Installeer een besturingssysteem op een Raspberry Pi Compute Module is relatief eenvoudig. Het probleem ontstaat wanneer deze handeling tientallen of honderden keren herhaald moet worden tijdens de productie van een product. Het Spaanse ingenieursbedrijf blackdevice stuitte op deze knelpunt en ontwikkelde FlashRock, een hardware- en softwareplatform dat tot zeven Compute Modules tegelijk kan prepareren in één batch, compatibel met Raspberry Pi CM4, CM5 en Radxa Compute Module 3.
De kernpunten van FlashRock in 20 seconden
- FlashRock beschikt over zeven sleuven om Compute Modules te programmeren in één proces.
- Het is compatibel met Raspberry Pi CM4, CM5 en Radxa Compute Module 3.
- De software detecteert automatisch de aanwezige modules en laat toe de besturingssysteem-afbeelding te selecteren.
- De modules worden per paar geprogrammeerd totdat de hele batch voltooid is.
- blackdevice gebruikt deze tool in haar eigen ontwikkel-, test- en productieprocessen.
FlashRock begon als een intern hulpmiddel. Veel producten van blackdevice gebruiken aangepaste besturingssystemen en elke eenheid dient vooraf te worden voorbereid voordat ze in het eindproduct geïntegreerd worden.
Handmatig modules programmeren per stuk werkte bij kleinschalige productie. Naarmate het volume toenam, werd de individuele installatie te tijdrovend en ontstond een repetitieve taak binnen het productieproces.
De oplossing van het bedrijf was het ontwerpen van een eigen systeem om meerdere modules tegelijk te verwerken.
Zeven modules verbonden, één gecombineerde programmering
De hardwarecomponent van FlashRock heeft zeven speciale sleuven voor Compute Modules, verbonden via de bijbehorende Hirose-connectoren.
Momenteel ondersteunt het platform drie types modules: Raspberry Pi Compute Module 4 (CM4), Raspberry Pi Compute Module 5 (CM5), en Radxa Compute Module 3 (CM3).
Na het plaatsen van de modules op de plaat, sluit de operator de stroomvoorziening en USB aan. Vanaf dat moment neemt de ontwikkelde software voor FlashRock het over.
De applicatie detecteert welke modules aanwezig zijn en op welke posities ze geplaatst zijn. De gebruiker kan vervolgens kiezen welke modules hij wil programmeren en welke besturingssysteem-afbeelding hij wil schrijven.
FlashRock regelt daarna het programmeerproces in de juiste volgorde.
Volgens blackdevice worden de modules per paar geprogrammeerd. Als een paar klaar is, schakelt het systeem door naar de volgende, totdat alle geselecteerde posities gevuld zijn.
Dit betekent dat de zeven units niet noodzakelijk gelijktijdig worden beschreven. Het platform beheert de batch en vordert automatisch, zonder dat de operator elk individueel Compute Module handmatig hoeft te starten.
De LED-indicatoren op de plaat geven snel de status weer. Wanneer een module succesvol geprogrammeerd is, wordt het LED-lampje groen.
De software houdt bovendien de algemene status van de batch bij en bevestigt wanneer alle modules klaar zijn.
Het grootste verschil met het handmatige proces ligt in de rol van de operator. In plaats van telkens een module te verbinden, te programmeren, los te koppelen en opnieuw te starten, kan hij meerdere units tegelijk installeren en de taak door FlashRock laten afhandelen.
Van prototype tot productieproces
Compute Modules zijn specifiek ontworpen om Raspberry Pi-technologie en andere ARM-platformen in maatwerkproducten te integreren.
In tegenstelling tot een standaard Raspberry Pi-bord bevatten Compute Modules de processor, geheugen en andere essentiële componenten in een compact formaat dat ontworpen is voor aansluiting op een eigen carrier board, aangepast aan elk product.
Dit maakt ze populair in industriële apparaten, embedded systemen, digitale signage, automatisering, robotica en andere apparatuur waar gebruik van een compleet ontwikkelbord niet praktisch is.
Tijdens de productie ontstaat echter een ander probleem dan bij prototyping.
Handmatig twee of drie modules voorbereiden kan nog wel, maar bij 50, 100 of honderden modules wordt dit een substantieel onderdeel van het fabricageproces.
Bovendien gaat het niet alleen om snelheid.
In productie is het belangrijk dat alle units dezelfde afbeelding krijgen en volgens een herhaalbaar proces worden behandeld. Daarnaast is het handig om duidelijk te kunnen zien welke modules succesvol zijn geprogrammeerd voordat men verder gaat met assembleren.
Dit was de reden dat blackdevice FlashRock ontwikkelde.
De tool centraliseert de selectie van de afbeelding, detecteert de posities, beheert het programmeerproces en biedt visuele feedback over de resultaten.
Ook herprogrammeren van modules mogelijk
FlashRock is niet beperkt tot modules die net uit de productie komen.
De plaat bevat een mechanisme om een reeds geconfigureerde Compute Module terug te zetten in de programmeermodus, zodat de opslag opnieuw beschreven kan worden.
De operator kan de resetknop gebruiken, waarna FlashRock het apparaat opnieuw detecteert en een nieuwe afbeelding installateur.
Deze functionaliteit maakt het systeem ook geschikt voor ontwikkeling en testen.
Ingenieurs kunnen herhaaldelijk van images wisselen tijdens softwaretesten, en later hetzelfde systeem gebruiken om units klaar te maken voor productie.
Het is ook nuttig bij volledige vervanging van de software op een serie apparaten, in plaats van incremental updates.
Zo probeert de platform consistent te blijven tijdens verschillende productiefases.
FlashRock ondersteunt ook het programmeren van modules voor Hive
Een interne toepassing van FlashRock heeft betrekking op een ander project van blackdevice, genaamd Hive.
Hive gebruikt Raspberry Pi Compute Modules in zogenoemde beenodes. Elk node draait een eigen OS en moet vooraf worden voorbereid.
FlashRock maakt het mogelijk om het systeem op meerdere modules tegelijk te laden, binnen één bewerking.
Het voorbeeld toont ook een gangbare situatie voor hardware-ontwerpers: sommige tools die nodig zijn voor de productie worden zelf projecten, met eigen ontwikkel- en testfasen.
Een bedrijf kan een eigen board of apparaat ontwerpen, maar daarna heeft het ook testbanken, firmware-installatiesystemen, diagnosehulpmiddelen of automatische voorbereidingsmechanismen nodig.
FlashRock behoort tot deze laatste categorie.
Het maakt niet noodzakelijk deel uit van het eindproduct dat de gebruiker ontvangt. Het ondersteunt het voortraject, waardoor het fabricage- en voorbereidingsproces herhaalbaar en efficiënt verloopt.
Een gebruiksvriendelijke oplossing die ook voor anderen geschikt is
blackdevice legt uit dat FlashRock oorspronkelijk is ontworpen voor hun eigen productiebehoeften, maar dat het concept mogelijk aangepast kan worden aan andere projecten met Compute Modules.
De onderneming heeft zowel hardware- als softwaredocumentatie beschikbaar en biedt extra informatie over mogelijke configuraties.
De huidige compatibiliteit met CM4, CM5 en Radxa CM3 dekt verschillende platformen, maar voor gebruik met andere modules moeten de aansluitingen, opstartprocessen en programmeringsmechanismen per hardware worden bestudeerd.
FlashRock wil niet in de interne werking van het installatieproces van Compute Modules ingrijpen. De kracht ligt in het groeperen en beheren van meerdere eenheden via één enkel systeem.
Deze aanpak is belangrijk.
In ontwikkelomgevingen kunnen taken die triviaal lijken, in de productie problemen worden doorgevoerd doordat ze worden vermenigvuldigd. Een afbeelding eenmaal installeren kost weinig moeite, maar honderden keren hetzelfde doen vereist geautomatiseerde oplossingen, herhaalbaarheid en foutcontrole.
FlashRock is een concreet voorbeeld van die stappen: een handmatige taak wordt omgevormd tot een platform dat het aantal te verwerken apparaten uitbreidt.
Veelgestelde vragen
Wat is FlashRock?
FlashRock is een hardware- en softwareplatform ontwikkeld door blackdevice om meerdere Compute Modules in één batch te programmeren. Het beschikt over zeven posities en automatiseert het installatieproces van de images.
Welke Compute Modules worden ondersteund door FlashRock?
De huidige compatibiliteit omvat Raspberry Pi Compute Module 4, Raspberry Pi Compute Module 5 en Radxa Compute Module 3.
Programmeert FlashRock zeven modules tegelijk?
Ja. De platform ondersteunt tot zeven modules in één batch. Volgens blackdevice worden ze per paar geprogrammeerd, en het systeem schakelt automatisch door zodra een paar klaar is.
Kan het gebruikt worden om het besturingssysteem opnieuw te installeren?
Zeker. Een eerder geconfigureerde module kan teruggezet worden in de programmeermodus en daarna wordt een nieuwe image geïnstalleerd.
door: blackdevice