Raspberry Pi Compute Module 4 vs Compute Module 3

Raspberry Pi lançou o Compute Module 4, como um sucessor do Compute Module 3B+. O Compute Module 4 (CM4) é um chamado System on Module (SoM), que contém peças centrais que compõem um Raspberry Pi 4, por exemplo, e além desse eMMC Flash em diferentes tamanhos (variando de nenhum para a versão Lite do módulo até 32 GB).

O CM4 permite que os designers integrem uma poderosa solução informática nos seus produtos incorporados, sem ter de assinar NDAs com a Broadcom, comprometendo-se com elevados volumes de compra de SoC. Eles também se beneficiam da experiência de design da equipe de design de hardware e software Raspberry Pi, e, claro, da comunidade Raspberry Pi e ampla gama de suporte de software para a plataforma Raspberry Pi.

Principais diferenças na nova geração de módulos Compute

novo fator de forma

Em vez de ser DDR2-SODIMM mecanicamente compatível, como todos os módulos Compute anteriores (1, 3, 3+), o novo CM4 liga-se à sua placa portadora de módulos de computação usando dois conectores Hirose de 100 pinos de alta densidade.

Isto permite que ele tenha uma pegada menor (55 mm x 40 mm x 4,7 mm, com 4 x M2,5 furos de montagem), e fornece novas interfaces de alta velocidade. (Raspberry Pi teria ficado sem os pinos com a abordagem DDR2-SODIMM!)

novas capacidades e interfaces

O novo CM4 tem interfaces adicionais:

• uma porta HDMI adicional; ambas as portas HDMI são capazes de saída 4K, e suportam HDMI 2.0
• Interface PCI Express ( Gen 2 x1 = via única)
• GBit Ethernet interface (Broadcom BCM54210PE PHY está incluído a bordo do Módulo Compute) - tudo o que você precisa adicionar no seu design é um MagJack!
• suporte WLAN on-board (em versões WiFi), com antena de traço PCB e antena externa opcional!

projeto de fornecimento de energia significativamente simplificado

Você ficará chocado com a simplicidade do design do novo módulo de computação Raspberry Pi: um único fornecimento de +5V é tudo o que é necessário, e até fornecerá até 600 mA a 3,3V e 1,8V aos periféricos para você.

Chega de adicionar diferentes trilhos de alimentação e sequenciá-los cuidadosamente - isto simplificará muito o seu próprio design de placas de suporte.

Diferenças de pinout entre o Módulo de Cálculo 4 e o Módulo de Cálculo 3

Existem diferentes grupos de pinos nos módulos Compute, vamos olhar para cada um deles e suas diferenças entre as versões, por sua vez.

Diferenças de pinos GPIO entre os módulos de computação

Na tabela abaixo, relacionei os pinos GPIO disponíveis no módulo de computação 4 (CM4), no módulo de computação 3 (cm3) e no Raspberry Pi 4, com seus respectivos números de pinos.

Os pinos GPIO são divididos pelos bancos GPIO, no Raspberry Pi SoC, os pinos GPIO0 - GPIO27 estão no Banco GPIO 1, enquanto os pinos GPIO28 a GPIO45 estão no Banco GPIO 2. Os bancos GPIO, na CM3, podem ser conduzidos com tensões independentes (GPIO0-27_VREF e GPIO28-45_VREF).

Na CM4 e Pi 4 apenas o primeiro banco GPIO (GPIO0 - GPIO27) é exposto. Além disso, o CM4 expõe GPIO44 e GPIO45, que são normalmente utilizados para conduzir a(s) câmara(s) oficial(is) Raspberry Pi e o visor de 7". A CM4, portanto, não tem 16 pinos GPIO em comparação com a CM3!

GPIO BCM ID	CM4 Pin#	CM3 Pin#	Pi 4 Pin#	Nota
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		came / disp SDA0 / SDA1 GPCLK1 SPI2_CE1_N
GPIO45	80 (SCL0)	84		came / disp SCL0 / SCL1 SPI2_CE2_N

Existem dois ônibus especiais I2C - um no GPIO0 e GPIO1, que é usado para EEPROMs HAT (ID_SD / ID_SC), e um no GPIO44 e GPIO45, que é normalmente usado para conectar a câmera e o display.

Note também, que no CM4 você tem a capacidade de definir a tensão de saída GPIO, usando GPIO_VREF - esta pode ser conectada a +1.8V ou +3.3V para sinalização de 1.8V ou 3.3V, respectivamente. A partir da folha de dados, não é claro, no entanto, como isso irá afetar GPIO44 e GPIO45, como eles estão no Banco GPIO 1!

No CM4, GPIO2 e GPIO3 (usado para I2C) têm resistências de tracção de 1,8K.

O Módulo de Cálculo 3+ permite o acesso ao barramento SPI2, que não está exposto em nenhum outro lugar - no CM4, você só terá acesso ao SPI0 e ao SPI1.

CM4 irá não permitir o acesso simultâneo à UART0 (TXD0, RXD0) e à miniUART, UART1 (TXD1, RXD1). Aqui ambos são expostos em GPIO14 e GPIO15 como alternativas.

CM4, porém, como o Raspberry Pi 4, inclui UARTs adicionais (até 6 UARTs no total), portas SPI (até 6 portas SPI no total, cinco das quais estão expostas em Pi 4 e CM4) e portas I2C (até 6 x I2C). Estas estão disponíveis como opções adicionais de pinos mux no Banco GPIO 0.

Leitura adicional

• Módulo de Cálculo 4 Folha de Dados
• BCM2711 Periféricos (Pi 4 & CM4) Ficha técnica
• BCM2711 Documentação
• Ficha técnica do Raspberry Pi 4 (ficha técnica preliminar)
• Módulo de Cálculo 3B+ Datasheet
• Pinout de framboesa Pi GPIO