Raspberry Pi Compute Module 3+ 16GB eMMC Memory

Вычислительный модуль Compute Module 3+ 16GB (CM3+) на основе микрокомпьютера Raspberry Pi модель 3B+

Вариативность исполнения, с одновременным расширением сферы возможного применения одноплатной вычислительной микропроцессорной платформы, над которыми не покладая рук усердно трудится коллектив Raspberry Pi Foundation, вдохновляют не только постоянных и верных поклонников на воплощение в жизнь совершенно новых уникальных проектов, но и привлекают внимание сторонних профессиональных разработчиков, предлагая им полностью законченные решения, способные упростить интеграцию вычислительных мощностей в собственные разносторонние электронные продукты. Модуль самодостаточного миниатюрного ПК на основе Raspberry Pi 3 с названием Compute Module 3+ (CM3+), выпуск которого стартовал с первой модели ещё в 2014 году, больше ориентирован на промышленное производство встраиваемых систем и реализован в новом дизайне, представляющим из себя сверхкомпактное изделие, с виду очень напоминающее планку ОЗУ-памяти DDR2-SODIMM, обычно используемых в переносных персональных компьютерах (ноутбуках). Наиболее распространённые примеры, в которых уже успешно поучаствовал вычислительный модуль, представлены кастомными планшетами (проект CutiePI), всевозможными информационными панелями, моноблоками, телевизионной аппаратурой (ТВ-панели NEC), роботизированными механизмами, оборудованием с ЧПУ и так далее.

Технические характеристики

• Минимальное питание: 1.8В/250мА + 3.3В/250мА + 5В/700мА
• Совместимые ОС: NOOBS, Raspbian, Windows 10 IoT, LibreELEC, RISC OS, Ubuntu, Debian и др., основанные на последних ядрах Linux, датированные ноябрём 2018 года и новее
• Процессор: 4-ядерный Broadcom BCM2837B0 Cortex-A53 с набором инструкций ARMv8
• Разрядность: 64-битная система на одном кристалле (SoC)
• Тактовая частота: 1.2 ГГц
• Графическое ядро: 2-ядерный VideoCore IV с поддержкой библиотек OpenGL ES 1.1, 2.0
• ОЗУ (RAM): 1ГБ LPDDR2
• ПЗУ (Flash): 16ГБ eMMC
• Аппаратная видеообработка:
• H.264, декодирование MPEG-4 (1080p30)
• H.264, кодирование (1080p30)
• Максимальный ток входа/выхода GPIO: 16мА, не более 50мА на каждую группу контактов (GPIO0-27, GPIO28-45)
• Боковой (edge) коннектор, интерфейсы:
• Выводы общего назначения (GPIO): 48
• Последовательная шина I2C: 2
• Периферийная шина SPI: 2
• Асинхронная шина UART: 2
• Мультимедиа высокой чёткости HDMI V1.3a: 1
• Шина USB 2.0 HOST/OTG: 1
• Параллельный RGB888 (DPI): 1, 24-битный, для подключения дополнительного дисплея
• Шина памяти NAND: 1, 8/16-битная
• Композитный видеовыход PAL/NTSC: 1
• 4-полосный CSI интерфейс камеры (до 1 Гбит/с на полосу): 1
• 2-полосный CSI интерфейс камеры (до 1 Гбит/с на полосу): 1
• 4-полосный DSI интерфейс основного дисплея (до 1 Гбит/с на полосу): 1
• 2-полосный DSI интерфейс основного дисплея (до 1 Гбит/с на полосу): 1
• Размеры: 67.6 х 31мм
• Температурный диапазон: -25°С...+80°С
• Жизненный цикл: производство Compute Modelu 3+ запланировано до января 2026 года

Вычислительные модули всего модельного ряда Compute Module характеризуются производителем как сверхнадёжные и доступные электронные продукты, оснащённые технологией сниженного энергопотребления, и подпадающие под группу низкоценовых товаров. Модуль физически совместим с 200-контактными разъёмами DDR2 (1.8V) SODIMM, их механическая спецификация описана международным промышленным стандартом JEDEC MO-224. Модуль собран из SMD-компонентов, высота которых не превышает 1.2мм с обратной стороны платы и 2.5мм с лицевой, толщина несущей платы составляет всего 1.0±0.1мм. Надёжность контактов вычислительного модуля обеспечена слоем позолоченного напыления 0.381 микрон. Большое количество контактных площадок позволило увеличить общее количество доступных пользователю выводов общего назначения.

На плате модуля расположились следующие компоненты: центральный процессор Broadcom BCM2837B0 Cortex-A53, микросхема с 1ГБ оперативной памяти и чип с 16 ГБ постоянной памяти, используемый для загрузки операционной системы и хранения данных (заменяет SD-карту, устанавливаемую в Raspbery Pi в слот внешней памяти). Имея пространство в пределах габаритов форм-фактора DDR2, производители не стремились перенести абсолютно все составляющие Raspberry Pi 3B+, подводя своё творение к минимализму и универсальности, которое включало бы в себя только важный набор функций. Хотя, это всего лишь предположение.

От полноценных моделей Raspberry Pi 3, вычислительный модуль CM3+ отличается отсутствием какой-либо встроенной беспроводной связью, нет ни WiFi-, ни Bluetooth-передатчиков. Нет и сетевого LAN-порта, чип Ethernet также исключён. Внешние разъёмы интерфейса USB, необходимые для присоединения периферийных устройств, удалены. Однако, шина связи USB с поддержкой OTG по прежнему присутствует в модуле, и выведена на боковой коннектор. На первый взгляд, такая компоновка аппаратной части модуля покажется не самой удачной. Тем не менее, расчёт сделан на то, что не всем разрабатываемым устройствам необходимы подобные составляющие. Поэтому, выбор за недостающими средствами связи, будь то WiFi, Bluetooth, сотовая связь GSM, спутниковая навигация GPS/GPRS или другие виды координирования/передачи информации, с последующей их интеграцией в разрабатываемые расширения, оставлен на усмотрение дизайнерам проектов.

Вычислительный модуль оснащён энергосберегающей технологией автоматического увеличения тактовой частоты и динамического изменения напряжения ядра процессора (DVFS), актуальной в условиях высокой плотности поверхностного монтажа печатных плат. Когда процессор находится в состоянии покоя (режим ожидания, низкая загруженность), его рабочая частота, энергопотребление и тепловыделение снижаются. В состоянии полной нагрузки, напряжение ядра увеличивается, поднимая рабочую частоту ядра до максимального значения 1.2ГГц. Предусмотрено аварийное снижение производительности процессора, если вычислительный модуль нагревается до температуры +80°С.

Интерфейсы CSI и DSI

Интерфейсы CSI и DSI не задокументированы для общего доступа, предусматривая их использование исключительно с оригинальными продуктами Raspbery Pi Foundation. Интерфейс CSI поддерживается официальной операционной системой Raspbian и совместим с камерами на видеосенсорах OmniVision OV5647 и Sony IMX219. Камеры прочих производителей не смогут работать с интерфейсом CSI, подключение таких устройств рекомендуется через шину USB. Тоже самое касается интерфейса DSI, дисплеи могут быть добавлены с помощью настраиваемой параллельной шины RGB (DPI) в режимах RGB888/RGB666/RGR565, доступной на контактах GPIO в режиме альтернативных функций.

Физические размеры, мм

Информация и ссылки

1. Документация Raspberry Pi Compute Module 3+  (англ., PDF)
2. Аппаратная часть Raspberry Pi Compute Module 3+

Ассортиментная матрица микрокомпьютеров Paspberry Pi

Raspberry Pi 4 2GB 4GB 8GB	Raspberry Pi 3 Model B+	Raspberry Pi 3 Model B
Raspberry Pi 3 Model A+	Raspberry Pi Zero W	Raspberry Pi Zero
Raspberry Pi Compute Module 3+ 32GB	Raspberry Pi 400 unit	Raspberry Pi Pico