Raspberry Pi 4B的4K显示

在 Raspberry Pi 400的4K显示 实践中，我尝试使用Raspberry Pi 400来实现一个能够使用4K显示器的工作平台。但是，实践发现Raspberry Pi 400没有实现60Hz刷新率的4K输出(至少目前我实践没有成功)。不过，既然我有3台Raspberry Pi 4B，硬件架构和Raspberry Pi 400几乎完全一致，所以我把TF卡从 pi-master1 和 pi400 互换，将2GB规格的Raspberry Pi 4B连接到4K显示器上作为工作桌面。

树莓派4B实现4K@60Hz要点

树莓派4B的显示核心硬件支持4K@60Hz，但是默认Raspberry Pi OS没有启用这个设置，主要是为了降低内存消耗和设备温度 - 参考 Video options in config.txt 。

启用 4K@60Hz 设置需要注意以下要点:

  • 只有一个视频输出接口支持 4K@60Hz - microHDMI-0 ，这个显示接口靠近USB type C电源接口

  • 必须使用高速HDMI视频线，至少要求 HDMI 2.0 线缆

  • 显示器必须能够支持4K

备注

通过 raspi-config 交互设置可以通过:

Advanced Options => HDMI / Composite => Enable 4Kp60 HDMI Enable 4Kp60 resolution on HDMI0

激活 4K@60Hz ，不过这个配置仅添加了 hdmi_enable_4kp60=1 配置。实践发现还需要关闭 dtoverlay=vc4-fkms-v3d

可选设置 Resolution => CEA Mode 97 3840x2160 60Hz 16:9 ，实际不设置也会保持这个显示分辨率。

配置完成后通过以下命令检查连接设备和显示分辨率模式:

tvservice -l

tvservice -s

配置4K@60Hz

警告

我实测下来在树莓派4B上还是无法同时启用 hdmi_enable_4kp60=1 和 dtoverlay=vc4-fkms-v3d ，一旦同时启用这两个配置就会导致字符终端启动过程就转为黑屏。

树莓派4B启用4K@60Hz方法

经过我的实践验证，参考 Fake KMS and 4K60 cannot co-exist 配置建议，在树莓派4B上配置 /boot/config.txt 如下:

[pi4]
# 启用 4kp60 不能启用 vc4-fkms-v3d
#dtoverlay=vc4-fkms-v3d
max_framebuffers=2

[all]
hdmi_enable_4kp60=1

然后重启就可以实现 4K@60Hz ，不过这个模式下在 xfce 桌面下检查会发现只有一个分辨率和刷新率可以选择，即固定为 3840x2160 60Hz

尝试记录

通过 raspi-config 配置工具启用 4K@60Hz ，即在 /boot/config.txt 中添加以下配置:

hdmi_enable_4kp60=1

重启Raspberry Pi 4B，果然看到了启动时字符显示高分辨率。但是，很不幸，启动服务显示过后，屏幕突然转黑，并且显示器显示没有信号。

我通过ssh登陆到系统，检查系统 dmesg 显示:

[drm:drm_atomic_helper_wait_for_flip_done [drm_kms_helper]] *ERROR* [CRTC:87:crtc-0] flip_done timed out

这个问题是因为 Fake KMS and 4K60 cannot co-exist

Cannot set 60Hz @4k with Raspi 4B 提供了一个解决思路，我尝试采用以下步骤：

  • 在 /boot/config.txt 配置了 hdmi_enable_4kp60=1 同时添加以下行配置 4K30

    hdmi_group=1
hdmi_mode=95
hdmi_enable_4kp60=1

  • 这样再次重启时候字符终端就是 4K@30Hz

  • 在主机上启动VNC，然后通过远程VNC访问桌面。此时在桌面上撇着显示刷新率 60.00Hz ，这时就能够在显示器上看到正常图形输出了

  • 不过，此时TTY1到TTY6还没有输出信号，所以修改 config.txt 配置:

    hdmi_group=1
hdmi_mode=16

上述模式是 1080p60 也就是字符终端不要设置4K，同时保持图形界面 4K@60Hz。

参考