Вычислительный модуль Raspberry Pi Compute Module 4

Вычислительный модуль Raspberry Pi Compute Module 4 представляет компактное решение для промышленной автоматизации, встраиваемых систем и специализированных устройств, требующих производительных вычислений в ограниченном форм-факторе. Модуль базируется на четырехъядерном процессоре Broadcom BCM2711 с тактовой частотой 1.5 ГГц и обеспечивает значительный прирост производительности по сравнению с предыдущими поколениями, что делает его подходящим для задач обработки данных, машинного зрения и граничных вычислений.

Архитектура модуля включает процессор ARM Cortex-A72 с 64-битной архитектурой, что расширяет возможности работы с современными операционными системами и программным обеспечением. Встроенная графическая подсистема VideoCore VI обрабатывает видеопотоки с разрешением до 4K при 60 кадрах в секунду, поддерживая одновременный вывод на два дисплея через интерфейсы HDMI. Объем оперативной памяти варьируется от 1 до 8 ГБ LPDDR4-3200, предоставляя выбор конфигурации под конкретные требования проекта.

Модификации модуля различаются наличием встроенной флеш-памяти eMMC объемом от 8 до 32 ГБ, либо поставляются в версии Lite без встроенного накопителя для использования внешних карт microSD через соответствующую плату расширения. Интеграция беспроводных модулей включает двухдиапазонный WiFi 802.11ac с частотами 2.4 и 5 ГГц, а также Bluetooth 5.0 с поддержкой BLE, что обеспечивает гибкость подключения в IoT-приложениях. Доступны версии модуля без беспроводных интерфейсов для применения в условиях, требующих минимизации радиочастотных излучений.

Интерфейсы модуля реализованы через два разъема расширения с 100 контактами каждый, предоставляющих доступ к линиям PCIe Gen 2 x1, двум портам USB 2.0, двум каналам HDMI, GPIO, UART, SPI, I2C и дополнительным периферийным шинам. Гигабитный Ethernet-контроллер обеспечивает проводное сетевое подключение с пропускной способностью до 1000 Мбит/с. Модуль поддерживает подключение камер через интерфейсы MIPI CSI-2 с двумя четырехполосными каналами, позволяя использовать специализированные камеры высокого разрешения.

Энергопотребление модуля составляет около 2-3 Вт в зависимости от нагрузки и активности беспроводных модулей, что позволяет применять его в устройствах с автономным питанием. Рабочий температурный диапазон охватывает от 0 до 50 градусов Цельсия для стандартных версий, с возможностью расширения диапазона при использовании дополнительного охлаждения. Компактные размеры 55×40×4.7 мм упрощают интеграцию в ограниченные пространства корпусов оборудования.

Практическое применение модуля охватывает цифровые вывески с управлением контентом, промышленные контроллеры для автоматизации производственных линий, системы видеонаблюдения с локальной обработкой видеопотоков, медицинское оборудование для диагностики и мониторинга параметров. Модуль используется в образовательных устройствах, роботизированных платформах, сетевых хранилищах данных и специализированных серверах для краевых вычислений. Открытая экосистема Raspberry Pi обеспечивает широкую поддержку операционных систем, включая Raspberry Pi OS, различные дистрибутивы Linux и специализированные RTOS для промышленных применений.

Технические характеристики

• Процессор. Broadcom BCM2711 четырехъядерный ARM Cortex-A72.
• Тактовая частота процессора. 1.5 ГГц.
• Архитектура процессора. 64-bit.
• Графическая подсистема. VideoCore VI.
• Оперативная память. 1 / 2 / 4 / 8 ГБ LPDDR4-3200.
• Встроенная память. 8 / 16 / 32 ГБ eMMC или версия Lite без встроенной памяти.
• Беспроводные интерфейсы. WiFi 802.11ac 2.4/5 ГГц, Bluetooth 5.0 BLE.
• Проводной интерфейс. Gigabit Ethernet.
• Видеовыход. Dual HDMI до 4K 60 fps.
• Интерфейсы камеры. 2x MIPI CSI-2 четырехполосные.
• Интерфейс PCIe. PCIe Gen 2 x1.
• USB-порты. 2x USB 2.0.
• GPIO. Доступны через разъемы расширения.
• Последовательные интерфейсы. UART, SPI, I2C.
• Разъемы расширения. 2x 100-pin высокоплотные коннекторы.
• Потребляемая мощность. 0.002-0.003 кВт⋅ч в час.
• Рабочая температура. 0 до 50 °C.
• Размеры. 55 x 40 x 4.7 мм.
• Поддерживаемые ОС. Raspberry Pi OS, Linux, RTOS.