Raspberry Pi CM3+: Höchstleistung auf kleinem Formfaktor

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Raspberry Pi Compute Module 3+ (CM3+) für die Industrie bietet die Leistung und das verbesserte Wärme-Management des Raspberry Pi 3 B+ auf einem SODIMM-Formfaktor. Es ist in vier Speichervarianten erhältlich – und der letzte Raspberry Pi in 40-nm-Technologie.

Das jüngste Raspberry-Pi-Modell, das Compute Module 3+ (CM3+) ist, „wie Raspberry Pi 3 B+, das letzte in einer Reihe auf der 40-nm-Technologie basierenden Raspberry Pis“, so die Raspberry Pi Foundation. „Wir sind der Meinung, dass es ein passender Abschluss der Linie ist, indem wir die besten Teile von Raspberry Pi 3 B+ einführen und den Anwendern mehr Designfreiheit in einem rundum besseren Produkt bieten.“ Wie es mit Raspberry Pi (RPi) weiter geht, bleibt Spekulation, denn darüber verliert die Foundation kein Wort.

Das Raspberry Pi Compute Module 3+ ist die Industrievariante des Raspberry Pi 3 B+ und basiert wie dieser auf dem leistungsfähigsten Raspberry-Pi-SoC (System on Chip), dem 64-Bit-Quadcore Broadcom BCM2837B0 (Cortex-A53). Allerdings taktet das CM3+ aufgrund von Einschränkungen bei der Stromversorgung nicht wie RPi 3 B+ mit bis zu 4 x 1,4 GHz, sondern wie das Vorgängermodul, das CM3, mit maximal 4 x 1,2 GHz.

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James Adams von Raspberry Pi Trading – sie verantwortet die Herstellung und den Vertrieb der RPis innerhalb der gemeinnützigen Organisation Raspberry Pi Foundation – erklärt: „Wir entwickelten die Compute Modules, das erste CM1 mit dem SingleCore Broadcom BCM2835 kam 2014 auf den Markt, CM3 mit Broadcom BCM 2837B0 folgte 2017, um Entwicklern die Kerntechnologie Raspberry Pi in einem Formfaktor bereitzustellen, der es anderen ermöglicht, diese kostengünstig und einfach in ihre eigenen Produkte zu integrieren.“

„Obwohl wir die Leistung, RAM-Kapazität und Flash-Kapazität des Compute Moduls stark verbessert haben, bleiben einige Dinge gleich: CM3+ ist eine Weiterentwicklung von CM3 und CM1, die neue Funktionen bietet, ohne dabei Formfaktor, elektrische Kompatibilität, Preis und Benutzerfreundlichkeit der früheren Produkte zu beeinträchtigen.“

Bis 32-GB-eMMC-Flash und besseres thermisches Verhalten

Die Compute Module (bis auf die Lite-Varianten) sind im Gegensatz zu den gängigen Raspberry Pis mit eMMC-Flash ausgestattet. Dieses ist zuverlässiger und robuster als normale SD-Karten und eignet sich daher besser für industrielle Anwendungen. Doch vielen Kunden waren die 4-MB-Flash-Speicher auf den Compute Modulen 1 und 3 zu wenig. Darauf reagierte die Raspberry Pi Foundation, indem sie das neue Compute Moudule 3+ in vier Varianten anbietet: mit 8-, 16- und 32-GB-eMMC-Flash sowie einer Lite-Variante ohne eMMC-Flash zu Preisen von rd. 22 € bis 36 €. Die Lite-Variante ist mit den entsprechenden Pins für den Anschluss eines eigenen SD/eMMC-Gerätes ausgestattet.

Wie Raspberry Pi 3 B+ weist das CM3+ im Vergleich zu den Vorgängern ein verbessertes thermisches Design der Leiterplatte und des SoCs BCM2837B0 auf. CM3+ zeigt so „ein besseres thermisches Verhalten unter Last. Es hat mehr thermische Masse und kann dem Prozessor schneller Wärme entziehen als CM3. Dies kann zu niedrigeren Durchschnittstemperaturen und/oder einem längeren Dauerbetrieb unter hoher Last führen, bevor der Prozessor 80°C erreicht und die Taktfrequenz zu reduzieren beginnt“.

James Adams weist Anwender jedoch darauf hin, „dass das CM3+ für jede Anwendung immer noch die gleiche Wärmemenge wie CM3 abgibt, so dass die Leistung (und insbesondere die Dauerleistung) stark vom Design der Trägerplatine und des Gehäuses abhängt. Wie immer empfehlen wir den Entwicklern, bei den erwarteten Anwendungsfällen sorgfältig auf die thermische Leistung zu achten. Nachdem wir das Verhalten des neuen Produkts charakterisiert haben, haben wir den zulässigen Umgebungstemperaturbereich auf -20°C bis 70°C erweitert“.

Die technischen Daten des Compute Module 3+

• Prozessor: SoC der Baureihe BCM2837B0 von Broadcom, mit Quad-Core-Cortex-A53-Prozessor mit 64 Bit bei 4 x 1,2 GHz.

• Multimedia: H.264, MPEG-4-Decodierung (1080p30), H.264-Codierung (1080p30), OpenGL-Grafik ES 1.1, 2.0

• Unterstützung für SD-Karten: Mit CM3+/Lite können die Modulpins als SD-Kartenschnittstelle genutzt werden, damit Benutzer entweder ein externes eMMC-Gerät anschließen oder eine SD-Karte einstecken können.

• Unterstützt einen Umgebungstemperaturbereich von -20 bis 70 °C

• Arbeitsspeicher: 1 GB LPDDR2-SDRAM

• Maße: 67,6 mm x 31,1 mm x 3,7 mm (höchstes Bauteil)

• Gewicht: 9 Gramm

• Verfügbarkeit: mindestens bis Januar 2026

• Betriebssystem: NOOBS_3_0_0 (16. November 2018) oder höher erforderlich

Das neue Raspberry Pi Compute Module 3+ (CM3+) ist etwa über Premier Farnell und RS Components erhältlich.

CM1 und CM3 sind ‘nicht empfohlen für neue Designs’

Zur Verfügbarkeit der CM1 und CM3 äußert sich James Adams wie folgt: „Wir verschieben auch die ‘Legacy’-Produkte CM1, CM3 und CM3 Lite auf den Status ‘nicht empfohlen für neue Designs’. Sie werden zwar wie angekündigt bis mindestens Januar 2023 verfügbar sein, aber wir empfehlen unseren Kunden, CM3+ für neue Designs zu verwenden und nach Möglichkeit bestehende Designs auf CM3+ zu verschieben, um die Leistung zu verbessern und die Verfügbarkeit zu verlängern.“

E/A-Platine für das Compute Module

Das Compute Module erfordert eine E/A-Platine, auf welche es aufgesteckt wird und die u.a. Schnittstellen bereit stellt. Entwickler können eigene Systeme verwenden, oder die spezielle I/O-Platine der Raspberry Pi Foundation für das Compute Module nutzen. Diese bietet Schnittstellen für die Entwicklung und das Testen eigener Prototyp-Anwendungen. Dies vereinfacht den Entwicklungsprozess für Anwendungen, bei denen SoM-Lösungen (System-on-Module) in ein Endprodukt eingesetzt werden sollen. Entwickler müssen sich nicht mit komplexen Anschlussarbeiten mit dem Prozessor befassen und können sich stattdessen darauf konzentrieren, Schnittstellen für ihre eigene I/O-Platine und Anwendungssoftware auszulegen.

Die E/A-Platine für das Compute Module stellt Standard-Steckverbinder wie USB, GPIO, HDMI, Kamera und Display bereit. Die Raspberry Pi Foundation bietet zum CM3+ auch ein neues I/O-Board an, welches aber erst ab Ende April verfügbar sein soll. I/O-Board und CM3+-Modul werden auch im Bundle als Raspberry Pi Compute Module 3+ Dev Kit erhältlich sein.

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