Compute Module 3

В апреле 2014 года Raspberry Pi Foundation выпустила первую версию вычислительного модуля Compute Module (CM1). Он был основан на процессоре BCM2835 оригинального мини-компьютера Raspberry Pi. С тем же процессором эта плата была гораздо меньше по размеру: примерно такая же, как планка ОЗУ для ноутбука. Собственно, модуль выполнен именно в форм-факторе DDR2 SODIMM для ноутбука. На плате исчезли все разъёмы и гребёнка контактов, остались только процессор, ПЗУ и ОЗУ.

С выпуска оригинальной модели прошло почти три года. За это время свет увидели ещё два поколения Raspberry Pi, с каждым разом всё большей производительности. Так что сейчас пришло время для обновления вычислительного модуля: встречаем Compute Module 3, обратно совместимый с CM1.

Изначально предполагалось, что с помощью такого «вычислительного модуля» и платы расширения сторонние разработчики могут создавать более функциональные системы, чем сам Raspberry Pi, почти полноценные ПК. Или наоборот, его можно использовать в устройствах, где функциональность и габариты Raspberry Pi излишни. В общем, в разработке всяких нестандартных изделий.

Compute Module получил заслуженное признание и популярность. Его применяли для разработки разнообразных приборов, в том числе в Интернете вещей и промышленных роботах. Вычислительный модуль даже отправили в космос в составе миниатюрных спутников CubeSat. Маленькие дешёвые компьютеры доказали, что могут надёжно работать в условиях облучения космической радиациией. Под управлением CM1 спутники успешно справлялись с задачей обнаружения друг друга и выполняли различные маневры, в том числе по уклонению от столкновений и стыковке. Для маневров применялись лидары или сенсоры Microsoft Kinect.

Структура микроспутника MirrorSat

Compute Module 3 основан на аппаратном обеспечении Raspberry Pi 3. У него вдвое больше оперативной памяти и примерно вдесятеро большая производительность, чем у оригинального модуля.

Всего выпущено две версии Compute Module 3: стандартная и облегчённая.

Стандартный CM3
Процессор: BCM2837 с тактовой частотой до 1,2 ГГц
ОЗУ: 1 ГБ
Флеш-память: 4 ГБ eMMC (встроено)

Облегчённый CM3L
Процессор: BCM2837 с тактовой частотой до 1,2 ГГц
ОЗУ: 1 ГБ
Флеш-память: интерфейс для карт SD

Как видим, облегчённая версия отличается только отсутствием флеш-памяти на модуле. Но интерфейс остался, так что SD или eMMC можно подключить при необходимости. На фотографии показана обратная сторона обоих модулей: слева стандартный CM3, справа — CM3L (Light).

В числе первых Compute Module 3 применила в своих продуктах компания NEC, которая использовала его в широкоэкранных дисплеях нового поколения. Такие дисплеи с диагональю до 96″ предназначены для использования в публичных местах: школах, офисах, магазинах, на вокзалах и т.д.

Compute Module 3 в дисплее NEC

Это лишь один пример промышленного использования CM3. Вычислительные модули наверняка найдут применение и в других сферах, как и модули первого поколения CM1, надеются в Raspberri Pi Foundation. Любая группа энтузиастов в гараже может применять такие же технологии, какие доступны крупной корпорации вроде NEC. В то же время им не нужно заморачиваться техническими деталями вроде распиновки процессора или высокоскоростным интерфейсом памяти, энергообеспечением компьютера. При подключении к простой плате расширения все внешние интерфейсы работают «из коробки». Модуль использует стандартный форм-фактор оперативной памяти для ноутбука DDR2 SODIMM, такие разъёмы поддерживаются несколькими производителями, они недороги и легко доступны.

По размеру CM3 практически идентичен CM1, он только на 1 мм выше. Разъём тот же. С аппаратной точки зрения разница лишь в большем энергопотреблении процессора (VBAT). При большой нагрузке он сильно греется.

По традиции, вместе с модулем представлены и референсные платы расширения, скорее в демонстрационных и образовательных целях. Вероятно, такие платы удобно использовать для экспериментов с CM3 перед конструированием и выпуском собственной платы.

Плата Compute Module IO Board V3 (CMIO3) обеспечивает модулю необходимое питание и даёт возможность программировать флеш-память (в стандартной версии) или использовать SD-карты (в облегчённой), даёт более простой доступ к интерфейсам процессора (штырьковая колодка и коннекторы, как в RPi). Здесь есть интерфейсы HDMI и USB.

Референсная плата CMIO3 совместима с модулями первого поколения, а также с новыми CM3 и CM3L.

Полная техническая информация и CM3 опубликована в разделе документации:

• Спецификации
• Блок-схемы
• Конструкторские файлы CMIO и плат расширения камеры/дисплея
• Руководство по проектированию для Compute Module
• Перезапись встроенной флэш-памяти eMMC с использованием платы Compute Module IO Board
• Подключение периферийных устройств к вычислительному модулю
• Подключение камеры Raspberry Pi
• Подключение официального 7-дюймового дисплея

Цена

CM3 и CM3L продаются по $30 и $25, соответственно (без учёта налога и доставки). Цена действует как для розничных, так и для оптовых покупок.

Одновременно стоимость первого CM снижена тоже до $25. Для некоторых задач уменьшенное энергопотребление может быть важнее, чем мощность, так что CM1 найдёт своего покупателя.

Партнёрские магазины RS и Premier Farnell предлагают полные комплекты для разработчика, которые включают всё необходимое для начала работы с Compute Module 3.

element14
RS Components

Плата расширения продаётся отдельно за £96 (примерно $116).