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智能显示模块

树莓派智能显示模块（Smart Display Module）是树莓派计算模块 5（CM5）的转接板，可让您将 CM5 集成到兼容的数字标牌中，而无需外部线缆或外部电源。

更多信息请参阅 产品页面。

树莓派智能显示模块

树莓派智能显示模块

如果您从夏普（Sharp）购买树莓派智能显示模块，模块中会预装一台已配置好的 CM5。更多信息请参阅 夏普网站。

规格参数​

本节介绍树莓派智能显示模块的物理特性与能力，包括功能特性、硬件清单和尺寸。

功能特性​

智能显示模块具有以下特性：

  • 兼容 Intel® 智能显示模块（SDM）规范。 该转接板可直接插入支持此规范的宿主显示器。
  • 兼容计算模块 5。 CM5 安装在智能显示模块上。
  • 散热片。 散热片适配 SDM 外形尺寸，可将 CM5 的热量导出。
  • 集成供电。 宿主显示器直接为 CM5 供电。
  • M.2 M key 扩展。 M.2 M key PCIe 插槽兼容 2230、2242、2260 和 2280 规格，提供扩展空间以添加存储或 AI 加速器。
  • 预留外置天线位置。 配合树莓派天线套件，您可以在宿主显示器外部安装外置天线。
  • HDMI 输出。 支持第二路独立的视频流。
  • 接口。 在宿主显示器外侧引出各种接口。
  • 启动模式开关。 可在从 eMMC 启动（标记为 NORMAL）与从 USB 设备模式启动（标记为 USB）之间切换 CM5。
  • 外部电源按钮。 可独立于显示器对 CM5 进行电源开关循环。
  • LED 指示灯。 指示 CM5 的电源状态与存储活动。该指示灯的 LED 行为与树莓派 5 相同。更多信息请参阅 LED 行为。

硬件清单​

智能显示模块包装盒内包含以下部件：

  • 一块智能显示模块。
  • 一个被动式铝制散热片。
  • 四颗用于固定散热片的 M3 螺丝。
  • 两颗用于固定 CM5 的 M2 螺丝。
  • 一颗用于固定 M.2 设备的硬盘固定螺丝。

尺寸​

树莓派智能显示模块的尺寸兼容 Intel® SDM 规范。

智能显示模块采用 SDM-L 外形规格。主板及其元件的尺寸为 175 × 100 × 20 mm。包含面板、把手和金手指接口在内，模块的完整尺寸为 193 × 125 × 25 mm。

单独的智能显示模块重量约为 146 g。装配 CM5、散热片和螺丝后，重量约为 225 g。

接口​

智能显示模块直接连接树莓派计算模块 5。它通过转接板内侧边缘的金手指接口（Intel SDM 边缘连接器）连接到宿主显示器。

Intel SDM 边缘连接器将以下接口或信号从 CM5 传输到宿主显示器：

CM5 接口Intel SDM 接口
HDMI0HDMI
USB 3.0 端口 1USB3
GPIO7/9/10/11 (SPI0)GSPI
GPIO14/GPIO15 (UART0)UART
GPIO2/GPIO3 (I2C1)I2C0（CM5 作为目标设备）
GPIO38/39 (I2C0)I2C1（CM5 作为控制器）
PWR_ButtonPower Button
PMIC_EnablePower Reset
GPIO5/GPIO17SLP_S4
GPIO4System Fan Control
HDMI0_CECHDMI CEC
注意

树莓派 SDM 不通过 Intel SDM 边缘连接器连接 DisplayPort、PCIe 或以太网接口。

在宿主显示器外侧，智能显示模块提供以下接口：

  • HDMI 2.0。连接到 CM5 的 HDMI1。
  • USB-C（USB 2.0）。该端口仅支持设备模式，用于在安装后为 CM5 烧录程序。
  • 以太网（RJ45）接口。
  • USB-A（USB 3.0）。连接到 CM5 的 USB 3.0 端口 0。

在内侧，智能显示模块提供以下接口：

  • 22 针摄像头与显示接口。连接到 CM5 的 CAM/DISP 0。
  • RTC 电池座（CR2032）。
  • M.2 M key PCIe 插槽。
  • CM5 插槽。

在内侧，智能显示模块还在最靠近 CM5 的短边上引出以下引脚。

引脚以两个为一组进行标注。当引脚标签方向正确时，上方四对引脚左侧为接地引脚、右侧为功能引脚；下方四对引脚每对都是两个功能相同的引脚。

上方四对引脚的引脚排列

上方四对引脚的引脚排列

下方四对引脚的引脚排列

下方四对引脚的引脚排列

标签CM5 引脚名称说明
WP_NEEPROM_nWP将相邻的接地引脚连接到功能引脚，以防止更改板载 EEPROM 的内容。
BL_ONBT_nDisable将相邻的接地引脚连接到功能引脚，以禁用蓝牙功能。
WL_ONWL_nDisable将相邻的接地引脚连接到功能引脚，以禁用 Wi-Fi 功能。
12V不适用来自宿主显示器的电源（12 V）。注意不要将 12 V 引脚连接到接地；否则会损坏电路板。
VBUSVBUS_EN用于为外部 USB 3.0 端口供电的信号。
FPWMFan_PWM驱动各种 PWM 控制风扇。
GNDGND接地（0 V）
FTACHFan_Tacho读取许多 PWM 风扇上存在的转速计输出信号。

有关这些引脚及其使用方法的更多信息，请参阅计算模块 5 数据手册和计算模块 5 IO 板数据手册。

组装智能显示模块​

您可以将计算模块 5 安装到智能显示模块上，加装可选的额外组件，然后将整个模块安装到宿主显示器中。

如果您从夏普购买树莓派智能显示模块，CM5 已预先配置并安装在散热片下方。您无需执行本流程，但在安装可选组件时可能需要参考其中某些步骤。

本流程所需设备：

  • 智能显示模块。
  • 随附的散热片和螺丝。
  • 一块计算模块 5。
  • 一把十字螺丝刀。
  • （可选）树莓派天线套件。
  • （可选）一块 M.2 M key 设备。
  • 一台带有 SDM 兼容插槽的宿主显示器。
重要

在执行以下步骤之前，请断开宿主显示器的电源。即使显示器已关闭并处于待机状态，除非完全断开电源，否则它可能仍在为 SDM 插槽供电。

配置并组装智能显示模块：

  1. 通过安装操作系统镜像和您的用例所需的软件来配置计算模块 5。更多信息请参阅将镜像烧录到计算模块。
    或者，您也可以在组装完智能显示模块后完成此步骤。更多信息请参阅在装机状态下烧录 CM5。

  2. 从智能显示模块上取下散热片，以露出计算模块 5 的安装位。

    标出散热片位置的 SDM

    使用十字螺丝刀拧下固定散热片的四颗 M3 螺丝。请保留这些螺丝以供后续使用。

  3. 使用十字螺丝刀拧下 CM5 插槽中的两颗 M2 螺丝。请保留这些螺丝以供后续使用。

    已拆下 CM5 插槽固定螺丝的 SDM

  4. 将 CM5 安装到智能显示模块上。

    1. 使 CM5 与智能显示模块上的树莓派标志都朝上且方向正确，将 CM5 放入标有 COMPUTE MODULE 5 的位置，使其孔位对准安装柱。
    2. 轻轻将 CM5 压入连接器，直到安装牢固。
    标出 CM5 位置的 SDM

  5. 使用 M2 螺丝将 CM5 固定到电路板上。这些螺丝的建议扭矩为 0.15 Nm。

    已安装 CM5 并标出螺丝位置的 SDM

  6. （可选）安装 M.2 M key 设备。如果您想安装 M.2 NVMe 硬盘或 AI 加速器，在安装散热片之前进行会更方便。

    1. 用手取下硬盘固定螺丝。
    2. 将 M.2 设备插入 M.2 边缘连接器，以略微向上的角度将硬盘滑入插槽。请勿用力将硬盘压入插槽；应轻轻滑入。
    3. 将硬盘固定螺丝的卡扣推入 M.2 硬盘末端的卡槽。
    4. 将 M.2 设备压平贴住电路板，并用手顺时针拧入硬盘固定螺丝，直到感觉牢固。请勿过度拧紧螺丝。

  7. （可选）如果您的 CM5 带有板载 Wi-Fi，可以连接外置天线。如果您想为设备安装天线，请在安装散热片之前完成。

    1. 拆下智能显示模块内侧天线端口上的橡胶塞。
    标出天线位置的 SDM
    1. 确认齿形垫圈已套在 SMA 连接器上。
    2. 从智能显示模块内侧，将 SMA 连接器（平面一侧朝向其他端口）推入天线端口，使其穿出并可从外侧触及。
    3. 从外侧装上开口垫圈，并将固定六角螺母顺时针拧到 SMA 连接器上，直到牢固就位。为避免损坏，拧紧时请勿用力过猛。
    4. 将天线连接到 SMA 连接器，天线朝外，顺时针旋转天线以固定。
    5. 将天线调整到适合您显示器的角度，使其处于最终位置。
    6. 如果已安装 M.2 设备，请避免让天线线缆从其上跨过。应将天线线缆走在 M.2 插槽与智能显示模块外侧之间。
    标出天线线缆走线路径的 SDM
    1. 将天线线缆上的 U.FL 连接器连接到计算模块 5 上兼容 U.FL 的连接器，该连接器位于 CM5 左上角安装孔旁。
    已安装天线的 SDM

  8. 安装散热片。其中一个散热片安装位是偏置设计的，这可确保散热片以正确的方向安装。

    1. 撕下散热片上的护套和导热垫上的纸。
    2. 如果您安装了天线，请确保天线线缆的走线避开散热片安装位。
    3. 将散热片盖在计算模块 5 上，使其安装位对准智能显示模块电路板上的孔位。
    已安装 CM5 和天线并标出散热片位置的 SDM
    1. 使用十字螺丝刀将 M3 螺丝穿过电路板拧入散热片安装位。均匀拧紧螺丝。这些螺丝的建议扭矩为 0.25 Nm。
    已组装 CM5、天线和散热片的 SDM

  9. （可选）在 RTC 电池座中安装一颗 CR2032 电池。

  10. （可选）将 22 针摄像头 FFC 或 22 针显示 FFC 连接到摄像头/显示接口，并将线缆穿过 IO 支架的开孔。CM5 不会自动检测这些设备。您必须在 config.txt 文件中配置这些设备。更多信息请参阅连接摄像头模块或连接触摸显示屏 2。

  11. 确保宿主显示器已完全断开电源。

  12. 将智能显示模块安装到宿主显示器中。有关此安装流程的更多信息，请参阅宿主显示器的文档。

  13. 为宿主显示器通电并开启。宿主显示器为智能显示模块供电，CM5 随即启动。

根据宿主显示器的默认行为，您可能需要选择智能显示模块作为其输入源。更多信息请参阅宿主显示器的文档。

在装机状态下烧录 CM5​

您可以在将 CM5 安装到智能显示模块、并将智能显示模块装入宿主显示器之后，再对 CM5 进行配置。

为此，您需要以下设备：

  • 已安装智能显示模块的宿主显示器。
  • 一台安装了 2.0.11 或更高版本 Raspberry Pi Imager 的电脑。
  • 一根 USB-C 线缆。

执行以下步骤：

  1. 在电脑上启动 Raspberry Pi Imager。
  2. 配置 Raspberry Pi Imager，使其能够使用 rpiboot 检测 CM5，并将其视为大容量存储设备。
    1. 打开 Debug Options：
      • 在 Windows 或 Linux 上，按 Ctrl + Alt + S。
      • 在 macOS 上，按 Cmd + Option + S。
    2. 滚动到 Advanced Features。
    3. 使用开关选择 Enable Rpiboot/Fastboot Support。
    4. 选择 Apply 保存更改并退出 Debug Options 对话框。
  3. 确保宿主显示器已完全断开电源。
  4. 使用 USB-C 线缆将电脑连接到智能显示模块上标有 SERVICE 的 USB-C 接口。
  5. 将启动模式开关从 NORMAL 拨到 USB。
  6. 开启宿主显示器电源。CM5 在 Raspberry Pi Imager 中显示为一个大容量存储设备。
  7. 在电脑上使用 Raspberry Pi Imager 为 CM5 安装操作系统。安装完成后，电脑会弹出该大容量存储设备。
  8. 从智能显示模块上拔下线缆。
  9. 关闭显示器电源。
  10. 将启动模式开关从 USB 拨回 NORMAL。
  11. 开启显示器电源。

拆卸智能显示模块​

有关此流程的信息，请参阅宿主显示器的文档。

重要
  • 在拆卸智能显示模块之前，请断开宿主显示器的电源。即使显示器已关闭并处于待机模式，除非完全断开电源，否则它可能仍在为 SDM 插槽供电。
  • 拆卸智能显示模块时，请使用把手将其从宿主显示器中直接拉出。

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