Raspberry Pi Compute Module 4 – Benutzerhandbuch
Kolophon
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| Freigeben | 1 |
| Bauen Datum | 22 |
| Bauen Version | 0afd6ea17b8b |
Rechtlicher Hinweis
TECHNISCHE DATEN UND ZUVERLÄSSIGKEITSDATEN FÜR RASPBERRY PI-PRODUKTE (EINSCHLIESSLICH DATENBLÄTTER) IN DER VON ZEIT ZU ZEIT GEÄNDERTEN FASSUNG („RESSOURCEN“) WERDEN VON RASPBERRY PI LTD („RPL“) „WIE BESEHEN“ BEREITGESTELLT UND JEGLICHE AUSDRÜCKLICHE ODER STILLSCHWEIGENDE GARANTIEN, EINSCHLIESSLICH, ABER NICHT BESCHRÄNKT AUF DIE STILLSCHWEIGENDEN GARANTIEN DER MARKTGÄNGIGKEIT UND EIGNUNG FÜR EINEN BESTIMMTEN ZWECK, WERDEN IM GRÖSSTMÖGLICHEN GESETZLICH ZULÄSSIGEN UMFANG ABGELEHNT. IN KEINEM FALL HAFTET RPL FÜR JEGLICHE DIREKTE, INDIREKTE, ZUFÄLLIGE, SPEZIELLE, EXEMPLARISCHE ODER FOLGESCHÄDEN (EINSCHLIESSLICH, ABER NICHT BESCHRÄNKT AUF DIE BESCHAFFUNG VON ERSATZGÜTERN ODER -DIENSTLEISTUNGEN, NUTZUNGSAUSFALL, DATENVERLUST ODER GEWINNVERLUST, ODER GESCHÄFTSUNTERBRECHUNG), WIE AUCH IMMER URSACHE UND AUFGRUND JEGLICHER HAFTUNGSTHEORIE, OB VERTRAGLICH, VERSCHULDENSUNABHÄNGIG ODER AUS UNERLAUBTER HANDLUNG (EINSCHLIESSLICH FAHRLÄSSIGKEIT ODER ANDERWEITIG), DIE IN IRGENDEINER WEISE AUS DER NUTZUNG DER RESSOURCEN ENTSTEHEN, SELBST WENN AUF DIE MÖGLICHKEIT DERARTIGER SCHÄDEN HINGEWIESEN WURDE.
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Versionsverlauf des Dokuments
| Freigeben | Datum | Beschreibung |
| 1 | März 2025 | Erstveröffentlichung. Dieses Dokument basiert weitgehend auf dem Whitepaper „Raspberry Pi Compute Module 5 Forward Guidance“. |
Geltungsbereich des Dokuments
Dieses Dokument gilt für die folgenden Raspberry Pi-Produkte:
| Pi 0 | Pi 1 | Pi 2 | Pi 3 | Pi 4 | Pi 400 | Pi 5 | Pi 500 | CM1 | CM3 | CM4 | CM5 | Pico | Pico2 | ||||
| 0 | W | H | A | B | A | B | B | Alle | Alle | Alle | Alle | Alle | Alle | Alle | Alle | Alle | Alle |
Einführung
Das Raspberry Pi Compute Module 5 setzt die Raspberry Pi-Tradition fort und bietet aus dem neuesten Raspberry Pi-Flaggschiff ein kleines, hardwareäquivalentes Produkt für eingebettete Anwendungen. Das Raspberry Pi Compute Module 5 hat den gleichen kompakten Formfaktor wie das Raspberry Pi Compute Module 4, bietet jedoch höhere Leistung und einen verbesserten Funktionsumfang. Natürlich gibt es einige Unterschiede zwischen dem Raspberry Pi Compute Module 4 und dem Raspberry Pi Compute Module 5, die in diesem Dokument beschrieben werden.
NOTIZ
Für die wenigen Kunden, die Raspberry Pi Compute Module 5 nicht verwenden können, bleibt Raspberry Pi Compute Module 4 mindestens bis 2034 in Produktion.
Das Datenblatt zum Raspberry Pi Compute Module 5 sollte in Verbindung mit diesem Whitepaper gelesen werden.
https://datasheets.raspberrypi.com/cm5/cm5-datasheet.pdf
Hauptmerkmale
Raspberry Pi Compute Module 5 verfügt über die folgenden Funktionen:
- Quad-Core 64-Bit Arm Cortex-A76 (Armv8) SoC getaktet mit 2.4 GHz
- 2 GB, 4 GB, 8 GB oder 16 GB LPDDR4 SDRAM
- Integrierter eMMC-Flash-Speicher, OGB (Lite-Modell), 16 GB, 32 GB oder 64 GB Optionen
- 2x USB 3.0-Anschlüsse
- 1-Gb-Ethernet-Schnittstelle
- 2x 4-Lane-MIPI-Ports, die sowohl DSI als auch CSI-2 unterstützen
- 2x HDMI-Anschlüsse, die 4Kp60 gleichzeitig unterstützen
- 28x GPIO-Pins
- Integrierte Testpunkte zur Vereinfachung der Produktionsprogrammierung
- Internes EEPROM auf der Unterseite zur Verbesserung der Sicherheit
- On-Board-RTC (externe Batterie über 100-Pin-Anschlüsse)
- Integrierter Lüfterregler
- Integriertes Wi-Fi®/Bluetooth (je nach SKU)
- 1-Lane PCIe 2.0′
- Unterstützung für Typ-C-PD-Netzteile
NOTIZ
Nicht alle SDRAM/eMMC-Konfigurationen sind verfügbar. Bitte wenden Sie sich an unser Vertriebsteam.
In einigen Anwendungen ist PCIe Gen 3.0 möglich, wird aber nicht offiziell unterstützt.
Kompatibilität mit Raspberry Pi Compute Module 4
Für die meisten Kunden ist das Raspberry Pi Compute Module 5 Pin-kompatibel mit dem Raspberry Pi Compute Module 4.
Die folgenden Funktionen wurden zwischen den Modellen Raspberry Pi Compute Module 5 und Raspberry Pi Compute Module 4 entfernt/geändert:
- Composite-Video
- Der auf Raspberry Pi 5 verfügbare Composite-Ausgang wird NICHT auf Raspberry Pi Compute Module 5 weitergeleitet
- 2-spuriger DSI-Port
- Auf dem Raspberry Pi Compute Module 5 stehen zwei 4-Lane-DSI-Ports zur Verfügung, die mit den CSI-Ports für insgesamt zwei
- 2-spuriger CSI-Port
- Auf dem Raspberry Pi Compute Module 5 stehen zwei 4-Lane-CSI-Ports zur Verfügung, die mit den DSI-Ports für insgesamt zwei
- 2x ADC-Eingänge
Erinnerung
Die maximale Speicherkapazität des Raspberry Pi Compute Module 4 beträgt 8 GB, während das Raspberry Pi Compute Module 5 in einer 16 GB RAM-Variante erhältlich ist.
Im Gegensatz zum Raspberry Pi Compute Module 4 ist das Raspberry Pi Compute Module 5 NICHT in einer 1-GB-RAM-Variante verfügbar.
Analoges Audio
Analoges Audio kann auf die GPIO-Pins 12 und 13 des Raspberry Pi Compute Module 5 gemultiplext werden, auf die gleiche Weise wie beim Raspberry Pi Compute Module 4.
Verwenden Sie die folgende Gerätebaum-Überlagerung, um diesen Pins analoges Audio zuzuweisen:
Aufgrund eines Fehlers auf dem RP1-Chip sind die GPIO-Pins 18 und 19, die für analoges Audio auf dem Raspberry Pi Compute Module verwendet werden könnten,
4, sind nicht mit der analogen Audio-Hardware auf Raspberry Pi Compute Module 5 verbunden und können nicht verwendet werden.
NOTIZ
Die Ausgabe erfolgt als Bitstream und nicht als analoges Signal. Glättungskondensatoren und ein ampUm einen Line-Level-Ausgang anzusteuern, wird auf der IO-Platine ein Verstärker benötigt.
Änderungen am USB-Boot
Das Booten per USB von einem Flash-Laufwerk wird nur über die USB 3.0-Anschlüsse an den Pins 134/136 und 163/165 unterstützt.
Raspberry Pi Compute Module 5 unterstützt KEINEN USB-Host-Boot am USB-C-Anschluss
Im Gegensatz zum BCM2711-Prozessor verfügt der BCM2712 nicht über einen XHCI-Controller an der USB-C-Schnittstelle, sondern lediglich über einen DWC2-Controller an den Pins 103/105. Das Booten mit 1800t erfolgt über diese Pins.
Wechsel in den Modul-Reset- und Power-Down-Modus
1/0-Pin 92 ist jetzt auf „w Button“ statt „sus PG“ eingestellt. Das bedeutet, dass Sie zum Zurücksetzen des Moduls ein PMIC EN verwenden müssen.
Das PRIC ENABLE Signal setzt den PMIC und damit den SoC zurück. Sie können view PRIC EN, wenn es auf Low gesetzt und freigegeben wird, was funktional ähnlich ist wie das Setzen und Freigeben von tus Po auf Raspberry Pi Compute Module 4 auf Low.
Das Raspberry Pi Compute Module 4 bietet den zusätzlichen Vorteil, dass es Peripheriegeräte über das nEXTRST-Signal zurücksetzen kann. Das Raspberry Pi Compute Module 5 emuliert diese Funktionalität auf CAM GPIOT.
GLOBAL EN/PHIC EN sind direkt mit dem PMIC verbunden und umgehen das Betriebssystem vollständig. Verwenden Sie auf dem Raspberry Pi Compute Module 5
GLOBAL DE/PHIC Es führt einen harten (aber unsicheren) Shutdown aus
Wenn bei Verwendung einer vorhandenen 10-Karte die Funktionalität zum Umschalten des E/A-Pins 92 zum Starten eines Hard-Resets erhalten bleiben muss, sollten Sie den Button auf Softwareebene abfangen. Anstatt ein Herunterfahren des Systems auszulösen, kann er verwendet werden, um einen Software-Interrupt zu generieren und von dort aus direkt einen System-Reset auszulösen (z. B. Schreiben in S).
Gerätebaumeintrag zur Handhabung eines Netzschalters (arch/arm64/boot/dts/broadcom/bcm2712-rpi-cm5.dtsi).
Code 116 ist der Standardereigniscode für das KEY POWER-Ereignis des Kernels, und im Betriebssystem gibt es dafür einen Handler.
Raspberry Pi empfiehlt die Verwendung von Kernel-Watchdogs, wenn Sie befürchten, dass die Firmware oder das Betriebssystem abstürzt und die Einschalttaste nicht mehr reagiert. ARM-Watchdog-Unterstützung ist im Raspberry Pi-Betriebssystem bereits über den Gerätebaum vorhanden und kann an individuelle Anwendungsfälle angepasst werden. Darüber hinaus bewirkt ein langes Drücken/Ziehen der PIR-Taste (7 Sekunden) das Herunterfahren des Geräts durch den integrierten Handler des PMIC.
Detaillierte Pinbelegungsänderungen
CAM1- und DSI1-Signale haben einen doppelten Zweck und können entweder für eine CSI-Kamera oder ein DSI-Display verwendet werden.
Die zuvor für CAMO und DSIO auf Raspberry Pi Compute Module 4 verwendeten Pins unterstützen jetzt einen USB 3.0-Anschluss auf Raspberry Pi Compute Module 5.
Der ursprüngliche VBAC COMP-Pin des Raspberry Pi Compute Module 4 ist jetzt ein VBUS-fähiger Pin für die beiden USB 3.0-Ports und ist aktiv hoch. Das Raspberry Pi Compute Module 4 verfügt über zusätzlichen ESD-Schutz für die HDMI-, SDA-, SCL-, HPD- und CEC-Signale. Dieser wurde aus Platzgründen beim Raspberry Pi Compute Module 5 entfernt. Bei Bedarf kann ein ESD-Schutz auf der Basisplatine angebracht werden, obwohl Raspberry Pi Ltd dies nicht als zwingend erforderlich erachtet.
|
Stift |
CM4 | CM5 | Kommentar |
| 16 | SYNC_IN | Fan_tacho | Lüfter-Tacho-Eingang |
| 19 | Ethernet nLED1 | Fan_pwn | Lüfter-PWM-Ausgang |
| 76 | Reserviert | VBAT | RTC-Batterie. Hinweis: Es wird eine konstante Belastung von einigen µA auftreten, auch wenn CM5 mit Strom versorgt wird. |
| 92 | RUN_PG | PWR_Button | Repliziert den Power-Button des Raspberry Pi 5. Ein kurzer Druck signalisiert, dass das Gerät aktiviert oder heruntergefahren werden soll. Ein langer Druck erzwingt das Herunterfahren. |
| 93 | nRPIBOOT | nRPIBOOT | Wenn der PWR_Button niedrig ist, wird dieser Pin nach dem Einschalten auch für kurze Zeit auf niedrig gesetzt. |
| 94 | AnalogIP1 | CC1 | Dieser Pin kann mit der CC1-Leitung eines USB-Anschlusses Typ C verbunden werden, um dem PMIC die Aushandlung von 5 A zu ermöglichen. |
| 96 | AnalogIP0 | CC2 | Dieser Pin kann mit der CC2-Leitung eines USB-Anschlusses Typ C verbunden werden, um dem PMIC die Aushandlung von 5 A zu ermöglichen. |
| 99 | Global_DE | PMIC_ENABLE | Keine äußerliche Veränderung. |
| 100 | nEXTRST | CAM_GPIO1 | Wird auf Raspberry Pi Compute Module 5 hochgezogen, kann aber auf Low gezwungen werden, um ein Reset-Signal zu emulieren. |
| 104 | Reserviert | PCIE_DET_nWAKE | PCIE nWAKE. Mit einem 8.2-kΩ-Widerstand auf CM5_3v3 hochziehen. |
| 106 | Reserviert | PCIE_PWR_EN | Signalisiert, ob das PCIe-Gerät ein- oder ausgeschaltet werden kann. Aktiv hoch. |
| 111 | VDAC_COMP | VBUS_EN | Ausgabe zum Signalisieren, dass USB VBUS aktiviert werden soll. |
| 128 | CAM0_D0_N | USB3-0-RX_N | Möglicherweise wurde die Teilenummer ausgetauscht. |
| 130 | CAM0_D0_P | USB3-0-RX_P | Möglicherweise wurde die Teilenummer ausgetauscht. |
| 134 | CAM0_D1_N | USB3-0-DP | USB 2.0-Signal. |
| 136 | CAM0_D1_P | USB3-0-DM | USB 2.0-Signal. |
| 140 | CAM0_C_N | USB3-0-TX_N | Möglicherweise wurde die Teilenummer ausgetauscht. |
| 142 | CAM0_C_P | USB3-0-TX_P | Möglicherweise wurde die Teilenummer ausgetauscht. |
| 157 | DSI0_D0_N | USB3-1-RX_N | Möglicherweise wurde die Teilenummer ausgetauscht. |
| 159 | DSI0_D0_P | USB3-1-RX_P | Möglicherweise wurde die Teilenummer ausgetauscht. |
| 163 | DSI0_D1_N | USB3-1-DP | USB 2.0-Signal. |
| 165 | DSI0_D1_P | USB3-1-DM | USB 2.0-Signal. |
| 169 | DSI0_C_N | USB3-1-TX_N | Möglicherweise wurde die Teilenummer ausgetauscht. |
| 171 | DSI0_C_P | USB3-1-TX_P | Möglicherweise wurde die Teilenummer ausgetauscht. |
Darüber hinaus sind die PCIe-CLK-Signale nicht mehr kapazitiv gekoppelt.
Leiterplatte
Die Leiterplatte des Raspberry Pi Compute Module 5 ist dicker als die des Raspberry Pi Compute Module 4 und misst 1.24 mm +/- 10 %.
Streckenlängen
Die Längen der HDMI0-Leitungen haben sich geändert. Jedes P/N-Paar bleibt identisch, der Versatz zwischen den Paaren beträgt bei bestehenden Motherboards jedoch jetzt <1 mm. Dies dürfte jedoch keinen Unterschied machen, da der Versatz zwischen den Paaren bis zu 25 mm betragen kann.
Auch die Länge der HDMI1-Leitungen hat sich geändert. Jedes P/N-Paar ist weiterhin identisch, der Versatz zwischen den Paaren beträgt bei bestehenden Motherboards jedoch jetzt <5 mm. Dies dürfte jedoch keinen Unterschied machen, da der Versatz zwischen den Paaren bis zu 25 mm betragen kann.
Die Längen der Ethernet-Leitungen haben sich geändert. Jedes P/N-Paar ist weiterhin identisch, der Versatz zwischen den Paaren beträgt bei bestehenden Motherboards jedoch jetzt <4 mm. Dies dürfte jedoch keinen Unterschied machen, da der Versatz zwischen den Paaren bis zu 12 mm betragen kann.
Anschlüsse
Die beiden 100-poligen Stecker wurden durch eine andere Marke ersetzt. Diese sind mit den vorhandenen Steckern kompatibel, wurden aber bei hohen Strömen getestet. Das Gegenstück, das auf das Motherboard passt, ist AmpHenol P/N 10164227-1001A1RLF
Strombudget
Da das Raspberry Pi Compute Module 5 deutlich leistungsstärker ist als das Raspberry Pi Compute Module 4, verbraucht es auch mehr Strom. Bei Netzteilen sollte ein Stromverbrauch von bis zu 2.5 A eingeplant werden. Sollte dies bei einem bestehenden Motherboard-Design zu Problemen führen, kann die CPU-Taktrate reduziert werden, um den Spitzenstromverbrauch zu senken.
Die Firmware überwacht die Strombegrenzung für USB, was effektiv bedeutet, dass usb mas surrant, enable ist bei CM5 immer 1, das 10-Board-Design sollte den insgesamt erforderlichen USB-Strom berücksichtigen.
Die Firmware meldet die erkannten Stromversorgungskapazitäten (sofern möglich) über den Gerätebaum. Im laufenden System siehe /proc/Gerätebaum/ausgewählt/Poser/Diese files werden als 32-Bit-Big-Endian-Binärdaten gespeichert.
Softwareänderungen/-anforderungen
Aus Sicht der Software view, die Änderungen in der Hardware zwischen Raspberry Pi Compute Module 4 und Raspberry Pi Compute Module 5 werden durch einen neuen Gerätebaum vor dem Benutzer verborgen files, was bedeutet, dass der Großteil der Software, die den Standard-Linux-APIs entspricht, ohne Änderungen funktioniert. Der Gerätebaum fileStellen Sie sicher, dass beim Booten die richtigen Treiber für die Hardware geladen werden.
Gerätebaum files finden Sie im Raspberry Pi Linux Kernel-Baum. Zum Beispielampauf:
https://github.com/raspberrypi/linux/blob/rpi-612.y/arch/arm64/boot/dis/broadcom/bom2712-pi-om5.dtsi.
Benutzern, die auf Raspberry Pi Compute Module 5 umsteigen, wird empfohlen, die in der folgenden Tabelle angegebenen oder neueren Softwareversionen zu verwenden. Obwohl die Verwendung von Raspberry Pi OS nicht zwingend erforderlich ist, ist es eine nützliche Referenz und daher in der Tabelle aufgeführt.
| Software | Version | Datum | Hinweise |
| Raspberry Pi-Betriebssystem | Bücherwurm (12) | ||
| Firmware | Ab 10. März 2025 | Sehen https://pip.raspberrypi.com/categories/685-app-notes-guides- whitepapers/documents/RP-003476-WP/Updating-Pi-firmware.pdf Weitere Informationen zum Aktualisieren der Firmware auf einem vorhandenen Image finden Sie unter. Beachten Sie, dass Raspberry Pi Compute Module 5-Geräte mit der entsprechenden Firmware vorprogrammiert sind. | |
| Kernel | 6.12.x | Von 2025 | Dies ist der im Raspberry Pi OS verwendete Kernel |
Umstellung von proprietären Treibern auf standardmäßige Linux-APIs/Bibliotheken/
Firmware
Alle unten aufgeführten Änderungen waren Teil des Übergangs von Raspberry Pi OS Bullseye zu Raspberry Pi OS Bookworm im Oktober 2023. Während Raspberry Pi Compute Module 4 die älteren, veralteten APIs verwenden konnte (da die erforderliche Legacy-Firmware noch vorhanden war), ist dies bei Raspberry Pi Compute Module 5 nicht der Fall.
Raspberry Pi Compute Module 5 basiert nun, wie Raspberry Pi 5, auf dem DRM-Display-Stack (Direct Rendering Manager) und nicht mehr auf dem alten Stack, der oft als DispmanX bezeichnet wird. Da Raspberry Pi Compute Module 5 keine Firmware-Unterstützung für DispmanX bietet, ist ein Wechsel zu DRM unerlässlich.
Eine ähnliche Anforderung gilt für Kameras. Raspberry Pi Compute Module 5 unterstützt nur die API der Bibliothek libcamera, sodass ältere Anwendungen, die die MMAL-APIs der Legacy-Firmware verwenden, wie etwa raspi-still und rasps-vid, nicht mehr funktionieren.
Anwendungen, die die OpenMAX-API (Kameras, Codecs) verwenden, funktionieren nicht mehr auf dem Raspberry Pi Compute Module 5 und müssen daher für die Verwendung von V4L2 neu geschrieben werden. Beispiel:ampDateien hierzu finden Sie im GitHub-Repository „libcamera-apps“, wo es für den Zugriff auf die H264-Encoder-Hardware verwendet wird.
OMXPlayer wird nicht mehr unterstützt, da es ebenfalls die MMAL-API für die Videowiedergabe verwendet. Sie sollten die VLC-Anwendung verwenden. Zwischen diesen Anwendungen besteht keine Befehlszeilenkompatibilität. Weitere Informationen zur Verwendung finden Sie in der VLC-Dokumentation.
Raspberry Pi hat zuvor ein Whitepaper veröffentlicht, in dem diese Änderungen ausführlicher erläutert werden: https://pip.raspberrypi.com/categories/685-app-notes-guides-whitepapers/documents/RP-006519-WP/Transitioning-from-Buliseye-to-Bookworm.pdf.
Weitere Informationen
Obwohl dies nicht direkt mit dem Übergang vom Raspberry Pi Compute Module 4 zum Raspberry Pi Compute Module 5 zusammenhängt, hat Raspberry Pi Ltd eine neue Version der Bereitstellungssoftware für das Raspberry Pi Compute Module veröffentlicht und verfügt außerdem über zwei Tools zur Distributionsgenerierung, die für Benutzer des Raspberry Pi Compute Module 5 nützlich sein könnten.
rpi-sb-provisioner ist ein automatisches, sicheres Boot-Bereitstellungssystem für Raspberry Pi-Geräte mit minimalem Aufwand. Es kann kostenlos heruntergeladen und verwendet werden und ist auf unserer GitHub-Seite hier zu finden: https://github.com/raspberrypi/rpi-sb-provisioner.
pi-gen ist das Tool zum Erstellen der offiziellen Raspberry Pi OS-Images, steht aber auch Drittanbietern zur Verfügung, um eigene Distributionen zu erstellen. Dies ist der empfohlene Ansatz für Raspberry Pi Compute Module-Anwendungen, bei denen Kunden ein benutzerdefiniertes Raspberry Pi OS-basiertes Betriebssystem für ihren spezifischen Anwendungsfall erstellen müssen. Dieses kann ebenfalls kostenlos heruntergeladen und verwendet werden und ist hier zu finden: https://github.com/RPi-Distro/pi-genDas Tool pi-gen lässt sich gut in rpi-sb-provisioner integrieren und bietet einen End-to-End-Prozess zum Generieren sicherer Boot-Betriebssystemimages und deren Implementierung auf Raspberry Pi Compute Module 5.
rpi-image-gen ist ein neues Tool zur Bilderzeugung (https://github.com/raspberrypi/rpi-image-gen), die für leichtere Kundenverteilungen besser geeignet sein können
Zum Hochfahren und Testen und wenn kein vollständiges Bereitstellungssystem erforderlich ist, ist rpiboot weiterhin auf Raspberry Pi Compute Module 5 verfügbar. Raspberry Pi Ltd empfiehlt die Verwendung eines Host-Raspberry-Pi-SBC mit der neuesten Version von Raspberry Pi OS und dem neuesten Rathoot von https://github.com/raspberrypi/usbboot. Sie müssen die Option „Massenspeicher-Gadget“ verwenden, wenn Sie rpiboot, da die vorherige Firmware-basierte Option nicht mehr unterstützt wird.
Kontaktdetails für weitere Informationen
Bitte kontaktieren Sie
applications@iraspberrypi.com
wenn Sie Fragen zu diesem Whitepaper haben.
Web: www.raspberrypi.com
Dokumente / Ressourcen
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Raspberry Pi Rechenmodul 4 [pdf] Benutzerhandbuch Compute-Modul 4, Modul 4 |