树莓派 4 Model B (Raspberry Pi 4B) 技术文档
1. 概述
树莓派 4 Model B 于 2019 年发布，是树莓派系列首次采用 Cortex-A72 架构的里程碑产品。搭载 BCM2711 四核 Cortex-A72 @ 1.8GHz，可选 1GB/2GB/4GB/8GB LPDDR4 内存。相比 3B+，CPU 性能提升约 3 倍，首发双 micro-HDMI 4K 输出、USB 3.0 接口、USB-C 供电，至今仍是应用最广泛的树莓派型号之一。
关键改进 vs 3B+：
- CPU: A53 → A72，性能 3×
- RAM: LPDDR2 → LPDDR4，最高 8GB
- USB: 全 USB 2.0 → 2×USB 3.0 (5Gbps) + 2×USB 2.0
- 视频: 单 HDMI 1080p → 双 micro-HDMI 4Kp60
- 供电: Micro-USB → USB-C
- 以太网: 独立千兆（不再共享 USB 2.0 通道）
2. GPIO 引脚定义（40Pin 排针，兼容全系列）
| Pin |
功能 |
Pin |
功能 |
| 1 |
3.3V (50mA) |
2 |
5V |
| 3 |
GPIO2 (SDA1) |
4 |
5V |
| 5 |
GPIO3 (SCL1) |
6 |
GND |
| 7 |
GPIO4 |
8 |
GPIO14 (UART TXD) |
| 9 |
GND |
10 |
GPIO15 (UART RXD) |
| 11 |
GPIO17 |
12 |
GPIO18 (PWM0) |
| 13 |
GPIO27 |
14 |
GND |
| 15 |
GPIO22 |
16 |
GPIO23 |
| 17 |
3.3V |
18 |
GPIO24 |
| 19 |
GPIO10 (MOSI) |
20 |
GND |
| 21 |
GPIO9 (MISO) |
22 |
GPIO25 |
| 23 |
GPIO11 (SCLK) |
24 |
GPIO8 (CE0) |
| 25 |
GND |
26 |
GPIO7 (CE1) |
| 27 |
GPIO0 (ID_SD) |
28 |
GPIO1 (ID_SC) |
| 29 |
GPIO5 |
30 |
GND |
| 31 |
GPIO6 |
32 |
GPIO12 (PWM0) |
| 33 |
GPIO13 (PWM1) |
34 |
GND |
| 35 |
GPIO19 (PWM1) |
36 |
GPIO16 |
| 37 |
GPIO26 |
38 |
GPIO20 |
| 39 |
GND |
40 |
GPIO21 |
3. 电气特性
| 参数 |
规格 |
| 输入电压 |
5V / 3A（USB-C） |
| 工作电流（空闲） |
~600mA @ 5V |
| 工作电流（满载） |
~2.5A @ 5V（不含 USB 外设） |
| GPIO 电平 |
3.3V |
| GPIO 单脚最大电流 |
16mA |
| 3.3V 轨总电流 |
~50mA（来自 PMIC） |
| 工作温度 |
0°C ~ 50°C（SoC 85°C 节流） |
| 启动电流 |
~1A（峰值） |
4. 关键接口
| 接口 |
规格 |
| USB-C |
供电 5V/3A（非 PD） |
| USB-A × 4 |
2× USB 3.0 + 2× USB 2.0 |
| micro-HDMI × 2 |
4Kp60（仅一个可同时 4Kp60，另一个 4Kp30） |
| RJ45 |
千兆以太网（独立 MAC） |
| MIPI CSI |
2-lane 摄像头 |
| MIPI DSI |
2-lane 显示屏 |
| 3.5mm 音频+复合视频 |
TRRS |
| microSD |
系统盘 |
5. 典型应用
- 家庭媒体中心：刷 LibreELEC / OSMC，通过 HDMI 接电视播放 4K 视频
- 轻量桌面：Raspberry Pi OS 桌面版，上网、编程、文档办公
- 软路由：刷 OpenWrt，利用千兆网口 + USB 3.0 千兆网卡做双口路由
- IoT 网关：运行 Node-RED / Home Assistant，GPIO 接传感器
6. 注意事项
- USB-C 兼容问题：初版 4B（Rev 1.1）USB-C CC 引脚设计有误，部分 E-mark 线缆不识别。Rev 1.2+ 已修复。建议使用非 E-mark 的 USB-C 线或官方适配器。
- 散热建议：BCM2711 满载时可达 80°C+，建议加散热片 + 风扇或被动散热外壳。
- HDMI 适配：micro-HDMI 转 HDMI 线材品质参差，劣质线可能导致 4K 花屏。
- 供电不足：若外接 USB 硬盘或大功率外设，需使用有源 USB Hub，否则可能触发欠压警告。
- GPIO 电平：3.3V 电平，不可接入 5V。
- 8GB 版本注意：8GB 版使用不同的内存颗粒，需 64 位内核支持，务必使用最新 Raspberry Pi OS。
