树莓派CM4计算模块(图1)这可能是今年创客领域最重要的公告之一。新模块偏离了之前树莓派计算模块的边缘连接器方式。尽管这使得CM4与以前的载体板不兼容,但不要担心,有一群人在等待这个新模块被压抑的需求。
CM4在读数上运动一对100针连接器(图2).最大的变化是去掉了树莓派4中包含的USB 3接口。有一个USB 2接口,但如果您需要USB 3接口,那么必须添加一个基于PCI express的USB 3接口。
x1 PCI Express (PCIe) Gen 2接口是更有趣的添加,或者更确切地说,是一种暴露,因为它为平台的显著扩展打开了大门。PCI Express交换机的增加将允许载波板实现任意数量的高速接口。第2代或第x1代的限制不是那么重要,因为限制因素是主机的性能,而不是管道的大小。
PCIe接口可用于添加USB 3支持。然而,它还开放了NVMe存储的使用,以及对任意数量的基于pcie的外设(如额外的以太网接口)的访问。
CM4有多个版本,一个25美元起,跳过Wi-Fi 802.11b/g/n/ac和蓝牙5.0支持。所有版本都包括Broadcom BCM2711,这是一个1.5 ghz, 64位,四核Arm Cortex-A72处理器。内存和存储是其他因素,改变多达8gb的LPDDR4-3200 DRAM和34gb的eMMC闪存。
CSI-2摄像头接口和双HDMI接口使其成为数字标牌应用的一个有趣平台。H.265支持4K60解码,H.264支持处理1080p60解码和1080p30编码。也有双DSI MIPI串行显示接口。
无线支持包括开关可选的模块内天线。这对于可能不需要外部天线提供的范围的非常小的系统是很方便的。开发者应该签出纽瓦克的SC0480天线设备如果他们需要额外的无线范围或性能(图3).纽瓦克市还提供CM4的所有版本。
两个头上的大多数引脚都是用于GPIO的,通常只有一些I2C, SDIO/eMMC,和通常树莓派报头上的模拟。
工业设计
使用两个低调的连接器是一个很好的起点。它的四个安装孔,模块可以锁紧,这对坚固的应用至关重要。之前的版本没有这么坚固。模块设计也更易于冷却,尽管芯片可以完全不使用散热器,这取决于应用程序。
在嵌入式应用中,紧凑的尺寸也是一个优点。55 × 40毫米模块可以很容易地安装在一个很小的堆叠板或一个很小的载体板上,非常紧凑的设计。如果在另一端有一个或多个M.2连接器,提供高速接口和存储,我不会感到惊讶。
CM4航空公司董事会
市场上已经有各种各样的CM4载体板,但标准的CM4IO板是典型的(图4).它通过连接器公开所有的接口,甚至包括一个Raspberry Pi HAT连接器。这使得我们可以将这个模块与Raspberry Pi的扩展模块链接起来,这些扩展模块已经在平台上大受欢迎。它甚至有一个x1 PCI Express连接器。
所有CAD文件随时可用的情况下,您想要设计自己的载体板。请记住,由于高速接口的存在,这可能比过去更具挑战性,尽管在早期的计算模块上也存在一些高速接口。在连接器上有90-和100个-Ω差分对。
总的来说,系统设计是相对简单的。该系统只需要3.3 v和12v的电源。以太网具有以太网供电(PoE)保护,但没有通常在载体板上找到的支持。
我确实想提一下以来树莓派CM4 + Pixhawk FMUv6板(图5).这是一个Pixhawk-compatible flight-management-unit (FMU)平台,运行许多FMU软件框架,如PX4.一个类似的平台被用于NXP半导体的Hovergames.FMU可以在独立模式下运行,但它经常与主机处理器配对,在本例中是CM4。
Gumstix载体板是基于意法半导体“STM32F7单片机。它具有3D加速度计和磁传感器,CM4相机连接器,CAN收发器,MicroSD卡插槽,32kb的FRAM,和USB连接器。
Gumstix的电路板是基于网络设计的盖比特设计工具和服务。使用该工具可以在几周内完成单板的组装。通常需要支付1999美元的安装费,但到2020年底,基于cm4的电路板将不再收取安装费。