رقیب اقتصادی رزبری پای CM5 با پردازنده هشت‌هسته‌ای Allwinner T527

به نقل از CNX Software – Embedded Systems News

برد Walnut Pi CM2: یک ماژول پردازشی مقرون‌به‌صرفه و سازگار با فرم‌فکتور Compute Module

ماژول Walnut Pi CM2 را می‌توان یک رقیب اقتصادی رزبری پای CM5 دانست که با ارائه مشخصات فنی قابل‌توجه و قیمت رقابتی، گزینه‌ای جذاب برای توسعه‌دهندگان سیستم‌های امبدد محسوب می‌شود. این ماژول از پردازنده هشت‌هسته‌ای Allwinner T527 (معماری Cortex-A55) بهره می‌برد و با پیکربندی‌هایی تا ۴ گیگابایت رم LPDDR4 و ۱۶ گیگابایت حافظه eMMC عرضه می‌شود.

این محصول در واقع برداشتی از پلتفرم Walnut Pi 2B است که در فرم‌فکتور محبوب Compute Module بازطراحی شده است؛ فرم‌فکتی که بسیاری از کاربران تازه‌وارد برای درک ابعاد و کاربرد آن، ابتدا به دنبال پاسخ این سوال هستند که اساساً رزبری پای چیست؟ و چه اکوسیستمی را در دنیای سخت‌افزار ایجاد کرده است. در این ماژول، تمامی ورودی/خروجی‌ها (I/Os) از طریق دو کانکتور ۱۰۰ پین با تراکم بالا در دسترس قرار می‌گیرند.

از ویژگی‌های بارز سخت‌افزاری Walnut Pi CM2 می‌توان به وای‌فای 6، بلوتوث 5.0، چیپ Gigabit Ethernet PHY داخلی و یک واحد پردازش عصبی (NPU) با توان پردازشی 2 TOPS اشاره کرد. با این حال، باید در نظر داشت که تراشه Allwinner T527 از نظر قدرت خام با Broadcom BCM2712 (موجود در CM5) برابری نمی‌کند؛ علاوه بر این، عبارت «سازگار با Raspberry Pi CM5» در اینجا تنها به معنای سازگاری جزئی در بخش الکتریکی است و نباید انتظار همسانی کامل در کارکرد یا عملکرد را داشت.

مشخصات فنی Walnut Pi CM2

• SoC – Allwinner T527
• پردازنده
  • پردازنده هشت هسته‌ای ARM Cortex-A55 شامل چهار هسته با فرکانس ۱.۸۰ گیگاهرتز و چهار هسته با فرکانس ۱.۴۲ گیگاهرتز
  • هسته E906 RISC-V تا فرکانس ۲۰۰ مگاهرتز
  • DSP – پردازنده سیگنال دیجیتال صوتی ۶۰۰ مگاهرتزی HIFI4
  • GPU – پردازنده گرافیکی ARM Mali-G57 MC1 با پشتیبانی از OpenGL ES 3.2، OpenCL 2.2 و Vulkan 1.3
  • شتاب‌دهنده هوش مصنوعی – ۲ TOPS NPU
• حافظه سیستم – ۱، ۲ یا ۴ گیگابایت رم LPDDR4
• ذخیره‌سازی
  • حافظه فلش eMMC اختیاری با ظرفیت ۱۶ گیگابایت؛ (توضیح: گزینه‌های ۳۲، ۶۴ و ۱۲۸ گیگابایتی بر اساس انتخاب مقاومت روی PCB قابل تغییر هستند)
  • ۸ مگابایت SPI flash
• شبکه
  • Gigabit اترنت PHY روی ماژول
  • وای‌فای 6 دو بانده 802.11ax و بلوتوث 5.0 از طریق ماژول AW869 و آنتن سرامیکی
• ۲ عدد کانکتور ۱۰۰ پین B2B
• خروجی ویدیو
  • HDMI تا رزولوشن 4Kp60
  • MIPI DSI چهار مسیره (4-lane) تا رزولوشن 1080p60
• رابط دوربین – MIPI CSI چهار مسیره
• صدا
  • HPOUT (خروجی بلندگو)
  • ۲ عدد رابط میکروفون
• شبکه – Gigabit اترنت
• USB – یک عدد USB 3.0 و سه عدد USB 2.0
• PCIe – یک مسیر PCIe Gen2 x1 (به صورت مشترک با USB 3.0 مالتی‌پلکس شده است)
• سایر ورودی/خروجی‌ها – GPIO، گیرنده مادون قرمز (Rx)، کلید کاربر، BOOT و غیره
• دیباگ – پورت UART دیباگ
• منبع تغذیه – ۵ ولت / ۲ آمپر
• ابعاد – ۵۵ در ۴۰ میلی‌متر
• وزن – ۹.۶ گرم

از نظر نرم‌افزاری، بدیهی است که امکان اجرای مستقیم سیستم‌عامل رسمی Raspberry Pi OS روی این برد وجود ندارد. در مقابل، سازنده ایمیج‌های اختصاصی Walnut Pi OS (مبتنی بر دبیان ۱۲)، اوبونتو، اندروید و سیستم محبوب Home Assistant را برای این ماژول تدارک دیده است که مستندات راه‌اندازی اولیه آن‌ها از طریق ویکی رسمی پلتفرم T527 در دسترس قرار دارد.

با این حال، همان‌طور که اشاره شد، این محصول تنها به‌عنوان یک رقیب اقتصادی رزبری پای CM5 مطرح است و نباید انتظار سازگاری الکتریکی بی‌نقص را داشت؛ چرا که تفاوت‌های بنیادینی در معماری ارتباطی آن به چشم می‌خورد:

• خروجی تصویر: برخلاف CM5، تنها یک خروجی تصویر HDMI 2.0 در دسترس است.
• رابط‌های MIPI: پورت‌های MIPI CSI/DSI لزوماً با دوربین‌ها و نمایشگرهای رسمی رزبری پای هم‌خوانی نخواهند داشت.
• مسیرهای ارتباطی: لاین ارتباطی PCIe 2.1 با درگاه USB 3.0 به‌صورت اشتراکی (Muxed) پیاده‌سازی شده است.

بنابراین، پیش از به‌کارگیری این ماژول روی بردهای پایه (Carrier Board)، بررسی دقیق دیاگرام چینش پایه‌ها (Pinout) ضروری است تا از سازگاری سخت‌افزاری کامل با مدار مورد نظر خود اطمینان حاصل کنید.

پین‌اوت کانکتورهای B2B در Walnut Pi CM2

بهترین راه برای ارزیابی کامل ماژول پردازشی Allwinner T527، اتصال آن به Walnut Pi CM2 IO برد است که دارای ویژگی‌های کلیدی زیر می‌باشد:

• SoM سازگار – ماژول Walnut Pi CM2 که در بالا توضیح داده شد
• ذخیره‌سازی – اسلات کارت حافظه MicroSD
• رابط نمایشگر – کانکتورهای HDMI و MIPI DSI
• رابط دوربین – کانکتور MIPI CSI
• صدا
  • جک ۳.۵ میلی‌متری صدا
  • ۲ عدد میکروفون (نیاز به تایید؛ در تصویر زیر تنها یکی دیده می‌شود)
• شبکه – پورت Gigabit اترنت RJ45
• USB – یک پورت USB 3.0 Type-A و یک پورت USB 2.0 Type-A
• توسعه
  • هدر ۴۰ پین GPIO با کدهای رنگی
  • سوکت M.2 Key-M (PCIe Gen2.1 x1) برای حافظه‌های SSD NVMe در سایزهای ۲۲۳۰، ۲۲۴۲، ۲۲۶۰ یا ۲۲۸۰ یا سایر ماژول‌های سازگار
• دیباگ – هدر ۳ پین دیباگ UART
• متفرقه
  • کلید پاور، دکمه بوت، کلید کاربر
  • LED توان و LED کاربر
  • نگهدارنده باتری سکه‌ای برای RTC
  • کانکتور ۴ پین فن PWM
• منبع تغذیه – ۵ ولت از طریق پورت USB-C
• ابعاد – نامشخص

بررسی وضعیت بازار و مقایسه فنی Walnut Pi CM2

پیش از این، ماژول‌های متعددی مبتنی بر پردازنده Allwinner T527 توسط تولیدکنندگانی نظیر MYiR Tech و Forlinx عرضه شده بودند، اما Walnut Pi CM2 نخستین گزینه‌ای است که به‌طور اختصاصی از فرم‌فکتور Raspberry Pi CM5 پیروی می‌کند. علاوه بر این، در حال حاضر جایگزین‌های متنوعی با معماری تراشه‌های Rockchip برای سری CM4/CM5 در بازار حضور دارند که از شاخص‌ترین آن‌ها می‌توان به Radxa CM5، Geniatech XPI-3576-CM5 و Banana Pi BPI-CM5 Pro اشاره کرد.

از منظر تحلیل اقتصادی و مقایسه هزینه تمام‌شده، ماژول Walnut Pi CM2 در بازه قیمتی ۲۸ تا ۴۹ دلار قرار می‌گیرد که نسبت به نمونه‌های مشابه، یک جایگزین مقرون‌به‌صرفه محسوب می‌شود. برای نمونه، نسخه مجهز به ۲ گیگابایت رم، ۱۶ گیگابایت حافظه eMMC و ماژول بی‌سیم، حدود ۴۹ دلار قیمت‌گذاری شده است؛ این در حالی است که ماژول متناظر Raspberry Pi CM5 (مدل CM5102016) با قیمتی در حدود ۹۷.۵۰ دلار در بازار عرضه می‌شود. همچنین برای این ماژول، بسته‌های ترکیبی شامل برد پایه (IO Board) و کیس نیز در نظر گرفته شده است که با در نظر گرفتن نسبت کارایی به قیمت، Walnut Pi CM2 را به گزینه‌ای قابل‌تأمل برای پروژه‌های اقتصادی تبدیل می‌کند.