Mini Cluster mit 4 RPi Compute Modulen

  • [font="Helvetica"]Auvidea entwickelt zur Zeit einen [/font][font="Helvetica"]modularen Cluster für 4 Raspberry Pi Compute Module. Die 4 RPI-CM werden über einen integrierten Ethernet-Switch verbunden und nach aussen wird eine Ethernet Schnittstelle herausgeführt.[/font]


    [font="Helvetica"][font="Helvetica"]Die RPI Compute Module haben nur einen USB Port, aber keinen Ethernet Port. Daher werden die RPI-CM auf einem Adapterboard (38158) mit USB zu Ethernet Converter platziert. Als Converter findet [/font]der gleiche Chip Anwendung (LAN9512), der auch auf dem originalen RPi verwendet wird. Das angefügte Blockschaltbild zeigt den Aufbau. Vier dieser 38158 Module mit aufgestecktem RPI-CM lassen sich auf dem Trägerboard einstecken.[/font]


    [font="Helvetica"][/font]


    Als 5-port 10/100 Ethernet-Switch findet ein openWRT-Modul Anwendung. Dieses stellt nicht nur die Switch-Funktion bereit, sondern auch weitere Netzwerk-Funktionen, wie zum Beispiel Port-Forwarding und NAT (network address translation). So wird ermöglicht, dass alle 4 RPI-CMs und auch das openWRT-Modul (das grüne Modul mit 2,4 GHz Wifi) über eine IP-Adresse laufen können, wenn dies gewünscht wird.


    Für Debugging Zwecke ist ein 4-port zu USB-Converter integriert. Die 4 seriellen Schnittstellen der 4 RPI-CMs werden so als virtuelle UARTs über USB bereitgestellt (micro USB).



    Es sind sehr energieeffiziente Schaltnetzteile verbaut. So benötigt das Modul weniger Strom und erwärmt sich deshalb nicht sehr stark.


    Das Modul kann als Building Block für größere Cluster verwendet werden. Wir arbeiten gerade an entsprechenden Konzepten.



    Technische Daten:
    Größe: 213 x 83 mm
    Stromversorgung: 12 V



    Details des RPI-CM:
    https://www.raspberrypi.org/products/compute-module/



    Status:
    - aktuell in Entwicklung
    - erste Prototypen im Oktober 2015



    Auf der Website (www.auvidea.com) finden sich zur Zeit noch keine Infos zu diesem Projekt.



  • [font="Helvetica"]Das Design des Motherboards ist inzwischen fertig gestellt. Es ist jetzt noch etwas kompakter. 185x83mm. Und es kann jetzt gedreht im 19“ Gehäuse eingebaut werden. In einem 20cm tiefen 19“ 1HE Einschub finden so bis zu 4 Module nebeneinander und 2 Module übereinander Platz. So können 32 RPi Compute Module (RPI-CM) in diesem Formfaktor untergebracht werden. Nach vorn werden 8 Ethernetbuchsen herausgeführt. Seitlich verbleibt noch wenig Platz, der im nächsten Schritt für power distribution und die interne Vernetzung genutzt werden könnte. Dazu können die „externen“ Buchsen durch ein interne Variante ersetzt werden. [/font]


    [font="Helvetica"]
    In einem Serverschrank können bis zu 48 1HE Racks untergebracht werden - also bis zu 1536 Compute Module. Durch Verlängerung der Tiefe auf 40 oder 60cm ließe sich die Anzahl noch verdoppeln oder verdreifachen.


    Aktuell werden die Compute Module (für verschiedene Prozessoren) auf einem Trägermodul platziert. Diese werden dann auf das Motherboard gesteckt. So wäre also auch ein Mix an verschiedenen Prozessortypen integrierbar.


    Durch die Vielzahl an Buchsen (in rot) sollte man sich jedoch nicht irritieren lassen. Dieses Motherboard ist nicht nur als Platform für das hier vorgestellte Multiprozessorsystem gedacht, sondern auch für eine weitere Zielapplikation als modulares Motherboard für Drohnen und UAVs. Hier werden die weiteren Steckplätze für Sensormodule verwendet. Anbindung über den CAN Bus.


    Trägermodul 38158:
    Dieses Trägermodul ist ausgelegt für das Raspberry Compute Module (RPi-CM - SO-DIMM size) und die Auvidea Eigenentwicklung auf Freescale iMX6 SoloX Basis (auch SO-DIMM size). Es können bis zu 4 Trägermodule aufgesteckt werden.
    [/font]


    [font="Helvetica"]Technische Daten:
    [font="Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif"]Größe: 185 x 83 mm[/font]
    [font="Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif"]Stromversorgung: 12 V[/font]
    [font="Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif"]Compute Module: 4[/font]
    [/font]