Różnice pomiędzy rewizjami sprzętowymi Raspberry Pi 4B

Aktualna wersja podstawowej wersji minikomputera Raspberry Pi, czyli model 4B, jest dostępny na rynku już od czerwca 2019 roku. Nowa malinka dostarczyła użytkownikom kilku funkcji, w tym nowego procesora, portów USB 3.0, zasilania za pośrednictwem USB Typu C, dwóch złączy microHDMI, co umożliwia podłączenie dwóch monitorów oraz dostępności w kilku opcjach z różną pamięcią operacyjną (aktualnie 2 GB, 4 GB oraz 8 GB).

Fundacja Raspberry Pi wciąż pracuje nad ulepszaniem modelu 4B. Efektem tej pracy są między innymi aktualizacje hardware’u płytki, a więc drobne ulepszenia projektu płytki PCB oraz rozłożenia elementów, a także drobne poprawki w doborze komponentów na płytce (takich, jak model tranzystora czy stabilizatora). Do tej pory wydano trzy rewizje płytki oznaczone jako wersje 1.1, 1.2 oraz 1.4. W dalszej części artykułu wyjaśnię w jaki sposób różnią się od siebie poszczególne rewizje oraz jak rozpoznać, którą wersję Raspberry Pi posiadamy.

Po co wydawać nowe rewizje sprzętowe?

W idealnym świecie produkt wprowadzany na rynek powinien działać bezbłędnie i być przetestowany pod każdym kątem i odporny na każde możliwe zachowanie użytkownika końcowego. W praktyce często tak nie jest i okazuje się, że inżynierowie projektujący system nie wzięli pod uwagę czegoś, co po jakimś czasie zaczynają sprawdzać użytkownicy produktu. Taka sytuacja miała miejsce w przypadku Raspberry Pi 4B.

Zasilanie USB-C świetnie sprawdzało się podczas pracy z oficjalnym zasilaniem lub ze standardowymi ładowarkami np. do smartfonów. Niestety okazało się, że powstają problemy z wyższej klasy przewodami tzw. electronically marked. Takie przewody, stosowane m.in. w komputerach Mac lub w innych wysokiej klasy laptopach, mają wbudowany chip identyfikujący. Okazało się, że przewody te błędnie rozpoznają malinkę jako urządzenie audio, a co za tym idzie nie zasilają malinki. W związku z tym, po wykryciu błędu przez użytkowników, wydano rewizję sprzętową 1.2, gdzie m.in. naprawiono ten problem.

Kolejnym powodem wydawania rewizji jest dodawanie do urządzenia nowych funkcji lub modyfikacja istniejących. W przypadku Raspberry Pi 4 była to chęć wydania komputera z pamięcią operacyjną o pojemności 8 GB. Aby wykorzystać wszystkie zalety wyższej pamięci należało dokonać kilku zmian w projekcie komputera. Nowa wersja płytki ma numer 1.4. Z biegiem czasu Fundacja Raspberry Pi zaczęła stosować tą wersję również w urządzeniach z pamięcią 2 GB i 4 GB. W chwili obecnej wszystkie malinki wychodzące z fabryki są w tej właśnie wersji sprzętowej.

Ostatnim powodem wydawania rewizji sprzętowych są braki w zaopatrzeniu. W przypadku, gdy użyty przez nas element jest aktualnie trudno dostępny, istnieje opcja podmiany elementu na podobny, dostępny na rynku. Wtedy po dokonaniu jedynie zmiany wartości elementów lub drobnych korekt w layoucie płytki, urządzenie może wrócić do produkcji, podczas gdy oczekiwanie na układ pierwotnie wybrany może trwać tygodniami lub nawet miesiącami. W dobie regularnych przerw w dostawach elementów, takie rewizje mogą zdarzać się coraz częściej i niewykluczone, że nie ominą również Raspberry Pi.

Jak rozpoznać rewizję swojej malinki?

Jeśli kupiłeś nowy komputer Raspberry Pi, to najprawdopodobniej masz najnowszą wersję, tj. rewizję 1.4. Ale nawet jeśli masz starszą wersję urządzenia, to praktycznie nic nie tracisz. Jedyną różnicą w funkcjonalności malinki, to opisany powyżej brak obsługi przewodów USB-C „E-Marked” w rewizji 1.1. Wszystkie inne funkcje działają bezproblemowo we wszystkich rewizjach sprzętowych i tak naprawdę nie ma żadnej różnicy jakiej wersji urządzenia używasz.

Są dwa sposoby, aby rozpoznać, z którą rewizją płytki masz do czynienia. Po pierwsze, w systemie operacyjnym Raspberry Pi OS na malince można użyć w wierszu poleceń komendy

cat /proc/cpuinfo

1	cat /proc/cpuinfo

Pozwoli to wyświetlić wszystkie informacje o procesorze, w tym numer rewizji (wyjaśnienie kodów na stronie https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/revision-codes/README.md), a także model urządzenia z bezpośrednio podaną wersją sprzętu.

Przykładowe wydruki polecenia można obejrzeć na poniższych rysunkach.

Rys. 1. Wydruk polecenia dla wersji 1.1

Rys. 2. Wydruk polecenia dla wersji 1.4

Zmiany w layoucie płytki Raspberry Pi 4 B

Oczywiście każda wersja płytki ma też różne niewielkie zmiany w layoucie płytki. Czasem jest to dodanie lub usunięcie rezystora, czasem przesunięcie tranzystora w inne miejsce itd. Pozwala to zidentyfikować wersję „na oko”, oglądając tylko komputer z wierzchu. Poniżej umieszczono zdjęcia każdej z wersji od góry oraz od dołu. Kolorowe kółka sygnalizują miejsca na płytce, w których dokonano korekt.

Rys. 3. Zdjęcia Raspberry Pi 4 B Rev 1.1