供 16GB RAM 版本。

与 Raspberry Pi Compute Module 4 不同，Raspberry Pi Compute Module 5 没有 1GB RAM 版本。

模拟音频

模拟音频可以复用到 Raspberry Pi 计算模块 5 上的 GPIO 引脚 12 和 13，方式与 Raspberry Pi 计算模块 4 相同。

使用以下设备树覆盖将模拟音频分配给这些引脚：

由于 RP1 芯片的勘误，GPIO 引脚 18 和 19 可用于 Raspberry Pi 计算模块上的模拟音频
4、没有连接到Raspberry Pi Compute Module 5上的模拟音频硬件，无法使用。

笔记
输出的是比特流，而不是真正的模拟信号。平滑电容器和 ampIO 板上需要放大器来驱动线路电平输出。

USB 启动的变更

仅支持通过引脚 134/136 和 163/165 上的 USB 3.0 端口从闪存驱动器进行 USB 启动
Raspberry Pi 计算模块 5 不支持 USB-C 端口上的 USB 主机启动
与 BCM2711 处理器不同，BCM2712 在 USB-C 接口上没有 XHCI 控制器，只有 103/105 引脚上的 DWC2 控制器。使用 1800t 启动是通过这些引脚完成的。

更改为模块复位和掉电模式

1/0 引脚 92 现在设置为 w 按钮而不是 sus PG，这意味着您需要使用 PMIC EN 来重置模块。

PRIC ENABLE 信号会重置 PMIC，进而重置 SoC。您可以 view PRIC EN when it’s driven low and released, which is functionally similar to driving tus Po low on Raspberry Pi Compute Module 4 and releasin克它。

Raspberry Pi 计算模块 4 的另一个优势是能够通过 nEXTRST 信号重置外设。Raspberry Pi 计算模块 5 将在 CAM GPIOT 上模拟此功能。

全球 EN/PHIC EN 直接连接到 PMIC，完全绕过操作系统。在 Raspberry Pi 计算模块 5 上，使用
全球英语/PHIC Es 执行硬（但不安全）关机

如果在使用现有的 10 板时需要保留切换 I/O 引脚 92 以启动硬重置的功能，则应在软件级别拦截按钮；它不是调用系统关闭，而是可用于生成软件中断，并从那里直接触发系统重置（例如写入 S）

处理电源按钮的设备树条目（arch/arm64/boot/dts/broadcom/bcm2712-rpi-cm5.dtsi）。

代码 116 是内核的 KEY POWER 事件的标准事件代码，并且操作系统中有一个针对此事件的处理程序。

如果您担心固件或操作系统崩溃导致电源键无响应，Raspberry Pi 建议使用内核看门狗。Raspberry Pi 操作系统已通过设备树支持 ARM 看门狗，并且可以根据具体用例进行定制。此外，长按/拉动 PIR 按钮（7 秒）将导致 PMIC 的内置处理器关闭设备。

详细的引脚排列变化

CAM1 和 DSI1 信号具有双重用途，可用于 CSI 摄像机或 DSI 显示器。

Raspberry Pi Compute Module 4 上之前用于 CAMO 和 DSIO 的引脚现在支持 Raspberry Pi Compute Module 5 上的 USB 3.0 端口。

Raspberry Pi 计算模块 4 的原 VBAC COMP 引脚现在是一个支持 VBUS 的引脚，用于连接两个 USB 3.0 端口，并且为高电平有效。Raspberry Pi 计算模块 4 在 HDMI、SDA、SCL、HPD 和 CEC 信号上提供了额外的 ESD 保护。由于空间限制，Raspberry Pi 计算模块 5 取消了这项保护。如果需要，可以在底板上安装 ESD 保护，尽管 Raspberry Pi 有限公司并不认为这是必不可少的。

别针	CM4	CM5	评论
16	同步输入	范塔乔	风扇转速输入
19	以太网 nLED1	粉丝_pwn	风扇PWM输出
76	预订的	VBAT	RTC 电池。注意：即使 CM5 已通电，也会有几 uA 的恒定负载。
92	运行_PG	PWR_按钮	复制 Raspberry Pi 5 上的电源按钮。短按表示设备唤醒或关机。长按强制关机。
93	nRPI启动	nRPI启动	如果 PWR_Button 为低电平，则该引脚在通电后也会短暂地设置为低电平。
94	模拟IP1	CC1	该引脚可以连接到 Type-C USB 连接器的 CC1 线，以使 PMIC 能够协商 5A。
96	模拟IP0	CC2	该引脚可以连接到 Type-C USB 连接器的 CC2 线，以使 PMIC 能够协商 5A。
99	全球_EN	PMIC_ENABLE	沒有外部變化。
100	nEXTRST	CAM_GPIO1	在 Raspberry Pi 计算模块 5 上拉起，但可以强制低以模拟重置信号。
104	预订的	PCIE_DET_nWAKE	PCIE nWAKE。使用 8.2K 电阻上拉至 CM5_3v3。
106	预订的	PCIE_PWR_EN	指示 PCIe 设备是否可以上电或断电。高电平有效。
111	VDAC_COMP	VBUS_EN	输出表示应启用 USB VBUS 的信号。
128	摄像头0_D0_N	USB3-0-RX_N	可能零件编号已互换。
130	CAM0_D0_P	USB3-0-RX_P	可能零件编号已互换。
134	摄像头0_D1_N	USB3-0-DP	USB 2.0信号。
136	CAM0_D1_P	USB3-0-DM	USB 2.0信号。
140	CAM0_C_N	USB3-0-TX_N	可能零件编号已互换。
142	CAM0_C_P	USB3-0-TX_P	可能零件编号已互换。
157	DSI0_D0_N	USB3-1-RX_N	可能零件编号已互换。
159	DSI0_D0_P	USB3-1-RX_P	可能零件编号已互换。
163	DSI0_D1_N	USB3-1-DP	USB 2.0信号。
165	DSI0_D1_P	USB3-1-DM	USB 2.0信号。
169	DSI0_C_N	USB3-1-TX_N	可能零件编号已互换。
171	DSI0_C_P	USB3-1-TX_P	可能零件编号已互换。

除上述内容外，PCIe CLK 信号不再电容耦合。

印刷电路板

Raspberry Pi Compute Module 5 的 PCB 比 Raspberry Pi Compute Module 4 的 PCB 更厚，厚度为 1.24mm+/-10%。

轨道长度

HDMI0 轨道长度已更改。每个 P/N 对保持匹配，但对于现有主板，线对之间的偏移现在小于 1 毫米。这不太可能造成影响，因为线对之间的偏移可能达到 25 毫米左右。

HDMI1 轨道长度也发生了变化。每个 P/N 对保持匹配，但对于现有主板，线对之间的偏移现在小于 5 毫米。这不太可能造成影响，因为线对之间的偏移可能在 25 毫米左右。
以太网轨道长度已更改。每个 P/N 对仍然保持匹配，但对于现有主板，线对之间的偏移现在小于 4 毫米。这不太可能造成影响，因为线对之间的偏移可能在 12 毫米左右。

连接器

两个 100 针连接器已更换为其他品牌。这些连接器与现有连接器兼容，但已在高电流下进行测试。主板上的配套部件是 Amp苯酚部件号 10164227-1001A1RLF

功率预算

由于 Raspberry Pi 计算模块 5 的性能远高于 Raspberry Pi 计算模块 4，因此其功耗也会更高。电源设计应考虑最高 2.5A 的 SV 电流。如果这会影响现有主板设计，可以降低 CPU 时钟频率以降低峰值功耗。

固件监控 USB 的电流限制，这实际上意味着 usb mas surrant，启用 在 CM5 上始终为 1，因此 10 板设计应考虑所需的总 USB 电流。

固件将通过设备树报告检测到的电源功能（如果可能）。在正在运行的系统上，请参阅 /proc/设备树/选择/poser/这些 files 存储为 32 位大端二进制数据。

软件变更/要求

从软件角度 viewRaspberry Pi 计算模块 4 和 Raspberry Pi 计算模块 5 之间的硬件变化通过新的设备树向用户隐藏 files，这意味着大多数遵循标准 Linux API 的软件无需更改即可运行。设备树 file确保在启动时加载正确的硬件驱动程序。
设备树 file可以在 Raspberry Pi Linux 内核树中找到。例如amp乐：
https://github.com/raspberrypi/linux/blob/rpi-612.y/arch/arm64/boot/dis/broadcom/bom2712-pi-om5.dtsi.

建议迁移至 Raspberry Pi 计算模块 5 的用户使用下表所示的软件版本或更高版本。虽然不强制要求使用 Raspberry Pi OS，但其操作系统具有参考价值，因此将其纳入表中。

软件	版本	日期	笔记
树莓派操作系统	书虫 (12)
固件		自 2025 年 3 月 10 日起	看 https://pip.raspberrypi.com/categories/685-app-notes-guides- 白皮书/文档/RP-003476-WP/Updating-Pi-firmware.pdf 了解如何在现有镜像上升级固件。请注意，Raspberry Pi 计算模块 5 设备已预装相应的固件
核心	6.12.x	从 2025	这是 Raspberry Pi OS 中使用的内核

从专有驱动程序迁移到标准 Linux API/库/
固件

下面列出的所有更改都是 2023 年 4 月从 Raspberry Pi OS Bullseye 过渡到 Raspberry Pi OS Bookworm 的一部分。虽然 Raspberry Pi 计算模块 5 能够使用较旧的已弃用 API（因为所需的旧固件仍然存在），但 Raspberry Pi 计算模块 XNUMX 并非如此。

Raspberry Pi 计算模块 5 与 Raspberry Pi 5 一样，现在依赖于 DRM（直接渲染管理器）显示堆栈，而不是通常称为 DispmanX 的传统堆栈。Raspberry Pi 计算模块 5 上没有 DispmanX 的固件支持，因此迁移到 DRM 至关重要。

类似的要求也适用于相机，Raspberry Pi Compute Module 5 仅支持 libcamera 库的 API，因此使用旧固件 MMAL API 的旧应用程序（例如 raspi-still 和 rasps-vid）不再运行。
使用 OpenMAX API（摄像头、编解码器）的应用程序将无法在 Raspberry Pi Compute Module 5 上运行，因此需要重写以使用 V4L2。例如amp该文件可以在 libcamera-apps GitHub 存储库中找到，它用于访问 H264 编码器硬件。

OMXPlayer 不再受支持，因为它也使用 MMAL API 进行视频播放，您应该使用 VLC 应用程序。这些应用程序之间不兼容命令行：有关使用方法的详细信息，请参阅 VLC 文档。
Raspberry Pi 之前发布过一份白皮书，更详细地讨论了这些变化： https://pip.raspberrypi.com/categories/685-app-notes-guides-whitepapers/documents/RP-006519-WP/Transitioning-from-Buliseye-to-Bookworm.pdf.

附加信息

虽然与从 Raspberry Pi Compute Module 4 到 Raspberry Pi Compute Module 5 的过渡没有严格关系，但 Raspberry Pi Ltd 发布了新版本的 Raspberry Pi Compute Module 配置软件，并且还有两个发行版生成工具，Raspberry Pi Compute Module 5 的用户可能会觉得有用。

rpi-sb-provisioner 是一款适用于 Raspberry Pi 设备的极简输入、自动安全启动配置系统。它完全免费下载和使用，您可以在我们的 GitHub 页面上找到： https://github.com/raspberrypi/rpi-sb-provisioner.

皮根是用于创建官方 Raspberry Pi OS 镜像的工具，但第三方也可以使用它来创建自己的发行版。对于需要客户根据特定用例构建基于 Raspberry Pi OS 的自定义操作系统的 Raspberry Pi 计算模块应用程序，建议使用此方法。此工具也可免费下载和使用，可在此处找到： https://github.com/RPi-Distro/pi-gen。pi-gen 工具与 rpi-sb-provisioner 良好集成，提供生成安全启动操作系统映像并在 Raspberry Pi Compute Module 5 上实现它们的端到端流程。

rpi-图像生成 是一个新的图像创建工具（https://github.com/raspberrypi/rpi-image-gen) 可能更适合更轻量级的客户发行版

对于启动和测试，以及不需要完整配置系统的情况，rpiboot 仍然可在 Raspberry Pi Compute Module 5 上使用。Raspberry Pi Ltd 建议使用运行最新版本的 Raspberry Pi OS 和最新 rathoot 的主机 Raspberry Pi SBC。 https://github.com/raspberrypi/usbboot运行的时候必须使用“大容量存储小工具”选项 rpiboot， 因为以前基于固件的选项不再受支持。

联系方式，了解更多信息

请联系
applications@iraspberrypi.com
如果您对本白皮书有任何疑问。
Web: www.raspberrypi.com

文件/资源

Raspberry Pi 计算模块 4 [pdf] 用户指南
计算模块 4，模块 4

参考

用户手册

版权页