Raspberry Pi Compute Module 4 vs Compute Module 3

Raspberry Pi a lancé le Compute Module 4, qui succède au Compute Module 3B+. Le Compute Module 4 (CM4) est ce que l'on appelle un System on Module (SoM), qui contient les éléments de base qui constituent un Raspberry Pi 4, par exemple, et en plus de cela des eMMC Flash de différentes tailles (allant de zéro pour la version Lite du module à 32 Go).

Le CM4 permet aux concepteurs d'intégrer une solution informatique puissante dans leurs produits embarqués, sans avoir à signer des accords de confidentialité avec Broadcom, ni à s'engager sur des volumes d'achat élevés de SoC. Ils bénéficient également de l'expérience de conception de l'équipe de conception matérielle et logicielle de Raspberry Pi, et bien sûr de la communauté Raspberry Pi et de la large gamme de support logiciel pour la plateforme Raspberry Pi.

Principales différences dans la nouvelle génération de modules Compute

nouveau facteur de forme

Au lieu d'être compatible mécaniquement avec les DDR2-SODIMM, comme tous les Compute Modules précédents (1, 3, 3+), le nouveau CM4 se connecte à la carte porteuse de votre Compute Module à l'aide de deux connecteurs Hirose haute densité à 100 broches.

Cela lui permet d'avoir un encombrement réduit (55 mm x 40 mm x 4,7 mm, avec 4 trous de montage M2,5) et de fournir de nouvelles interfaces à haut débit. (Le Raspberry Pi aurait autrement manqué de broches avec l'approche DDR2-SODIMM).

nouvelles capacités et interfaces

Le nouveau CM4 dispose d'interfaces supplémentaires :

• un port HDMI supplémentaire ; les deux ports HDMI sont capables d'une sortie 4K et prennent en charge la norme HDMI 2.0.
• Interface PCI Express ( Gen 2 x1 = single lane)
• Interface Ethernet GBit (Broadcom BCM54210PE PHY est inclus à bord du Compute Module) - tout ce que vous devez ajouter dans votre conception est un MagJack !
• Support WLAN embarqué (dans les versions WiFi), avec antenne sur circuit imprimé et antenne externe en option !

conception de l'alimentation électrique considérablement simplifiée

Vous serez étonné de voir à quel point il est simple de concevoir un module de calcul pour le nouveau Raspberry Pi : une seule alimentation +5V est tout ce qu'il faut, et il fournira même jusqu'à 600 mA à 3,3V et 1,8V aux périphériques pour vous.

Il n'est plus nécessaire d'ajouter différents rails d'alimentation et de les séquencer avec soin - cela simplifiera grandement la conception de votre propre carte porteuse.

Différences de brochage entre le Compute Module 4 et le Compute Module 3

Il existe différents groupes de broches sur les modules Compute, nous allons examiner successivement chacun d'entre eux et leurs différences entre les versions.

Différences de broches GPIO entre les modules de calcul

Dans le tableau ci-dessous, j'ai listé les broches GPIO disponibles sur le module de calcul 4 (CM4), sur le module de calcul 3 (cm3), et sur le Raspberry Pi 4, avec leurs numéros de broches respectifs.

Les broches GPIO sont divisées par banques GPIO, sur le SoC Raspberry Pi, les broches GPIO0 - GPIO27 sont dans la banque GPIO 1, tandis que les broches GPIO28 à GPIO45 sont sur la banque GPIO 2. Les banques GPIO, sur CM3, peuvent être pilotées avec des tensions indépendantes (GPIO0-27_VREF et GPIO28-45_VREF).

Sur CM4 et Pi 4, seule la première banque de GPIO (GPIO0 - GPIO27) est exposée. En plus de cela, le CM4 expose GPIO44 et GPIO45, qui sont généralement utilisés pour piloter la ou les caméras officielles du Raspberry Pi et l'écran 7". Le CM4 manque donc de 16 broches GPIO par rapport au CM3 !

GPIO BCM ID	CM4 Pin#	CM3 Pin#	Pi 4 Pin#	Note
GPIO0	36 (ID_SD)	3	27	ID_SD = SDA0
GPIO1	35 (ID_SC)	5	28	ID_SC = SCL0
GPIO2	58	9	3	SDA1
GPIO3	56	11	5	SCL1
GPIO4	54	15	7	GPCLK0
GPIO5	34	17	29	GPCLK1
GPIO6	30	21	31	GPCLK2
GPIO7	37	23	26	SPI0_CE1_N
GPIO8	39	27	24	SPI0_CE0_N
GPIO9	40	29	21	SPI0_MISO
GPIO10	44	33	19	SPI0_MOSI
GPIO11	38	35	23	SPI0_SCLK
GPIO12	31	45	32	PWM0
GPIO13	28	47	33	PWM1
GPIO14	55	51	8	TXD0 / TXD1
GPIO15	51	53	10	RXD0 / RXD1
GPIO16	29	57	36
GPIO17	50	59	11
GPIO18	49	63	12	PCM_CLK
GPIO19	26	65	35	PCM_FS
GPIO20	27	69	38	PCM_DIN
GPIO21	25	71	40	PCM_DOUT
GPIO22	46	75	15
GPIO23	47	77	16
GPIO24	45	81	18
GPIO25	41	83	22
GPIO26	24	87	37
GPIO27	48	89	13
GPIO28		28		SDA0
GPIO29		30		SCL0
GPIO30		34
GPIO31		36
GPIO32		46		GPCLK0 TXD0 / TXD1
GPIO33		48		RXD0 / RXD1
GPIO34		52		GPCLK0
GPIO35		54		SPI0_CE1_N
GPIO36		58		SPI0_CE0_N TXD0
GPIO37		60		SPI0_MISO RXD0
GPIO38		64		SPI0_MOSI
GPIO39		66		SPI0_SCLK
GPIO40		70		PWM0 / TXD1 SPI2_MISO
GPIO41		72		PWM1 / RXD1 SPI2_MOSI
GPIO42		76		GPCLK1 SPI2_SCLK
GPIO43		78		GPCLK2 SPI2_CE0_N
GPIO44	82 (SDA0)	82		cam / disp SDA0 / SDA1 GPCLK1 SPI2_CE1_N
GPIO45	80 (SCL0)	84		cam / disp SCL0 / SCL1 SPI2_CE2_N

Il existe deux bus I2C spéciaux - un sur GPIO0 et GPIO1, qui est utilisé pour les EEPROMs de la HAT (ID_SD / ID_SC), et un sur GPIO44 et GPIO45, qui est généralement utilisé pour connecter la caméra et l'écran.

Notez également que sur CM4 vous avez la possibilité de définir la tension de sortie GPIO, en utilisant GPIO_VREF - cela peut être connecté à +1.8V ou +3.3V pour une signalisation de 1.8V ou 3.3V respectivement. Dans la fiche technique, il n'est pas clair, cependant, comment cela affectera GPIO44 et GPIO45, car ils sont dans la banque GPIO 1 !

Sur CM4, GPIO2 et GPIO3 (utilisé pour I2C) ont des résistances pull up de 1.8K.

Le Compute Module 3+ permet d'accéder au bus SPI2, qui n'est exposé nulle part ailleurs - sur le CM4, vous n'aurez accès qu'à SPI0 et SPI1.

CM4 va pas permettent un accès simultané à UART0 (TXD0, RXD0) et au miniUART, UART1 (TXD1, RXD1). Ici, les deux sont exposés sur GPIO14 et GPIO15 comme alternatives.

CM4, cependant, comme le Raspberry Pi 4, inclut des UARTs supplémentaires (jusqu'à 6 UARTs au total), des ports SPI (jusqu'à 6 ports SPI au total, dont cinq sont exposés sur Pi 4 et CM4) et des ports I2C (jusqu'à 6 x I2C). Ceux-ci sont disponibles en tant qu'options supplémentaires de pin mux sur la banque GPIO 0.

Autres lectures

• Fiche technique du module de calcul 4
• Périphériques BCM2711 (Pi 4 & CM4) Fiche technique
• Documentation sur le BCM2711
• Fiche technique du Raspberry Pi 4 (fiche technique préliminaire)
• Fiche technique du module de calcul 3B
• Brochage GPIO du Raspberry Pi