©2018-2020, ООО «Робототехника и облачные технологии»

Описание

Миникомпьютер Raspberry Pi 4 (рисунки 1-2) построен на базе SoC Broadcom BCM2711, которая содержит четыре 64-разрядных ядра ARM Cortex-A72 с тактовой частотой 1.5 ГГц (см. таблицу). Доступен в трех разных моделях, которые предлагают различные варианты с 1 ГБ, 2 ГБ или 4 ГБ LPDDR4 SDRAM оперативной памяти (для обеспечения максимальной производительности рекомендуется использовать 4 ГБ). Что касается периферии, то Raspberry Pi 4 имеет в своем распоряжение ускоритель трехмерной графики Videocore VI (500 МГц, 2160p). Хранение данных обеспечивается картой micro-SD с разъемом на нижней стороне платы (рисунок 3).

Миникомпьютер Raspberry Pi 4.

Рисунок 1 - Миникомпьютер Raspberry Pi 4.

Миникомпьютер Raspberry Pi 4 с Руководством пользователя

Рисунок 2 - Миникомпьютер Raspberry Pi 4 с Руководством пользователя.

Миникомпьютер Raspberry Pi 4 со cтороны разъема для micro-SD.

Рисунок 3 - Миникомпьютер Raspberry Pi 4 со стороны разъема для micro-SD.

При этом Raspberry Pi 4 имеет небольшие габаритные размеры и относительно малый вес (см. таблицу 1). Геометрические размеры миникомпьютера представлены на рисунке 4.

Геометрические размеры  Raspberry Pi 4.

Рисунок 4 – Геометрические размеры Raspberry Pi 4.

Таблица 1 – Характеристики Raspberry Pi 4.

ПараметрОписание
Система на чипе (SoC)Broadcom BCM2711 (CPU + GPU + IO)
Процессор (CPU)64-битный четырёхъядерный ARMv8 Cortex-A72 с тактовой частотой 1.5 ГГц
Графический сопроцессор (GPU)VideoCore VI поддерживает стандарты OpenGL ES 3.0; кодирование H.264 до 1080p30, декодирование 4Kp60 видео (H.265 до 4Kp60, H.264 до 1080p60)
ОЗУ1/2/4 ГБ SDRAM LPDDR4
Хранение данныхкарта памяти micro-SD
Размеры85.6 мм x 56.5 мм x 17 мм
Вес45 г

Порты и разъемы

Raspberry Pi 4 имеет два порта USB 2.0 и два порта USB 3.0, расположенные рядом с разъемом RJ45, поддерживающим гигабитный Ethernet (рисунок 5).
Вывод видеосигнала на мониторы осуществляется с помощью двух портов micro-HDMI (рисунок 6), при этом один экран работает с разрешением 4K со скоростью 60 кадров в секунду или два экрана 4K - со скоростью 30 кадров в секунду. Рядом с двумя портами micro-HDMI расположен 4-полюсный аудиовыход и композитный видеоразъем (CVBS видео, PAL и NTSC).
Raspberry Pi 4 поддерживает разъем порта дисплея MIPI DSI и разъем камеры MIPI CSI, а также стандартный 40-контактный разъем GPIO, который имеет поддержку дополнительных разъемов 4 × UART, 4 × SPI и 4 × I2C.
Разъем карты Micro-SD как уже было сказано выше, расположен на нижней стороне платы (см. таблицу 2).

Порты  USB 2.0 и USB 3.0 и разъем RJ45 для Ethernet

Рисунок 5 - Порты USB 2.0 и USB 3.0 и разъем RJ45 для Ethernet.

Порты  и разъемы  Raspberry Pi 4.

Рисунок 6 - Порты и разъемы Raspberry Pi 4.

Таблица 2 – Порты и разъемы для подключения.

Порт (разъем)Описание
Ethernet10/100/1000 Мбит Gigabit Ethernet (контроллер Broadcom BCM54213PE)
Видео вход1 x CSI-2 для подключения камеры по интерфейсу MIPI
Видео выход2 x micro-HDMI
1 x DSI (Display Serial Interface) для подключения дисплея;
1 x композитный видеовыход (CVBS видео, PAL и NTSC), 3.5 мм разъем
Аудио входАналоговый вход отсутствует, возможен цифровой ввод звука при использовании USB-микрофона/звуковой карты.
Аудио выходАналоговый - разъем 3.5 мм, цифровой - 2 порта micro-HDMI
USB-порты2 порта USB 2.0 и 2 порта USB 3.0
Micro-SD1 порт micro-SD
Периферия40 портов ввода-вывода общего назначения (GPIO), UART (Serial), I²C/TWI, SPI с селектором между двумя устройствами; пины питания: 3,3 В, 5 В и земля

Помимо указанных портов и разъемов для подключения Raspberry Pi 4 имеет также беспроводные интерфейсы, обеспечиваемые микросхемой Cypress CYW43455 (см. таблицу 3):

Таблица 3 – Беспроводные интерфейсы.

ИнтерфейсОписание
Wi-FiДвухдиапазонный (2.4 GHz и 5.0 GHz IEEE 802.11ac/n)
BluetoothBluetooth 5.0 + BLE (Bluetooth Low Energy)

Электрическая часть

Для подачи электроэнергии в Raspberry Pi 4 используется блок питания на 5.2В и 3А (см. таблицу 4). Шнур питания подключается через разъем USB Type-C, что позволяет обеспечивать достаточно мощный и требовательный процессор миникомпьютера энергией.

Таблица 4 – Питание Raspberry Pi 4.

ПараметрОписание
Электропитание5 В, 3.0 А, порт USB Type-C или GPIO; Power over Ethernet (PoE) через отдельный PoE HAT (отдельные 4 пина)
Модуль управления питанием (PMIC)MxL7704

Применение

Возможности Raspberry Pi 4 позволяют ему найти множественное применение в качестве:

Возможность установки различных операционных систем (Ubuntu, Debian, Fedora, Arch Linux, Gentoo, RISC OS, Android, Firefox OS, NetBSD, FreeBSD, Slackware, Tiny Core Linux, Windows 10 IOT), наличие большого количества подключаемых устройств ввода-вывода, различных типов портов и беспроводных интерфейсов, возможность создания кластера из нескольких миникомпьютеров, превращают Raspberry Pi 4 в универсальное многофункционально устройство.