Raspberry Pi CM 1 4S Compute Module
Produktinformation
Specifikationer
- Särdrag: Processor
- Random Access Memory: 1 GB
- Inbyggt MultiMediaCard (eMMC) minne: 0/8/16/32 GB
- Ethernet: Ja
- Universal Serial Bus (USB): Ja
- HDMI: Ja
- Formfaktor: SODIMM
Produktanvändningsinstruktioner
Övergång från Compute Module 1/3 till Compute Module 4S
Om du går över från Raspberry Pi Compute Module (CM) 1 eller 3 till en Raspberry Pi CM 4S, följ dessa steg:
- Se till att du har en kompatibel Raspberry Pi-operativsystemavbildning (OS) för den nya plattformen.
- Om du använder en anpassad kärna, review och justera den för kompatibilitet med den nya hårdvaran.
- Tänk på maskinvaruändringarna som beskrivs i manualen för skillnader mellan modellerna.
Strömförsörjningsdetaljer
Se till att använda en lämplig strömkälla som uppfyller strömkraven för Raspberry Pi CM 4S för att undvika problem.
Allmänt I/O-användning (GPIO) under uppstart
Förstå GPIO-beteendet under uppstart för att säkerställa korrekt initiering och funktion av ansluten kringutrustning eller tillbehör.
Vanliga frågor (FAQ)
F: Kan jag använda en CM 1 eller CM 3 i en minneskortplats som en SODIMM-enhet?
S: Nej, dessa enheter kan inte användas i en minneskortplats som en SODIMM-enhet. Formfaktorn är speciellt utformad för kompatibilitet med Raspberry Pi CM-modellerna.
Introduktion
Detta whitepaper är för dig som vill gå från att använda en Raspberry Pi Compute Module (CM) 1 eller 3 till en Raspberry Pi CM 4S. Det finns flera anledningar till varför detta kan vara önskvärt:
- Större datorkraft
- Mer minne
- Högre upplösning upp till 4Kp60
- Bättre tillgänglighet
- Längre produktlivslängd (sista köp inte före januari 2028)
Ur ett mjukvaruperspektiv är övergången från Raspberry Pi CM 1/3 till Raspberry Pi CM 4S relativt smärtfri, eftersom en Raspberry Pi-operativsystemsbild (OS) borde fungera på alla plattformar. Om du däremot använder en anpassad kärna kommer vissa saker att behöva beaktas när du flyttar. Hårdvaruförändringarna är betydande och skillnaderna beskrivs i ett senare avsnitt.
Terminologi
Äldre grafikstack: En grafikstack helt implementerad i VideoCore firmware-blobben med ett shim-applikationsprogrammeringsgränssnitt exponerat mot kärnan. Detta är vad som har använts på majoriteten av Raspberry Pi Ltd Pi-enheter sedan lanseringen, men som gradvis ersätts av (F)KMS/DRM.
FKMS: Fake Kernel Mode Setting. Medan den fasta programvaran fortfarande styr hårdvaran på låg nivå (t.exampfrån HDMI-portarna, Display Serial Interface, etc.), används standard Linux-bibliotek i själva kärnan.
KMS: Den fullständiga drivrutinen för Kernel Mode Setting. Styr hela visningsprocessen, inklusive att prata med hårdvaran direkt utan fast programvara.
DRM: Direct Rendering Manager, ett undersystem till Linux-kärnan som används för att kommunicera med grafiska bearbetningsenheter. Används i samarbete med FKMS och KMS.
Compute Module jämförelse
Funktionsskillnader
Följande tabell ger en uppfattning om de grundläggande elektriska och funktionella skillnaderna mellan modellerna.
| Särdrag | CM 1 | CM 3/3+ | CM 4S |
| Processor | BCM2835 | BCM2837 | BCM2711 |
| Random access minne | 512 MB | 1 GB | 1 GB |
| Inbyggt MultiMediaCard (eMMC) minne | — | 0/8/16/32 GB | 0/8/16/32 GB |
| Ethernet | Ingen | Ingen | Ingen |
| Universal Serial Bus (USB) | 1 × USB 2.0 | 1 × USB 2.0 | 1 × USB 2.0 |
| HDMI | 1 × 1080p60 | 1 × 1080p60 | 1 × 4K |
| Formfaktor | SODIMM | SODIMM | SODIMM |
Fysiska skillnader
Formfaktorn Raspberry Pi CM 1, CM 3/3+ och CM 4S är baserad på en SODIMM-kontakt (dual inline memory module). Detta ger en fysiskt kompatibel uppgraderingsväg mellan dessa enheter.
NOTERA
Dessa enheter kan inte användas i en minneskortplats som en SODIMM-enhet.
Strömförsörjningsdetaljer
Raspberry Pi CM 3 kräver en extern 1.8V strömförsörjningsenhet (PSU). Raspberry Pi CM 4S använder inte längre en extern 1.8V PSU-skena så dessa stift på Raspberry Pi CM 4S är inte längre anslutna. Detta innebär att framtida golvlister inte behöver regulatorn monterad, vilket förenklar startsekvensen. Om befintliga kort redan har en +1.8V PSU kommer ingen skada att inträffa på Raspberry Pi CM 4S.
Raspberry Pi CM 3 använder ett BCM2837-system på ett chip (SoC), medan CM 4S använder den nya BCM2711 SoC. BCM2711 har betydligt mer processorkraft tillgänglig, så det är möjligt, sannolikt, för den att förbruka mer ström. Om detta är ett problem kan det hjälpa att begränsa den maximala klockfrekvensen i config.txt.
Allmänt I/O (GPIO)-användning under uppstart
Intern uppstart av Raspberry Pi CM 4S startar från ett internt seriellt perifert gränssnitt (SPI) elektroniskt raderbart programmerbart läsminne (EEPROM) med BCM2711 GPIO40 till GPIO43-stiften; när uppstarten är klar växlas BCM2711 GPIO:erna till SODIMM-kontakten och beter sig som på Raspberry Pi CM 3. Om en systemuppgradering av EEPROM krävs (detta rekommenderas inte) så GPIO-stiften GPIO40 till GPIO43 från BCM2711 återgår till att vara ansluten till SPI EEPROM och så dessa GPIO-stift på SODIMM kontakten kontrolleras inte längre av BCM2711 under uppgraderingsprocessen.
GPIO-beteende vid första påslagning
GPIO-linjer kan ha en mycket kort punkt under uppstart där de inte dras lågt eller högt, vilket gör deras beteende oförutsägbart. Detta icke-deterministiska beteende kan variera mellan CM3 och CM4S, och även med chipbatchvariationer på samma enhet. I de flesta användningsfall har detta ingen effekt på användningen, men om du har en MOSFET-grind ansluten till en tri-state GPIO, kan detta riskera att eventuella strökapacitanser håller volt och slår på alla anslutna nedströmsenheter. Det är god praxis att se till att ett gatebleed-motstånd till jord är inbyggt i kortets design, oavsett om du använder CM3 eller CM4S, så att dessa kapacitiva laddningar tappas bort.
Föreslagna värden för motståndet är mellan 10K och 100K.
Inaktiverar eMMC
På Raspberry Pi CM 3 förhindrar EMMC_Disable_N elektriskt signaler från att komma åt eMMC. På Raspberry Pi CM 4S läses denna signal under uppstart för att avgöra om eMMC eller USB ska användas för uppstart. Denna förändring bör vara transparent för de flesta applikationer.
EEPROM_WP_N
Raspberry Pi CM 4S startar från ett EEPROM ombord som programmeras under tillverkningen. EEPROM har en skrivskyddsfunktion som kan aktiveras via programvara. Ett externt stift tillhandahålls också för att stödja skrivskydd. Detta stift på SODIMM-stiftet var ett jordstift, så om skrivskyddet är aktiverat via programvaran är EEPROM skrivskyddat som standard. Det rekommenderas inte att EEPROM uppdateras i fältet. När utvecklingen av ett system är klar bör EEPROM vara skrivskyddad via programvara för att förhindra förändringar på fältet.
Programvaruändringar krävs
Om du använder ett helt uppdaterat Raspberry Pi OS är de mjukvaruförändringar som behövs när du flyttar mellan Raspberry Pi Ltd-korten minimala; Systemet känner automatiskt av vilket kort som körs och kommer att ställa in operativsystemet på rätt sätt. Så till exempelample, du kan flytta din OS-bild från en Raspberry Pi CM 3+ till en Raspberry Pi CM 4S och den borde fungera utan ändringar.
NOTERA
Du bör se till att din Raspberry Pi OS-installation är uppdaterad genom att gå igenom standarduppdateringsmekanismen. Detta säkerställer att all firmware och kärnprogramvara är lämplig för den enhet som används.
Om du utvecklar ditt eget minimala kärnbygge eller har några anpassningar i startmappen kan det finnas vissa områden där du kommer att behöva se till att du använder rätt inställningar, överlägg och drivrutiner.
Medan användning av ett uppdaterat Raspberry Pi OS borde innebära att övergången är ganska transparent, för vissa "bare metal"-applikationer är det möjligt att vissa minnesadresser har ändrats och en omkompilering av applikationen krävs. Se dokumentationen för BCM2711 kringutrustning för mer information om extrafunktionerna hos BCM2711 och registeradresser.
Uppdatering av firmware på ett äldre system
Under vissa omständigheter kanske det inte går att uppdatera en bild till den senaste versionen av Raspberry Pi OS. Dock kommer CM4S-kortet fortfarande att behöva uppdaterad firmware för att fungera korrekt. Det finns ett whitepaper tillgängligt från Raspberry Pi Ltd som beskriver uppdatering av firmware i detalj, men i korthet är processen som följer:
Ladda ner firmware files från följande plats: https://github.com/raspberrypi/firmware/archive/refs/heads/stable.zip
Denna zip file innehåller flera olika föremål, men de vi är intresserade av på denna stage finns i startmappen.
Den fasta programvaran files har namn på formen start*.elf och deras tillhörande stöd files fixup*.dat.
Grundprincipen är att kopiera nödvändig start och fixering files från denna zip file att ersätta samma namn files på destinationsoperativsystemets bild. Den exakta processen kommer att bero på hur operativsystemet har konfigurerats, men som ett example, så här skulle det göras på en Raspberry Pi OS-bild.
- Dra ut eller öppna blixtlåset file så att du kan komma åt de nödvändiga files.
- Öppna startmappen på OS-målbilden (detta kan vara på ett SD-kort eller en diskbaserad kopia).
- Bestäm vilken start.elf och fixup.dat files finns på destinationens OS-bild.
- Kopiera dem files från zip-arkivet till destinationsbilden.
Bilden ska nu vara klar för användning på CM4S.
Grafik
Som standard använder Raspberry Pi CM 1–3+ den äldre grafikstacken, medan Raspberry Pi CM 4S använder KMS-grafikstacken.
Även om det är möjligt att använda den äldre grafikstacken på Raspberry Pi CM 4S, stöder detta inte 3D-acceleration, så att flytta till KMS rekommenderas.
HDMI
Medan BCM2711 har två HDMI-portar, är endast HDMI-0 tillgängligt på Raspberry Pi CM 4S, och denna kan drivas med upp till 4Kp60. Alla andra skärmgränssnitt (DSI, DPI och komposit) är oförändrade.
Raspberry Pi är ett varumärke som tillhör Raspberry Pi Ltd
Raspberry Pi Ltd
Dokument/resurser
 | Raspberry Pi CM 1 4S Compute Module [pdf] Användarhandbok CM 1, CM 1 4S Compute Module, 4S Compute Module, Compute Module, Module |
