Cytron CM4 Maker Board: Solide Basis für das RasPi Compute Module 4 (Seite 2)

Im Betrieb

Als Erstes fällt die niedrige Stromaufnahme des Boards auf. Mit einer SSD im Leerlauf kommt das System gerade einmal auf 300 mA bei 5 Volt. Ein RasPi 4 mit USB-SSD genehmigt sich da locker das Doppelte, was am USB-3-Chip liegt. Heruntergefahren verbraucht das Maker-Board noch 1 Watt. Das ändert sich drastisch, wenn Sie auf dem CM4 einen speziellen, von Cytron bereitgestellten Bootloader [3] installieren: Danach beträgt die Stromaufnahme nur noch 75 mW – ein extrem guter Wert, von dem der RasPi 4 meilenweit entfernt bleibt.

Es gibt noch zwei weitere gute Gründe für die Installation des alternativen Bootloaders. Das Board hat zwei Power-Taster (Abbildung 5), die dank des neuen Bootloaders das System per Knopfdruck hochfahren können. Überwachen Sie zusätzlich GPIO**4 mit dtoverlay=gpio-poweroff,gpiopin=4, dann fahren die Taster das System auch sauber herunter.

Abbildung 5: Die in Serie geschalteten Power-Taster funktionieren nur bei gleichzeitigem Drücken. Das verhindert eine Fehlbedienung.

Die in Serie geschalteten Power-Taster zeigen, an welche Details Cytron beim Design des Boards gedacht hat. Sie müssen stets beide drücken, was ein unbeabsichtigtes Auslösen zuverlässig verhindert. Zusätzlich gibt es eine unbestückte Pin-Leiste, über die Sie bei Bedarf einen externen Taster anschließen – etwa dann, wenn Sie das Board in einem Gehäuse unterbringen möchten.

Die SSD-Performance bleibt allerdings weit hinter der von in PCs verbauten Speichern. Das liegt an der insgesamt schwachen PCIe-Anbindung des CM4. Die verfügbaren 450 MByte/s aus einer PCIe-Lane sollten aber mehr als ausreichen, denn sie liegen weit über der Übertragungsrate von Gigabit-Ethernet. Zugriffe sind im Vergleich zum internen Flash auch etwas schneller: Wir haben eine um 7 Prozent verkürzte Boot-Dauer gemessen.

Der eigentliche Vorteil der SSD im Vergleich zur MicroSD-Karte des RasPi 4 ist aber nicht die Geschwindigkeit, sondern die viel höhere Robustheit und die höhere Kapazität. Für Systeme ohne hohen Speicherbedarf genügt dagegen ein CM4-Modul mit ausreichend Flash-Speicher.

Die RTC ausreizen

Das CM4-IO verwendet die RTC PCF85063A, die sowohl Waveshare als auch Cytron für ihre Baseboards übernommen haben. Allerdings griffen die Hardwaredesigner der Foundation bei der Auswahl dieser Echtzeituhr gründlich daneben: Anfangs gab es gar keinen Linux-Support, und auch später nur rudimentäre Unterstützung.

Die RTC binden Sie mit den Zeilen 6 und 7 aus Listing 2 in die /boot/config.txt ein. Damit synchronisiert Linux die Systemuhr mit der RTC. Allerdings fehlt dem Kernel eine Unterstützung für das zeitgesteuerte Aufwecken des Boards durch den RTC-Interrupt. Diese theoretisch von allen Boards unterstützte Funktion liegt entsprechend brach.

Die Lösung besteht darin, dem Kernel die Kontrolle über die RTC zu entziehen. Das erreichen Sie, indem Sie Zeile 7 aus Listing 2 aus der /boot/config.txt löschen und diese Aufgabe einem Userspace-Programm übertragen. Eine genaue Anleitung dazu finden Sie im Github-Projekt des Autors [4].

Fazit

Preislich gesehen stellt ein CM4 plus Baseboard immer eine deutlich teurere Lösung dar als ein RasPi 4. Beim mit 2 GByte RAM bestückten CM4 liegen Sie zwar preislich im Bereich des RasPi, aber es kommen ja noch die Kosten des Boards hinzu (50 Euro plus Versand und Steuern). Bei den Modulen mit mehr RAM zahlen Sie bis zu 20 Prozent Aufpreis. Allerdings bekommen Sie auch mehr für Ihr Geld. Für reine Experimentierplatinen spielt der Formfaktor keine Rolle. Wer aber einen Server oder ein Mediacenter bauen will, der begrüßt das aufgeräumtere Design. Dazu kommt der Vorteil, dass sich ein richtiger Massenspeicher verwenden lässt.

Darüber hinaus unterstützt das CM4 Maker Board von Cytron durch seine weiteren Anschlüsse und Komponenten viele praktische Anwendungen. Den sauberen Shutdown mit Stromabschaltung und automatischen Restart müssten Sie etwa bei einem normalen RasPi mit einem Zusatz-HAT wie dem Witty Pi 4 mit etwa 36 Euro teuer bezahlen. Auch das relativiert den Preis. Der kürzlich erschienene RasPi 5 legt zwar in manchen Bereichen nach, aber mit leistungsfähigem Netzteil und aktivem Kühler liegen Sie auch mit ihm deutlich über dem Preis eines RasPi 4. Das Kabelchaos behält auch das Fünfer-Modell bei.

Im Vergleich gängiger generischer CM4-Boards sprechen nur zwei Dinge gegen das Cytron CM4 Maker Board. Groß ist es zwar nicht, aber für beschränkte Platzverhältnisse eignet sich das Waveshare-Board mit seinem RasPi-Format deutlich besser. Allerdings ist es auch schlechter ausgestattet. Der zweite Grund ist banal und liegt in der mangelnden Verfügbarkeit. Die europäischen Shops nehmen verständlicherweise bei CM4-Mangel die passenden Baseboards ebenfalls nicht auf Lager. Die Liefersituation sollte sich aber in den nächsten Monaten entspannen. (tle)