Płytka bazowa Raspberry Pi CM4IO

Wraz z nowymi modułami Raspberry Pi wydało też płytkę bazową CM4IO. Płytka ta zawiera wszystkie złącza niezbędne do podłączenia peryferiów do modułu CM4. Może więc służyć jako projekt referencyjny oraz zestaw do budowania prototypów aplikacji. Tym razem jednak wyprowadzono wszystkie dostępne interfejsy, a więc płytka może służyć także jako kompletny zestaw do wykorzystania przez projektantów w końcowym projekcie.

Rys. 5. Płytka bazowa CM4IO

Wyposażenie płytki

Wśród interfejsów wbudowanych na płytce znajdziemy więc dwa złącza HDMI (pełnowymiarowe), port Ethernet, a także dwa złącza USB 2.0 i kolejne dwa wyprowadzone na złącza szpilkowe. Następnie na płytce można znaleźć po dwa złącza MIPI DSI na wyświetlacz oraz MIPI CSI na kamerę. Są to identyczne złącza jak na komputerach Raspberry Pi 4, ale tutaj wyprowadzono wszystkie interfejsy dostępne w układzie SoC.

Rys. 6. Złącza MIPI DSI oraz MIPI CSI na płytce CM4IO

Płytka zawiera także slot na kartę pamięci microSD i jest on przeznaczony wyłącznie do modułów lite, bez zamontowanej pamięci eMMC. Zestaw zawiera także standardowe 40-pinowe złącze rozszerzeń, co pozwala dołączyć do projektu rozszerzenia HAT dla Raspberry Pi, w tym również te pracujące z zasilaniem PoE.

Chyba najciekawszym elementem jest złącze PCIe zamontowane na płytce. Układ BCM2711 oferuje oczywiście obsługę tego interfejsu, ale na Raspberry Pi 4 wykorzystano go do obsługi portów USB 3.0. Teraz można samodzielnie zdecydować w jaki sposób go wykorzystać. Można oczywiście skorzystać z huba USB 3.0. Warto zdecydować się tu na kartę ze sterownikiem VLI805-06, aby móc pracować faktycznie w standardzie 3.0. Ale można podłączyć też bardzo szybki dysk NVMe, lub też inną kartę PCIe, o ile oczywiście dysponujemy sterownikami.

Do zasilania płytki służy złącze DC o wymiarach 5,5/2,1 mm. Płytka jest przystosowana do zasilania napięciem 12 V, z którego korzystają magistrala PCIe oraz zasilanie do wentylatora. Producent dopuszcza zasilanie z zakresu od 7,5 do 26 V, o ile nie korzystamy z PCIe lub wentylatora. Jeśli korzystamy, konieczne jest zasilanie 12 V.

Pozostałe elementy dostępne na płytce to zegar RTC, złącze na wentylator, a także złącze do zasilania zewnętrznych urządzeń. To ostatnie dysponuje szynami 5 i 12 V i jest w standardzie używanym m.in. przez stacje dyskietek.

Rys. 7. Rozłożenie elementów na płytce CM4IO

Inne opcje

Do modułów Compute Module 4 można zaprojektować własną płytkę bazową. Taką płytkę można dostosować do potrzeb aplikacji. Wszystkie niezbędne informacje, w tym rozkład wyprowadzeń oraz wskazówki dla projektantów można znaleźć w dokumentacji Raspberry Pi CM4. Warto także zapoznać się z dokumentacją płytki bazowej Raspberry Pi CM4IO.

Dla poprzednich generacji SoMów powstawały także płytki bazowe produkowane przez firmy zewnętrzne. Były to np. płytka bazowa Mini-computer Add-ons oraz Compute Module IO Board Plus z oferty Waveshare. Myślę, że w najbliższych miesiącach pojawią się tego typu płytki również dla Compute Module 4.

Moduł z anteną Compute Module 4 Antenna kit

Wraz z modułami SoM i płytką bazową, Raspberry Pi wprowadziła do oferty także zestaw Compute Module 4 Antenna kit. Składa się on z zewnętrznej anteny oraz przejściówki SMA-U.FL umożliwiającej podłączenie do SoMa. Antena pracuje w pasmach 2,4 i 5 GHz, a więc umożliwia obsługę Wi-Fi w obu pasmach, a także komunikacji Bluetooth. Zestaw jest przeznaczony przede wszystkim do urządzeń zamykanych w obudowach, w których niezbędne jest wyprowadzenie anteny na zewnątrz.

Rys. 8. Zestaw Compute Module 4 Antenna kit

Bardzo ważnym powodem wprowadzenia na rynek anteny są kwestie certyfikacyjne. Otóż moduł komunikacji bezprzewodowej jest certyfikowany w UE oraz w USA. Jednak w przypadku, gdy zamierzamy skorzystać z zewnętrznej anteny, to certyfikacja obejmuje moduł wyłącznie z anteną z zestawu. Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, aby wykorzystać inną antenę w aplikacji, ale wtedy należy jeszcze raz przejść przez proces certyfikacji, co może być czasochłonne i wymagać wiele pracy.

Więcej informacji o certyfikatach i normach spełnianych przez moduły znajdziesz na stronie https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/conformity.md. Fundacja Raspberry Pi deklaruje też pomoc przy certyfikacji urządzeń opartych o Compute Module 4 lub zestaw CM4IO.

Podsumowanie

Moduły Raspberry Pi Compute Module 4 są przeznaczone przede wszystkim do urządzeń profesjonalnych. Zastosowanie tych samych układów co w modelu 4 B pozwala na większą moc obliczeniową oraz stosowanie nowocześniejszych interfejsów niż w poprzedniej generacji modułów. Raspberry Pi pozwala na dobór wyposażenia SoM spośród aż 32 możliwości, gdzie możemy dobrać rozmiar pamięci RAM, pamięci eMMC, a także moduł komunikacji bezprzewodowej lub jego brak. Wraz z modułami, producent przygotował także płytkę bazową CM4IO, która może także służyć jako kompletne urządzenie, a także zestaw Antenna kit – zewnętrzną antenę Wi-Fi i Bluetooth. Antena jest certyfikowana wraz z modułem komunikacji bezprzewodowej, co upraszcza proces standaryzowania kompletnego urządzenia. Moduły CM4 przypadną do gustu projektantom urządzeń przemysłowych, którzy będą mogli skorzystać z zalet platformy Raspberry Pi w swoich projektach.

Moduły Raspberry Pi Compute Module 4, a także płytka CM4IO dostępne są w ofercie sklepu Kamami.pl, który jest oficjalnym dystrybutorem produktów Raspberry Pi.