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5G対応Linuxボードについて

Specification

  • Input Power：DC5V Input（4.75V～5.25V）
  • Dimension： 190mm×110mm
  • TLS 1.2 1.3接続　高セキュアIC
  • タコメーターフィードバック付きPWMファンコントローラ
  • I2Cインターフェースコネクタ
  • アナログ入力（２ポート）コネクタ
  • バッテリーバックアップ付きリアルタイムクロック(RTC)
  • デュアルHDMIコネクタ
  • PoE 対応標準 Raspberry Pi HAT コネクタ
  • PoE HAT対応ギガビット・イーサネット・ソケット
  • 2つのUSB 2.0コネクタを備えたオンボードUSB 2.0ハブ
  • 拡張5Gモジュール用　M.2コネクタ
  • nanoSIMカードコネクタ
  • Compute Module 4のeMMCバリアントのプログラミングをサポート

WARNINGS

  • 本製品は風通しの良い環境で使用し、周辺をケース等で覆わないでください
  • 本製品を使用中は安定した平らな導電性のない場所に置き、導電性のあるものに接触させないでください
  • 互換性のないデバイスを本製品に接続すると、ユニットが損傷し、保証が無効になることがあります
  • 本製品とともに使用されるすべての周辺機器は、使用される国の関連規格に準拠し、
    安全性と性能の要件が満たされていることを保証するために、それに応じてマークされている必要があります
    これらの周辺機器には、本製品と共に使用されるキーボード、モニター、およびマウスが含まれますが、これらに限定されません
  • 本製品で使用されるすべての周辺機器のケーブルおよびコネクタは、関連する安全要件が満たされるよう、適切な絶縁が施されている必要があります

SAFETY INSTRUCTIONS

  • 水や湿気にさらしたり、導電性の表面に置いたりしないでください
  • プリント基板やコネクタに機械的または電気的な損傷を与えないよう、取り扱いには十分注意してください
  • 電源が入っている間は、プリント基板に触れないか、静電気による損傷の危険性を最小限に抑えるため、プリント基板の端のみを触れるように扱ってください

Chapter 1. Introduction

5G対応Linuxボード(以下、本ボード)は、Raspberry Pi Compute Module 4を利用し、高セキュアや5Gモジュール等の製品開発を支援するために設計されています

Chapter 2. Features

  • +5V入力電源
  • CM4モジュールに対応
  • フルサイズHDMI 2.0コネクタ×2
  • PoE対応、ギガビット・イーサネットRJ45コネクタ
  • 2段タイプのUSB Type A コネクタ
  • CM4アップデート用Micro USBコネクタ
  • 標準FANコネクタ
  • 拡張用I2Cコネクタ
  • アナログ入力（2ポート）
  • TLS 1.2、1.3接続　高セキュアIC
  • CR2032電池ソケットとCM4ウェイクアップ機能を備えたRTC
  • Raspberry Pi HATコネクタ
  • 5Gモジュール用M.2コネクタ
  • 各種機能切替用ジャンパー
  • ワイヤレス、EEPROM書き込みなどの機能を無効にするDIPスイッチ
  • 各種LED

2.1 ＋５V入力電源

+5V入力(J14)はMolex製4.2mmピッチヘッダ"5569"からCM4、FANコネクタ(J15)、拡張用I2Cコネクタ(J5)、Raspberry Pi HATコネクタ(J8)へ直接供給されます
電源に必要な定格は、使用するアプリケーションと接続されている機器に依存します
CM4には9Wの電力を確保することをお勧めします

PinSignal
1+5V
2Ground (0V)

2.2 CM4モジュール

CM4モジュールは、オンボードワイヤレスアンテナがボードの端に来るように配置されており、ワイヤレス性能を最大限に引き出します

2.3 フルサイズHDMI 2.0コネクタ (J10、J22)

HDMIインターフェースに必要なほとんどの信号がCM4から直接接続されています
HDMIコネクタには+5V電源が必要ですが、これは電流制限スイッチを介して本ボードから供給されます

2.4 ギガビット・イーサネットRJ45コネクタ (J2)

本ボードは、標準的な1:1 Ethernetマグジャックを使用しており、PoEもサポートしています
PoEアプリケーションでは一般的にESD保護が必要となるため、本ボードには追加のESD保護が施されています
RJ45コネクタからのPoE信号はJ9に接続されており、通常、PoE HATは+5Vを本ボードに供給します

2.5 USB 2.0 Hub

本ボードには、4chのUSB 2.0ハブが搭載されています
これはCM4のUSB 2.0ポートに接続されています
このうち2chはUSB Type Aコネクタ(J13)に接続されており、1chは拡張用5Gモジュールに接続されています（残りの1chは未接続です）
USBコネクタにVBUSを供給するために、内部電流制限スイッチがあり、電流制限は約1.7Aに設定されています

2.6 Micro USB コネクタ (J11)

マイクロUSBコネクタは、RPIBOOT経由でCM4をアップデートできるように設計されています
J3の1-2ピン間をジャンパー等で短絡することで強制的にRPIBOOTを起動します
マイクロUSBケーブルを差し込むと USBハブは自動的に無効になり、CM4のUSB 2.0ポートはUSBデバイスになります

2.7 FANコネクタ (J15)

このコネクタは、PWM駆動出力とタコメーター入力を備えた標準+5Vファンをサポートします
EMC2301がI2C経由でファンを制御します
相手側コネクタの品番は、ヒロセ電機製"DF11-4DS-2C"になります
ファン用の+5V電源は+5V入力から供給され、レギュレーションされていません

PinSignal
1+5V Output
2Ground (0V)
3TACH Input
4PWM Output

2.8 I2Cコネクタ (J5)

このコネクタは、I2Cデータバスを外部に拡張します
相手側コネクタの品番は、ヒロセ電機製"DF11-4DS-2C"になります
I2C用の+5V電源は+5V入力から供給され、レギュレーションされていません

PinSignal
1+5V Output
2SDA
3SCL
4Ground (0V)

2.9 アナログ入力コネクタ (J1)

このコネクタは、CM4のアナログ入力端子Analog IP0/IP1に接続されています
CM4への入力は100Ωと0.1uFのローパスフィルタを介して接続されています
相手側コネクタの品番は、ヒロセ電機製"DF11-4DS-2C"になります

PinSignal
1Analog Input 0
2Analog Input 1
3Ground (0V)
4Ground (0V)

2.10 セキュアIC

本ボードには、ATECC608BセキュアICが搭載されています
ATECC608BはI2Cを経由して制御されます

2.11 Real time clock (RTC)

本ボードには、PCF85063AT RTCが搭載されています
PCF85063ATはI2Cを経由して制御されます
CR2032コイン電池用の電池ホルダーが用意されています
初期セットアップでは、RTCのCLKOUTを無効にして電力を節約してください
RTCのアラーム出力は、CM4をシャットダウンから復帰させるために使用されます
通常動作中にアラームが鳴った場合、CM4はパワーダウン状態になります
必要であれば、これをウォッチドッグ・タイマーとして使用することもできます

2.12 Raspberry Pi HAT コネクタ (J8)

本ボードは、標準的なRaspberry Pi 40-way HATコネクタを備えています
標準的なHATを使用できるように取り付け穴も用意されています

2.13 5Gモジュール コネクタ (CN3)

本ボードは、Quectel製5Gモジュール"RM520N-GL"接続用M.2コネクタを備えています
モジュールを固定できるように取り付け穴も用意されています
SIMカードはnanoSIMに対応しています

2.14 ジャンパー

JP1：GPIOの電圧を選択します

PinFunction
1-2GPIOの電圧(GPIO_VREF)を+3.3Vに設定
2-3GPIOの電圧(GPIO_VREF)を+1.8Vに設定

JP2-4：Raspberry Pi 40-way HATと5Gモジュールどちらを使用するか選択します
　　　 全て同じ設定としてください

PinFunction
1-2開放時、Raspberry Pi 40-way HATのGPIOを選択
短絡時、5GモジュールのPCIeを選択

J3

Pin Function
1-2 /RPIBOOT - 短絡時、USBブートを強制します
3-4 GLOBAL_EN - 短絡時、RUN_PG出力が接続されます（オープンドレイン）
5-6 RUN_PG - 短絡時、CM4がリセットされます
注意；ファイルシステム上のファイルが開いている場合、
　　　それらは閉じられません
7-8 未接続
9 SYNC_IN - 入力用端子
10 SYNC_OUT - -出力用端子

2.15 DIPスイッチ

SW1

No.Function
1ON ：Wireless interface will be disabled on CM4
OFF：Wireless interface will be enabled on CM4
2ON ：Bluetooth interface will be disabled on CM4
OFF：Bluetooth interface will be enabled on CM4
3ON ：Write protects the EEPROM on CM4
4未使用

2.16 LEDs

LED1：CM4 Activity LED（緑色）
LED2：CM4 Power LED （赤色）
LED3：5G RF status LED（緑色）
LED4：DC5V Power LED（赤色）

Chapter 3. CM4 Pin Assign

PinSignalDescription
1GNDGround(0V)
2GNDGround(0V)
3Ethernet_Pair3_PEthernet Pair 3 Positive (Ethernetコネクタ(J2)に接続)
4Ethernet_Pair1_PEthernet Pair 1 Positive (Ethernetコネクタ(J2)に接続)
5Ethernet_Pair3_NEthernet Pair 3 Negative (Ethernetコネクタ(J2)に接続)
6Ethernet_Pair1_NEthernet Pair 1 Negative (Ethernetコネクタ(J2)に接続)
7GNDGround(0V)
8GNDGround(0V)
9Ethernet_Pair2_NEthernet Pair 2 Negative (Ethernetコネクタ(J2)に接続)
10Ethernet_Pair0_NEthernet Pair 0 Negative (Ethernetコネクタ(J2)に接続)
11Ethernet_Pair2_PEthernet Pair 2 Positive (Ethernetコネクタ(J2)に接続)
12Ethernet_Pair0_PEthernet Pair 0 Positive (Ethernetコネクタ(J2)に接続)
13GNDGround(0V)
14GNDGround(0V)
15Ethernet_/LED3LED緑 (Ethernetコネクタ(J2)に接続)
16Ethernet_SYNC_INIEEE1588 SYNC input pin (1.8V signal、J3 9pinに接続)
17Ethernet_/LED2LED黄 (Ethernetコネクタ(J2)に接続)
18Ethernet_SYNC_OUTIEEE1588 SYNC output pin (1.8V signal、J3 10pinに接続)
19Ethernet_/LED1未接続
20EEPOM_/WPEEPROM Write protect (SW1 No.3 ONにて有効)
21PI_/LED_ActivityLED1(緑)に接続
22GNDGround(0V)
23GNDGround(0V)
24GPIO26Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、37pinに接続
25GPIO21Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、40pinに接続
26GPIO19Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、35pinに接続
27GPIO20Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、38pinに接続
28GPIO13Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、33pinに接続
29GPIO16Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、36pinに接続
30GPIO6JP3開放時：Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、31pinに接続
JP3短絡時：5Gモジュール(CN3)、60pinに接続
31GPIO12JP4開放時：Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、32pinに接続
JP4短絡時：5Gモジュール(CN3)、25pinに接続
32GNDGround(0V)
33GNDGround(0V)
34GPIO5JP2開放時：Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、29pinに接続
JP2短絡時：5Gモジュール(CN3)、26pinに接続
35ID_SCRaspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、28pinに接続
36ID_SDJP4開放時：Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、27pinに接続
JP4短絡時：5Gモジュール(CN3)、54pinに接続
37GPIO7JP3開放時：Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、26pinに接続
JP3短絡時：5Gモジュール(CN3)、38pinに接続
38GPIO11JP4開放時：Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、23pinに接続
JP4短絡時：5Gモジュール(CN3)、58pinに接続
39GPIO8JP3開放時：Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、24pinに接続
JP3短絡時：5Gモジュール(CN3)、62pinに接続
40GPIO9JP3開放時：Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、21pinに接続
JP3短絡時：5Gモジュール(CN3)、64pinに接続
41GPIO25Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、22pinに接続
42GNDGround(0V)
43GNDGround(0V)
44GPIO10JP4開放時：Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、19pinに接続
JP4短絡時：5Gモジュール(CN3)、56pinに接続
45GPIO24Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、18pinに接続
46GPIO22Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、15pinに接続
47GPIO23Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、16pinに接続
48GPIO27Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、13pinに接続
49GPIO18Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、12pinに接続
50GPIO17Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、11pinに接続
51GPIO15Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、10pinに接続
52GNDGround(0V)
53GNDGround(0V)
54GPIO4JP2開放時：Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、7pinに接続
JP2短絡時：5Gモジュール(CN3)、8pinに接続
55GPIO14Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、8pinに接続
56GPIO3JP2開放時：Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、5pinに接続
JP2短絡時：5Gモジュール(CN3)、23pinに接続
57SD_CLK未接続
58GPIO2JP2開放時：Raspberry Pi 40-way HATコネクタ(J8)、3pinに接続
JP2短絡時：5Gモジュール(CN3)、6pinに接続
59GNDGround(0V)
60GNDGround(0V)
61SD_DATA3未接続
62SD_CMD未接続
63SD_DATA0未接続
64SD_DATA5未接続
65GNDGround(0V)
66GNDGround(0V)
67SD_DATA1未接続
68SD_DATA4未接続
69SD_DATA2未接続
70SD_DATA7未接続
71GNDGround(0V)
72SD_DATA6未接続
73SD_VDD_Override未接続
74GNDGround(0V)
75SD_PWR_ON未接続
76Reserved未接続
77+5V(input)DC5V入力電源
78GPIO_VREFJP1にて+3.3V or +1.8V選択（開放 or Groundへ接続はしないこと）
79+5V(input)DC5V入力電源
80SCL0I2C Clock pin (Raspberry Pi GPIO45)
81+5V(input)DC5V入力電源
82SDA0I2C Data pin (Raspberry Pi GPIO44)
83+5V(input)DC5V入力電源
84CM4_3.3V(output)+3.3V±2.5%電源出力 (max 300mA/pin Total 600mA)
85+5V(input)DC5V入力電源
86CM4_3.3V(output)+3.3V±2.5%電源出力 (max 300mA/pin Total 600mA)
87+5V(input)DC5V入力電源
88CM4_1.8V(output)+1.8V±2.5%電源出力 (max 300mA/pin Total 600mA)
89WL_/DisableWireless interface will be disabled. (SW1 No.1 ONにて有効)
90CM4_1.8V(output)+1.8V±2.5%電源出力 (max 300mA/pin Total 600mA)
91BT_/DisableBluetooth interface will be disabled. (SW1 No.2 ONにて有効)
92RUN_PG入出力ピン　CM4正常動作時、High出力
93/RPIBOOTこのピンをLowにすると、RPIサーバー(PCやRaspberry piなど)から強制的に起動します
94AnalogP1アナログ入力ピン
外部コネクタ(J1) 1pinに接続
95PI_LED_/PWRLED2(赤)に接続
96AnalogP0アナログ入力ピン
外部コネクタ(J1) 2pinに接続
97Camera_GPIO未接続
98GNDGround(0V)
99GLOBAL_ENLow入力でCM4をパワーダウン状態にします
100/EXTRSTRESETの間Highが出力されます
101USB_OTG_IDUSB OTGピン
HostかSlaveかを選択します (Board内で自動判定)
102PCIe_CLK_/REQPCIe Clock Request pin (Lowでリクエスト)
5Gモジュール(CN3)、52pinに接続
103USB2_NUSB D-
104Reserved未接続
105USB2_PUSB D+
106Reserved未接続
107GNDGround(0V)
108GNDGround(0V)
109PCIe_/RSTPCIe Reset Output pin (ResetでLow)
5Gモジュール(CN3)、50,67pinに接続
110PCIe_CLK_PPCIe Clock Out Positive (100MHz)
5Gモジュール(CN3)、55pinに接続
111VDAC_COMP未接続
112PCIe_CLK_NPCIe Clock Out Negative (100MHz)
5Gモジュール(CN3)、53pinに接続
113GNDGround(0V)
114GNDGround(0V)
115CAM1_D0_N未接続
116PCIe_RX_PPCIe RX Positive (GEN2)
5Gモジュール(CN3)、41pinに接続
117CAM1_D0_P未接続
118PCIe_RX_NPCIe RX Negative (GEN2)
5Gモジュール(CN3)、43pinに接続
119GNDGround(0V)
120GNDGround(0V)
121CAM1_D1_N未接続
122PCIe_TX_PPCIe TX Positive (GEN2)
5Gモジュール(CN3)、49pinに接続
123CAM1_D1_P未接続
124PCIe_TX_NPCIe TX Negative (GEN2)
5Gモジュール(CN3)、47pinに接続
125GNDGround(0V)
126GNDGround(0V)
127CAM1_C_N未接続
128CAM0_D0_N未接続
129CAM1_C_P未接続
130CAM0_D0_P未接続
131GNDGround(0V)
132GNDGround(0V)
133CAM1_D2_N未接続
134CAM0_D1_N未接続
135CAM1_D2_P未接続
136CAM0_D1_P未接続
137GNDGround(0V)
138GNDGround(0V)
139CAM1_D3_N未接続
140CAM0_C_N未接続
141CAM1_D3_P未接続
142CAM0_C_P未接続
143HDMI1_HOTPLUGHDMI1コネクタ(J22)に接続
144GNDGround(0V)
145HDMI1_SDAHDMI1コネクタ(J22)に接続
146HDMI1_TX2_PHDMI1コネクタ(J22)に接続
147HDMI1_SCLHDMI1コネクタ(J22)に接続
148HDMI1_TX2_NHDMI1コネクタ(J22)に接続
149HDMI1_CECHDMI1コネクタ(J22)に接続
150GNDGround(0V)
151HDMI0_CECHDMI0コネクタ(J10)に接続
152HDMI1_TX1_PHDMI1コネクタ(J22)に接続
153HDMI0_HOTPLUGHDMI0コネクタ(J10)に接続
154HDMI1__TX1_NHDMI1コネクタ(J22)に接続
155GNDGround(0V)
156GNDGround(0V)
157DSI0_D0_N未接続
158HDMI1_TX0_PHDMI1コネクタ(J22)に接続
159DSI0_D0_P未接続
160HDMI1_TX0_NHDMI1コネクタ(J22)に接続
161GNDGround(0V)
162GNDGround(0V)
163DSI0_D1_N未接続
164HDMI1_CLK_PHDMI1コネクタ(J22)に接続
165DSI0_D1_P未接続
166HDMI1_CLK_NHDMI1コネクタ(J22)に接続
167GNDGround(0V)
168GNDGround(0V)
169DSI0_C_N未接続
170HDMI0_TX2_PHDMI0コネクタ(J10)に接続
171DSI0_C_P未接続
172HDMI0_TX2_NHDMI0コネクタ(J10)に接続
173GNDGround(0V)
174GNDGround(0V)
175DSI1_D0_N未接続
176HDMI0_TX1_PHDMI0コネクタ(J10)に接続
177DSI1_D0_P未接続
178HDMI0_TX1_NHDMI0コネクタ(J10)に接続
179GNDGround(0V)
180GNDGround(0V)
181DSI1_D1_N未接続
182HDMI0_TX0_PHDMI0コネクタ(J10)に接続
183DSI1_D1_P未接続
184HDMI0_TX0_NHDMI0コネクタ(J10)に接続
185GNDGround(0V)
186GNDGround(0V)
187DSI1_C_N未接続
188HDMI0_CLK_PHDMI0コネクタ(J10)に接続
189DSI1_C_P未接続
190HDMI0_CLK_NHDMI0コネクタ(J10)に接続
191GNDGround(0V)
192GNDGround(0V)
193DSI1_D2_N未接続
194DSI1_D3_N未接続
194DSI1_D2_P未接続
196DSI1_D3_P未接続
197GNDGround(0V)
198GNDGround(0V)
199HDMI0_SDAHDMI0コネクタ(J10)に接続
200HDMI0_SCLHDMI0コネクタ(J10)に接続
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