樹莓派 CM 1 4S 計算模組
產品資訊
規格
- 特徵： 處理器
- 隨機存取記憶體： 1GB
- 嵌入式多媒體卡 (eMMC) 記憶體： 0/8/16/32GB
- 乙太網路： 是的
- 通用序列匯流排 (USB)： 是的
- HDMI接口： 是的
- 外形尺寸： SODIMM
產品使用說明
從計算模組 1/3 過渡到計算模組 4S
如果您要從 Raspberry Pi 計算模組 (CM) 1 或 3 過渡到 Raspberry Pi CM 4S，請依照下列步驟操作：
- 確保您擁有適用於新平台的相容 Raspberry Pi 作業系統 (OS) 映像。
- 如果使用自訂內核，請重新view 並調整它以與新硬體相容。
- 請考慮手冊中所述的硬體變更以了解型號之間的差異。
電源詳情
確保使用符合 Raspberry Pi CM 4S 電源要求的合適電源，以避免任何問題。
啟動期間通用 I/O (GPIO) 使用情況
了解啟動期間的 GPIO 行為，以確保所連接的周邊設備或配件正確初始化和正常運作。
常見問題 (FAQ)
Q：我可以將記憶體插槽中的 CM 1 或 CM 3 用作 SODIMM 裝置嗎？
答：不可以，這些設備不能作為 SODIMM 設備在記憶體插槽中使用。此外形尺寸專為與 Raspberry Pi CM 型號相容而設計。
介紹
本白皮書適用於那些希望從使用 Raspberry Pi 計算模組 (CM) 1 或 3 遷移到 Raspberry Pi CM 4S 的使用者。這樣做可能有幾個原因：
- 更強的運算能力
- 更多記憶體
- 更高解析度輸出高達 4Kp60
- 更好的可用性
- 產品壽命更長（最後一次購買不要早於 2028 年 XNUMX 月）
從軟體角度來看，從 Raspberry Pi CM 1/3 遷移到 Raspberry Pi CM 4S 相對輕鬆，因為 Raspberry Pi 作業系統 (OS) 映像應該適用於所有平台。但是，如果您使用自訂內核，則在遷移過程中需要考慮一些事情。硬體變化相當大，差異將在後面的部分中描述。
術語
傳統圖形堆疊：完全在 VideoCore 韌體 blob 中實現的圖形堆疊，並具有向核心公開的 shim 應用程式介面。這是自發布以來大多數 Raspberry Pi Ltd Pi 設備上使用的方法，但逐漸被 (F)KMS/DRM 取代。
FKMS：假核心模式設定。雖然韌體仍然控制低階硬體（例如amp（例如 HDMI 連接埠、顯示串列介面等），核心本身使用標準 Linux 函式庫。
KMS：完整的核心模式設定驅動程式。控制整個顯示過程，包括直接與硬體對話，無需韌體互動。
DRM：Direct Rendering Manager，Linux 核心的子系統，用於與圖形處理單元通訊。與 FKMS 和 KMS 合作使用。
計算模組比較
功能差異
下表給出了這些型號之間基本電氣和功能差異的一些概念。
| 特徵 | 厘米1 | 厘米3/3+ | CM 4S |
| 處理器 | BCM2835 | BCM2837 | BCM2711 |
| 隨機存取記憶體 | 512MB | 1GB | 1GB |
| 嵌入式多媒體卡 (eMMC) 內存 | — | 0/8/16/32GB | 0/8/16/32GB |
| 乙太網路 | 沒有任何 | 沒有任何 | 沒有任何 |
| 通用序列匯流排 (USB) | 1 個 USB 2.0 | 1 個 USB 2.0 | 1 個 USB 2.0 |
| HDMI | 1×1080p60 | 1×1080p60 | 1×4K |
| 外形尺寸 | SODIMM | SODIMM | SODIMM |
身體差異
Raspberry Pi CM 1、CM 3/3+ 和 CM 4S 外形尺寸基於小外形雙列直插記憶體模組 (SODIMM) 連接器。這在這些設備之間提供了物理相容的升級路徑。
筆記
這些設備不能作為 SODIMM 設備在記憶體插槽中使用。
電源詳情
Raspberry Pi CM 3 需要外部 1.8V 電源單元 (PSU)。 Raspberry Pi CM 4S 不再使用外部 1.8V PSU 軌，因此 Raspberry Pi CM 4S 上的這些引腳不再連接。這意味著未來的基板將不需要安裝穩壓器，從而簡化了加電排序。如果現有主機板已配備 +1.8V PSU，則不會對 Raspberry Pi CM 4S 造成損害。
Raspberry Pi CM 3 使用 BCM2837 系統單晶片 (SoC)，而 CM 4S 則使用新的 BCM2711 SoC。 BCM2711 具有明顯更強的可用處理能力，因此它有可能（實際上很可能）消耗更多功率。如果這是一個問題，那麼限制 config.txt 中的最大時脈速率會有所幫助。
啟動期間通用 I/O (GPIO) 使用情況
Raspberry Pi CM 4S 的內部啟動從使用 BCM2711 GPIO40 至 GPIO43 引腳的內部串列週邊介面 (SPI) 電子可擦除可程式唯讀記憶體 (EEPROM) 開始；啟動完成後，BCM2711 GPIO 將切換到 SODIMM 連接器，因此其行為與 Raspberry Pi CM 3 相同。連接到SPI EEPROM，因此SODIMM 連接器上的這些GPIO 引腳在升級過程中不再受BCM40 控制。
初始上電時的 GPIO 行為
GPIO 線在啟動期間可能有一個非常短暫的點，在該點上它們不會被拉低或拉高，因此使其行為變得不可預測。這種不確定性行為在 CM3 和 CM4S 之間可能會有所不同，而且同一裝置上的晶片批次也會有所不同。在大多數用例中，這對使用沒有影響，但是，如果您有一個連接到三態 GPIO 的 MOSFET 閘極，則可能會導致任何雜散電容保持電壓並開啟任何連接的下游裝置。無論是使用 CM3 還是 CM4S，最好確保將閘極洩放電阻器接地納入電路板設計中，以便將這些電容性電荷洩除。
建議電阻值在 10K 到 100K 之間。
禁用 eMMC
在 Raspberry Pi CM 3 上，EMMC_Disable_N 以電氣方式阻止訊號存取 eMMC。在 Raspberry Pi CM 4S 上，啟動期間會讀取此訊號，以決定是使用 eMMC 還是 USB 進行啟動。此更改對於大多數應用程式來說應該是透明的。
EEPROM_WP_N
Raspberry Pi CM 4S 從在製造過程中編程的板載 EEPROM 啟動。 EEPROM 具有可透過軟體啟用的寫入保護功能。還提供了一個外部引腳來支援寫入保護。 SODIMM 引腳上的此引腳是接地引腳，因此預設情況下，如果透過軟體啟用寫入保護，則 EEPROM 會受到寫入保護。不建議現場更新 EEPROM。系統開發完成後，應透過軟體對 EEPROM 進行寫入保護，以防止現場更改。
需要更改軟體
如果您使用的是完全更新的 Raspberry Pi 作業系統，那麼在任何 Raspberry Pi Ltd 板之間移動時所需的軟體變更是最少的；系統自動偵測哪個板正在運行，並適當地設定作業系統。所以，對於前amp檔案中，您可以將作業系統映像從 Raspberry Pi CM 3+ 移至 Raspberry Pi CM 4S，它應該無需更改即可運作。
筆記
您應該透過標準更新機制確保您的 Raspberry Pi 作業系統安裝是最新的。這將確保所有韌體和核心軟體都適合所使用的設備。
如果您正在開發自己的最小核心版本或在啟動資料夾中進行任何自訂，那麼您可能需要在某些區域確保使用正確的設定、覆蓋層和驅動程式。
雖然使用更新的 Raspberry Pi 作業系統應該意味著過渡相當透明，但對於某些「裸機」應用程式來說，某些記憶體位址可能已更改，並且需要重新編譯應用程式。有關 BCM2711 的額外功能和暫存器位址的更多詳細信息，請參閱 BCM2711 週邊文件。
更新舊系統上的韌體
在某些情況下，可能無法將映像更新至最新版本的 Raspberry Pi OS。但是，CM4S 板仍需要更新韌體才能正常運作。 Raspberry Pi Ltd 有一份白皮書，詳細描述了更新固件，但簡而言之，流程如下：
下載韌體 file來自以下位置： https://github.com/raspberrypi/firmware/archive/refs/heads/stable.zip
這個拉鍊 file 包含幾個不同的項目，但我們對此感興趣tage 位於啟動資料夾中。
固件 files 的名稱格式為 start*.elf 及其相關支持 files 修正*.dat。
基本原理是複製所需的啟動和修復 file來自該郵編 file 替換同名的 file目標作業系統映像上的 s。確切的過程取決於作業系統的設定方式，但作為前ample，這就是在 Raspberry Pi OS 映像上完成的方法。
- 解壓縮或開啟 zip file 這樣您就可以訪問所需的 files.
- 開啟目標作業系統映像上的啟動資料夾（這可能位於 SD 卡或基於磁碟的副本上）。
- 確定start.elf和fixup.dat是哪一個 files 存在於目標作業系統映像上。
- 複製那些 file從 zip 存檔到目標影像。
該圖像現在應該可以在 CM4S 上使用。
圖形
預設情況下，Raspberry Pi CM 1–3+ 使用舊版圖形堆疊，而 Raspberry Pi CM 4S 使用 KMS 圖形堆疊。
雖然可以在 Raspberry Pi CM 4S 上使用舊版圖形堆疊，但這不支援 3D 加速，因此建議遷移到 KMS。
HDMI
雖然 BCM2711 有兩個 HDMI 端口，但 Raspberry Pi CM 0S 上僅提供 HDMI-4，且驅動速度高達 4Kp60。所有其他顯示介面（DSI、DPI 和複合）均保持不變。
Raspberry Pi 是 Raspberry Pi Ltd 的商標
樹莓派有限公司
文件/資源
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樹莓派 CM 1 4S 計算模組 [pdf] 使用者指南 CM 1、CM 1 4S 計算模組、4S 計算模組、計算模組、模組 |
