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Aus Raspberry Pi Geek 08/2018

Breadboard-Computer: Der NanoPi-Duo im Test (Seite 2)

Zum Vergleich: Der Pi Zero absolviert den Test in 57 Sekunden, der RasPi 3 in 33 Sekunden. Bei diesem Test skaliert die Leistung sehr gut mit der Core-Anzahl, bei vier parallelen Ausführungen brauchen Pi 1 und Pi Zero deshalb viermal so lang.

Von der Leistungsaufnahme liegt der Duo im Idle-Betrieb bei 200 mA (Armbian) beziehungsweise 240 mA (Ubuntu-Core). Der Wert lässt sich durch geschicktes Tuning noch verringern, etwa durch das Abschalten von Kernen oder Modifikationen am CPU-Governor. Nach dem Shutdown bleibt der Stromverbrauch im Leerlauf erhalten, das System legt also die diversen Hardware-Komponenten nicht still. Ganz außergewöhnlich agiert hier Armbian: Der Verbrauch schnellt nach dem Shutdown von 220 mA auf 380 mA hoch. Hier stehen ganz offensichtlich Verbesserungen am Kernel auf der To-do-Liste.

Zähes WLAN

Während die Rechenleistung des NanoPi-Duo überzeugt, lässt sich das von der WLAN-Leistung nicht sagen. Absolute Werte sind außerhalb eines abgeschirmten Labors schwer zu ermitteln, relative im Vergleich zu einem anderen SBC (hier einem Pi Zero) aber sehr wohl. Beim Setup des Autors erreicht der Zero mit Iperf3 als Client 30 Mbit/s, als Server 26 Mbit/s. Die Ergebnisse des NanoPi-Duo fallen mit 10 Mbit/s beziehungsweise 5 Mbit/s drastisch ab.

Darüber hinaus ermittelt Iperf3 einen eher theoretischen Maximaldurchsatz: Bei einem typischen Download-Szenario tröpfelten beim Duo im Test nur rund 550 KByte/s über die Leitung – das genügt noch nicht einmal für ordentliches Streaming. Trotzdem dauert eine Paketinstallation nicht deutlich länger als auf dem Pi Zero, denn nach dem Herunterladen der Pakete läuft die eigentliche Installation auf dem NanoPi-Duo deutlich schneller ab.

Zum Glück kann man über den Port auf der Platine auch per Adapterkabel (Pigtail) eine externe Antenne anschließen. Das hilft dem System deutlich auf die Sprünge: Sowohl als Client als auch als Server erhöhten sich die Durchsatzwerte von Iperf3 auf 20 Mbit/s. Die Signalverstärkung durch die Antenne steigert aber nicht nur die Datenraten, sondern hilft auch beim Aufbau einer Verbindung bei schlechtem Signal – besser ein schlechtes Netz als gar keins.

Das größte Problem des WLAN-Treibers stellen jedoch nicht die mageren Datenraten dar, sondern die Instabilität der Firmware. Das zeigt sich zum Beispiel im Systemlog durch entsprechende Fehlermeldungen. Der Treiberentwickler berichtet sogar davon, dass die Firmware ab und an die Verbindung verliert, ohne dass der Kernel davon etwas mitbekommt. Ein automatischer Neuaufbau der Verbindung findet in einem solchen Fall nicht statt.

Ob diese Berichte noch gelten, ist jedoch fraglich, denn seit den ersten Systemen mit XR819-Chip gab es diverse Versionen der Firmware. Beim Autor blieb die WLAN-Verbindung im Test auch ohne Antenne erfreulich stabil.

Für Systementwickler

Der Duo mit seinem speziellen Formfaktor bietet sich in erster Linie für Systementwickler an. FriendlyARM liefert mit seinem Shield einen Showcase quasi gleich mit. Diese Trägerplatine im RasPi-Format zeigt, was möglich ist (Abbildung 4). Zusammen mit dem Shield erhält der Duo das Aussehen und die grundlegende Ausstattung eines Raspberry Pi. So liegen die vier USB-Ports und die Ethernet-Buchsen an der richtigen Stelle, zusätzlich gibt es eine Audiobuchse und ein Mikrofon.

Abbildung 4: So tun, als wäre man ein Großer: der Duo mitsamt Kühlkörper im Shield.

Abbildung 4: So tun, als wäre man ein Großer: der Duo mitsamt Kühlkörper im Shield.

Ebenso gibt es eine im Vergleich zum RasPi stark verkürzte Pinleiste (2 x 9 Pins) mit übereinstimmender Belegung der ersten 2 x 5 Pins. Allerdings bietet das Shield auch ein paar Spezialitäten: So wurden das serielle Debug-Interface sowie die SPI-Schnittstelle getrennt herausgeführt. Außerdem gibt es einen (intern per USB angeschlossenen) mSATA-Slot für SSDs im halben Format (in Abbildung 4 ganz links im Bild).

Insgesamt passt der Duo mit dem Shield in ein normales RasPi-Gehäuse; das NanoPi-Duo-Bundle liefert eine Version aus durchsichtigem Kunststoff gleich mit. Falls bei der Installation des Systems via WLAN Probleme auftreten, gelingt die Ersteinrichtung dank des im Shield vorhandenen Ethernet-Ports eventuell leichter. Auch der Zugriff auf die anderen Hardware-Komponenten vereinfacht sich dadurch.

Inbetriebnahme

Die schönste Hardware nutzt ohne entsprechende Software-Unterstützung herzlich wenig. Für seine NanoPis stellt FriendlyARM deshalb Images eines abgewandelten Ubuntu-Core bereit. Im Gegensatz zu anderen Hardware-Herstellern pflegt das Unternehmen diese Images auch regelmäßig. So gab es im Dezember ein Update für die vor zwei Jahren hier vorgestellten Rechner NanoPi-Neo und NanoPi 2 Fire (Letzterer wird nicht mehr aktiv vertrieben). Da die Ubuntu-Versionen auf LTS-Linien aufsetzen, dürften auch Sicherheitsupdates für längere Zeit zur Verfügung stehen.

Unabhängig vom Kernel hat der Hersteller auch verschiedene Tools für die Nanos portiert, darunter WiringPi und die Python-Bibliothek RPi.GPIO. Die Github-Präsenz des Herstellers enthält inzwischen mehr als 130 Repositories mit entsprechendem Quellcode.

Das Aufspielen des Images erfolgt mit den üblichen Tools für Windows oder Linux. Da der NanoPi-Duo keinen Bildschirmanschluss besitzt, müssen Sie entweder die WLAN-Konfiguration schon auf der SD-Karte anpassen oder die serielle Konsole verwenden – im Bundle findet sich ein entsprechender USB-Adapter. Auf Duo-Seite kommen die Pins TX und RX über Kreuz an den Adapter, zusätzlich GND. Stecken Sie den Adapter in einen PC oder Laptop, dann erkennt der Rechner eine neue serielle Schnittstelle, auf die Sie dann über ein beliebiges Terminalprogramm zugreifen. Unter Linux sieht das wie folgt aus:

$ screen /dev/ttyUSB0 115200

Auf diese Weise angeschlossen, läuft alles so, als wären ein Bildschirm und eine Tastatur vorhanden. Nach dem Abschluss des Boot-Prozesses melden Sie sich als root mit dem Passwort fa an und konfigurieren das System. Hier hat FriendlyARM beim RasPi gespickt und stellt mit Npi-config ein Analogon zu Raspi-config bereit.

Erfreulicherweise gibt es auch eine für den NanoPi-Duo passende Version von Armbian. Sie zeigt sich in vielerlei Hinsicht besser auf das System abgestimmt als das Ubuntu-Core, wie schon im Abschnitt über die Performance zu sehen war. Zum Beispiel funktioniert der Taster des NanoPi-Duo nur unter Armbian wie erwartet (Zugriff über GPIO355), unter Ubuntu-Core wirkt er nur wie ein harter Ausschalter. Allerdings unterstützt Armbian nicht den WiringPi-Port für den Duo – hier fehlen im Sys-Dateisystem ein paar notwendige Einträge.

Die Installations- und Inbetriebnahme läuft völlig analog wie bei Ubuntu-Core, nur dass das Root-Passwort hier 1234 lautet. Einmal installiert, verhält sich das System wie jedes andere Armbian auf einer beliebigen Plattform – einer der großen Vorteilen des Debian-Derivats.

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