Čím propojit RPi do clusteru?

[uname]

I2C na 400kHz je jen na kratkou vzdalenost pro "par" nodu, jinak ani nahodou. SPI bez upravy take ne, protoze je tam feadback mezi vysilacem a prijimacem, ktery omezuje max frekvenci prenosu. Da se pouzit seriovy port s BLVDS prevodnikem za nim, funguje na 100ky metru pro prenosove rychlosti radu megabitu a/nebo desitky nodu, ale galvanicky neeodelenych. Ale nutne asi trochu pocitani a bastleni.

[Reklama]

[Kit]

SPI by se možná dalo použít na 125 MHz, kdyby k němu byl přilepen nějaký I/O buffer. Tím se vlastně dostáváme opět k Ethernetu a otázce, zda je nutné mít 4 ethernetové karty, kabely a switch nebo existuje rozumné zařízení, které to má v jednom. Tedy jedno zařízení, na které se připojí 4× RPi Zero bez dalších mezikusů.

Existuje například ClusterHAT, ale ten je omezen právě na ty 4 RPi Zero.

[Kit]

Narazil jsem na jednoduché rozšíření RPi Zero, pomocí kterého by sa daly pospojovat přes USB hub.
https://zerostem.io/
Zapojení je tak jednoduché, že asi nemá smysl to kupovat - USB konektory mám a pár drátků se také najde.

Podstatnou výhodou tohoto řešení je, že se nikde neválí žádné kabely. Na stejném prostoru tedy bude možné takových kousků zapojit víc.

[Alt Richt]

a co se zkusit z problému vylízat jinak? Opravdu je nutné pro raspberry pi ZERO zrovna pro tuto úlohu?
není na to lepší jiné (mini)pc, který má konektivitu? Otázka také je, účel spojení, nároky na propusnos.
a, proč nezkuzíš wifi/BT(PAN)?

[Kit]

a co se zkusit z problému vylízat jinak? Opravdu je nutné pro raspberry pi ZERO zrovna pro tuto úlohu?
není na to lepší jiné (mini)pc, který má konektivitu? Otázka také je, účel spojení, nároky na propusnos.
a, proč nezkuzíš wifi/BT(PAN)?

RPi Zero nemá WiFi ani BT. I2C jsme zavrhli a podobně dopadlo i SPI. Uvedené řešení je podporováno, ovladače na to jsou.

[Reklama]

[peter]

Možno trochu offtopic, no zaujímalo by ma prečo práve RPi Zero. Cenovo to asi zaujímavé je, ale prečo nezobrať nejaký SoC ktorý má natívne Ethernet (nie cez USB), a síce niekoľko násobne drahšie (2-3x) aj niekoľkonásobne výkonnejšie(>3x).
Napr. Orange Pi One Plus s Allwinner H6 (maloobchodná cena 17.5EUR) na ktorom už bežia experimentálne buildy Raspbian. Problémom na podobných čínskych doskách často bývajú ovládače na grafiku a rôzne periférie, no to myslím že Vy vo vašom prípade aj tak nevyužijete.
Možné alternatívy sú Orange Pi Zero Plus (nižšia cena, menší form factor), alebo Pine H64 (viac RAM, eMMC).

[Kit]

• Nativní Ethernet znamená také nativní kabely k němu. Těm se chci vyhnout.
• Požadavkem jsou i malé rozměry, nízký příkon a snadná nahraditelnost komponent.
• Plnohodnotné RPi bude jejich masterem.

[peter]

Ad1) Káblom sa dá vyhnúť, hlavne ak plánujete design vlastnej "backbone" dosky. Viď. male PCB mount connector: https://www.metz-connect.com/us/products/ajp92a8813
Dokonca na tej doske rovno môžete mať integrované obvody s funkciou ethernet switchu. Inak sa bojím že ak sa nasilu vyhnete ethernetu budete znovu vymýšľať koleso.

Ad2) Výkon vs. rozmery si myslím že iné riešenia sú na tom lepšie.
Spotreba jednej dosky so štvorjadrom bude podľa mňa nižšia ako spotreba štyroch dosiek s jednojadrom z dôvodu réžie komponentov na doske. (priznám sa že som to neporovnával a ide len o môj predpoklad)
Výkon na watt si taktiež myslím že nebude silná stránka RPi Zero.

Ad3) Ok

Držím palce nech sa to podarí, nech už je riešenie akékoľvek.

P.

[Kit]

Ad1) Káblom sa dá vyhnúť, hlavne ak plánujete design vlastnej "backbone" dosky. Viď. male PCB mount connector: https://www.metz-connect.com/us/products/ajp92a8813
Dokonca na tej doske rovno môžete mať integrované obvody s funkciou ethernet switchu. Inak sa bojím že ak sa nasilu vyhnete ethernetu budete znovu vymýšľať koleso.

Ethernetu se nevyhýbám, ale RPi Zero ho nemá. Ten konektor nic neřeší, protože porty ve switchi bývají tak natěsno, že by se tam ani to RPi Zero nevešlo.

Ad2) Výkon vs. rozmery si myslím že iné riešenia sú na tom lepšie.
Spotreba jednej dosky so štvorjadrom bude podľa mňa nižšia ako spotreba štyroch dosiek s jednojadrom z dôvodu réžie komponentov na doske. (priznám sa že som to neporovnával a ide len o môj predpoklad)
Výkon na watt si taktiež myslím že nebude silná stránka RPi Zero.

Tak tady je zádrhel. Dosud jsem byl přesvědčen, že RPi Zero má čtyřjádro, těšil jsem se na 4×4 jádra. Tak tím to celé přestává mít smysl. Díky za pádný argument, zkusím to vymyslet jinak.

[mpro]

Celkom zaujímavé riešenie (pokiaľ sa chcete vyhnúť aj SD karte v RPi Zero) je možnosť nabootovať z master RPi, kde sú na SD karte umiestnené aj obrazy diskov pre pripojené RPi Zero -- možno použiť, v diskusii už spomenuté Cluster HAT/Zero Stem alebo použiť len pripojovacie USB káble:
https://8086.support/content/23/88/en/guide-to-using-the-rpiboot-test-image-on-the-cluster-hat_zero-stem-or-just-a-usb-cable.html

[peter]

Ethernetu se nevyhýbám, ale RPi Zero ho nemá. Ten konektor nic neřeší, protože porty ve switchi bývají tak natěsno, že by se tam ani to RPi Zero nevešlo.

Ten konektor je PCB mount, pri riešení som predpokladal že budete navrhovať vlastnú "backbone" dosku, kde by ste si mohli rozmiestniť dané konektory presne s roztečou akou potrebujete. Dokonca na tej doske môžete použiť integrované obvody zabezpečujúce funkciu switchu medzi jednotlivými SoC a tak budete potrebovať ethernet kabeláž maximálne ak budete chciet prepojit viacero takých "backbone" dosiek medzi sebou.

[kkt1]

Petre, nejprve jsem chtel ten napad s tim pcb mount konektorem zavrhnout, ale rozlezelo se mi to v hlave a vypada to, ze pro me reseni by to bylo treba pouzitelny. Umite poradit firmu/jednotlivce, ktera/y by mi patricnou desku navrhl a udelal?

[RDa]

Petre, nejprve jsem chtel ten napad s tim pcb mount konektorem zavrhnout, ale rozlezelo se mi to v hlave a vypada to, ze pro me reseni by to bylo treba pouzitelny. Umite poradit firmu/jednotlivce, ktera/y by mi patricnou desku navrhl a udelal?

Kolik portu? Co presne by tam melo byt? usb-eth + eth switch, nebo jen usb hub jak je v tom cluster projectu uvedenem vyse?

[PetrM]

Není nad blbej výběr procesorové desky. Chce to spešl rovnák na ohybák.

No tak pokud ne Ethernet po USB, tak SPI switch engine do FPGA (a board 2 board přes ETH - v FPGA uděláš MAC, PHY externí). Na řádově desítky Mbps by se to asi ukecat dalo...

Jak moc se kamarádíš s HDL a psaním ovladačů pro Linux? A jak moc se to toužíš naučit?

[Jenda]

No tak pokud ne Ethernet po USB, tak SPI switch engine do FPGA (a board 2 board přes ETH - v FPGA uděláš MAC, PHY externí). Na řádově desítky Mbps by se to asi ukecat dalo...

To už mi přijde zbytečné konvertovat to na ten ethernet. Může mít jedno FPGA, do kterého povedou SPI linky ze všech RPi v clusteru (předpokládám že jich zatím nechce mít víc než třeba 32) a tam se to bude switchovat přimo jako SPI.

A ethernet PHY se kterými se bavíš po SPI existujou, netřeba to vyrábět na FPGA.