Módulo informático 4 de Raspberry Pi frente al Módulo informático 3

Por Maximilian Batz | 2020-11-28

Raspberry Pi lanzó el Compute Module 4, como sucesor del Compute Module 3B+. El Compute Module 4 (CM4) es el llamado System on Module (SoM), que contiene las partes principales que componen una Raspberry Pi 4, por ejemplo, y además de eso eMMC Flash en diferentes tamaños (que van desde ninguno para la versión del módulo Lite hasta 32 GB).

El CM4 permite a los diseñadores integrar una potente solución informática en sus productos embebidos, sin tener que firmar acuerdos de confidencialidad con Broadcom ni comprometerse con grandes volúmenes de compra de SoC. También se benefician de la experiencia de diseño del equipo de diseño de hardware y software de Raspberry Pi y, por supuesto, de la comunidad Raspberry Pi y la amplia gama de soporte de software para la plataforma Raspberry Pi.

Un módulo de cálculo 4

Principales diferencias en la nueva generación de módulos informáticos

nuevo factor de forma

En lugar de ser compatible mecánicamente con DDR2-SODIMM, como todos los módulos informáticos anteriores (1, 3, 3+), el nuevo CM4 se conecta a la placa base del módulo informático mediante dos conectores Hirose de alta densidad de 100 pines.

Esto le permite tener una huella más pequeña (55 mm x 40 mm x 4,7 mm, con 4 agujeros de montaje de M2,5), y proporcionar nuevas interfaces de alta velocidad. (De lo contrario, Raspberry Pi se habría quedado sin pines con el enfoque DDR2-SODIMM).

nuevas capacidades e interfaces

El nuevo CM4 dispone de interfaces adicionales:

  • un puerto HDMI adicional; ambos puertos HDMI son capaces de dar salida a 4K y son compatibles con HDMI 2.0
  • Interfaz PCI Express ( Gen 2 x1 = un carril)
  • Interfaz GBit Ethernet (Broadcom BCM54210PE PHY incluido en el módulo informático): ¡sólo tiene que añadir un MagJack a su diseño!
  • Soporte WLAN a bordo (en las versiones WiFi), con antena de trazado de PCB y antena externa opcional
La imagen muestra la antena externa (una opción suministrada por Raspberry Pi, ¡precertificada!)

diseño de la fuente de alimentación significativamente simplificado

Te sorprenderá lo sencillo que es diseñar para el nuevo módulo de computación Raspberry Pi: una sola alimentación de +5V es todo lo que se necesita, e incluso suministrará hasta 600 mA a 3,3V y 1,8V a los periféricos por ti.

Ya no es necesario añadir diferentes raíles de alimentación y secuenciarlos cuidadosamente: esto simplificará enormemente el diseño de tu propia placa base.

La propia placa CM4IO de Raspberry Pi te ayudará a empezar rápidamente con el CM4

Diferencias de conexión entre el módulo informático 4 y el módulo informático 3

Hay diferentes grupos de pines en los módulos Compute, vamos a ver cada uno de ellos y sus diferencias entre las versiones a su vez.

Diferencias de pines GPIO entre los módulos de cálculo

En la siguiente tabla, he enumerado los pines GPIO disponibles en el módulo de computación 4 (CM4), en el módulo de computación 3 (cm3) y en la Raspberry Pi 4, con sus respectivos números de pin.

Los pines GPIO están divididos por bancos GPIO, en el SoC Raspberry Pi, los pines GPIO0 - GPIO27 están en el banco GPIO 1, mientras que los pines GPIO28 a GPIO45 están en el banco GPIO 2. Los bancos GPIO, en el CM3, pueden ser manejados con voltajes independientes (GPIO0-27_VREF y GPIO28-45_VREF).

En CM4 y Pi 4 sólo el primer banco GPIO (GPIO0 - GPIO27) están expuestos. Además de eso, el CM4 expone GPIO44 y GPIO45, que normalmente se utilizan para manejar la(s) cámara(s) oficial(es) de la Raspberry Pi y la pantalla de 7". ¡Por lo tanto, el CM4 carece de 16 pines GPIO en comparación con el CM3!

GPIO BCM IDCM4 Pin#CM3 Pin#Pi 4 Pin#Nota
GPIO036 (ID_SD)327ID_SD = SDA0
GPIO135 (ID_SC)528ID_SC = SCL0
GPIO25893SDA1
GPIO356115SCL1
GPIO454157GPCLK0
GPIO5341729GPCLK1
GPIO6302131GPCLK2
GPIO7372326SPI0_CE1_N
GPIO8392724SPI0_CE0_N
GPIO9402921SPI0_MISO
GPIO10443319SPI0_MOSI
GPIO11383523SPI0_SCLK
GPIO12314532PWM0
GPIO13284733PWM1
GPIO1455518TXD0 / TXD1
GPIO15515310RXD0 / RXD1
GPIO16295736
GPIO17505911
GPIO18496312PCM_CLK
GPIO19266535PCM_FS
GPIO20276938PCM_DIN
GPIO21257140PCM_DOUT
GPIO22467515
GPIO23477716
GPIO24458118
GPIO25418322
GPIO26248737
GPIO27488913
GPIO2828SDA0
GPIO2930SCL0
GPIO3034
GPIO3136
GPIO3246GPCLK0
TXD0 / TXD1
GPIO3348RXD0 / RXD1
GPIO3452GPCLK0
GPIO3554SPI0_CE1_N
GPIO3658SPI0_CE0_N
TXD0
GPIO3760SPI0_MISO
RXD0
GPIO3864SPI0_MOSI
GPIO3966SPI0_SCLK
GPIO4070PWM0 / TXD1
SPI2_MISO
GPIO4172PWM1 / RXD1
SPI2_MOSI
GPIO4276GPCLK1
SPI2_SCLK
GPIO4378GPCLK2
SPI2_CE0_N
GPIO4482 (SDA0)82cam / disp
SDA0 / SDA1
GPCLK1
SPI2_CE1_N
GPIO4580 (SCL0)84cam / disp
SCL0 / SCL1
SPI2_CE2_N
Comparación de los pines GPIO entre CM4, CM3 y Raspbery Pi 4

Hay dos buses I2C especiales - uno en GPIO0 y GPIO1, que se utiliza para HAT EEPROMs (ID_SD / ID_SC), y uno en GPIO44 y GPIO45, que se utiliza normalmente para conectar la cámara y la pantalla.

Tenga en cuenta también, que en CM4 tiene la capacidad de establecer el voltaje de salida GPIO, utilizando GPIO_VREF - esto puede ser conectado a +1,8V o +3,3V para 1,8V o 3,3V de señalización, respectivamente. De la hoja de datos, no está claro, sin embargo, cómo esto afectará a GPIO44 y GPIO45, ¡ya que están en el Banco GPIO 1!

En el CM4, GPIO2 y GPIO3 (utilizados para I2C) tienen resistencias pull up de 1,8K.

El Compute Module 3+ permite el acceso al bus SPI2, que no está expuesto en ningún otro lugar - en el CM4, sólo tendrá acceso a SPI0 y SPI1.

El CM4 no permiten el acceso simultáneo a la UART0 (TXD0, RXD0) y a la miniUART, UART1 (TXD1, RXD1). Aquí ambas están expuestas en GPIO14 y GPIO15 como alternativas.

CM4, sin embargo, al igual que la Raspberry Pi 4, incluye UARTs adicionales (hasta 6 UARTs en total), puertos SPI (hasta 6 puertos SPI en total, cinco de los cuales están expuestos en Pi 4 y CM4) y puertos I2C (hasta 6 x I2C). Estos están disponibles como opciones adicionales de pin mux en el Banco 0 de GPIO.

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Publicado en Raspberry Pi Blog