Banana Pi BPI-R2 Pro, razvojna ploča za ruter, je najavljena još u septembru 2021. godine, a zvanično se na tržištu pojavila u oktobru 2022. U tih godinu dana, proizvođač Banana Pi je posvetio svu svoju snagu na implementaciju OpenWRT-21.02 na ovaj ruterski razvojni sistem.
Ono što smo želeli u ovom prikazu da otkrijemo je koliko je ta implementacija u ovom trenutku potpuna, koje su moguće dalje smernice razvoja, kao i da vidimo koliko je sam ruter fleksibilan za implementaciju u nekom projektu u formi rutera, medija centra, ali i u formi SBC računara baziranog na Rockchip RK3568 SoC-u.
Krajem 2020. godine Rockchip je na svojoj petoj Rockchip Developer konferenciji predstavio RK3588, RK3568 i RK628 tempirano sa izlaskom na tržište tada novog Android 11 operativnog sistema. RK3568 je na toj konferenciji predstavljen kao SoC koji se preporučuje za aplikacije nadzora i kao osnova za kućne i poslovne medija centre.
Sam pogled na specifikacije RK3568 pokazuju da je ovaj SoC pre svega multimedijalno orijentisan, ali ipak ciljan ka proizvodima nižeg ranga, uz minimalizovanje potrošnje energije. Ciljne primene mogu biti i smart NVR (mrežni video snimač), smart NVR, cloud terminal, IoT gateway i upravljanje industrijskim uređajima. U punom opterećenju, PDR je max 5,5W. Ova osobina ga čini pogodnim za ugradnju u prenosne, baterijski napajane uređaje, kao i za Edge uređaje koji bi se napajali iz alternativnih izvora. Ako bi ga poredili sa moćnijim RK3588, videli bi da mu je maksimalna angažovana snaga duplo manja, ali su mu u isto vreme performanse do 30% performansi mnogo jačeg RK3588.
U osnovi RK3568 nalaze se četiri A55 jezgra, Mali-G52 MP2 grafika i NPU od 0,8 TOPS-a sa integrisanim AI akceleratorom koji je kompatibilan sa Caffe, TensorFlow, TensorFlow Lite, ONNX, PyTorch, Keras i Darknet modelima.
Od periferijskih kanala tu su dva USB 2.0 (mada je samo jedna linija izvedena na BPI-R2 Pro) i dve USB 3.0 linije, kontroler DDR i eMMC memorije (na ploči je postavljeno 2GB LPDDR4 i 16GB eMMC), hard disk SATA 3.0 kontroler, M.2 Key E i mini PCIe slotovi. Od multimedijalnih izlaznih periferija tu su HDMI 2.0, eDP port i MIPI DSI, a od ulaznih MIPI CSI kamera interfejs, kao i montirani mikrofon, džek za stereo audio izlaz za slušalice i dodatna tri pina za audio liniju.
Karakteristikama koje smo do sada predstavili nedostaje samo uvid u mrežne mogućnosti. BPi tim je iskoristio pun žični mrežni potencijal RK3568 i na ovoj ploči postavio 5 Ethernet portova, i to kroz četiri LAN i jedan WAN port, svaki od 1 Gbps. Hardverski je to izvedeno kombinacijom MediaTek MT7531BE network procesora/switch-a i RTL8211E Ethernet transivera što je provereno rešenje predstavljeno još 2019. godine u komercijalnim ruterima.
Naši testovi brzine su pokazali da u komunikacijama sa drugim 100Mb i 1Gbps uređajima performanse idu u okvirima specifikacija samih protokola.
Nažalost BPi tim nije posvetio pažnju na bežičnu vezu i ispustio je mogućnost da implementira WiFi i Bluetooth na samoj ploči (mada je implementirao IR prijemnik za daljinski upravljač). Postojanje M.2 Key E slota, kao i standardnog 40 pinskog GPIO hedera otvara mogućnost da se ova funkcionalnost doda na ploču, bilo nekom M.2 Key E WiFi/BT karticom ili recimo BPi RT8822CS WiFi/BT 40 pinskim HAT-om. Ono što jeste implementirao je mesto za SIM karticu sa donje strane ploče.
Sam Rockchip RK3568 nema mrežne akceleratore, hardverski NAT, niti WiFi offloading, budući da je sam kreiran za multimedijalne, a ne komunikacione primene, za razliku od recimo Marvell Armada SoC-a. Svojom snagom će obezbediti dovoljan protok da mu za Gbps ne treba akceleracija, MT7531BE će dati hardverski NAT, a WiFi offloading opcija će biti vezana za modem koji ćete potencijalno dodati.
Ideja da se oko ovakvog SoC izgradi ruter i potencijalno NAS sistem sa multimedijalnim karakteristikama je logična.
Sa tom mišlju smo i krenuli u istraživanje mogućnosti i onoga što je od njih implementirano u trenutnim verzijama OS-ova koji su dostupni na sajtu proizvođača.
Android, a postoje imidži za verzije 11 i 12, na ovom sistemu, iako ga u mislima vežemo samo za pametne telefone i tablete, nudi dve funkcionalnost. Klasična verzija se oslanja na preuzimanju Android aplikacija sa Google Play-a ili instaliranju APK fajlova i može se koristiti u formi tableta i platforme za igranje Android igrica i na velikom ekranu preko HDMI porta. U drugoj verziji imamo Android TV. U pitanju je multimedijalni centar namenjen pregledanju i čuvanju sadržaja na uređajima povezanim preko ugrađenih USB 3.0 ili SATA konektora. Probali smo – funkcioniše sasvim korektno, brzo i tečno.
Android treba smestiti na eMMC na ploči. Detaljno uputstvo je dato na BPi strani posvećenoj BPi R2-Pro. Neobično je što se koristi USB A – USB A 3.0 kabl. Sve vreme ploča mora biti pod naponom napajanja od 12V. Obavezno pre upisivanja imidža na eMMC, obrišite eMMC. Da bi pratili ceo postupak i podešavanje ove ploče proporučujemo da koristite debug sondu povezanu na OTG USB mini konektor na ploči. Mi smo koristili Raspberry Pi Debug sondu.
Pri radu sa aplikacijama na Androidu ili u formi kućnog multimedija centra SoC nije zahtevao ni pasivni hladnjak i radio je stabilno i lako. Ukoliko ipak želite da postavite aktivni hladnjak, za koga postoje rupe za montažu, treba da nabavite jedan 45×45 mm model. Ova opcija postaje veoma preporučljiva ukoliko odlučite da Ubuntu sa GUI-em bude izabrani OS.
Naravno da nas je zaintrigiralo kako su različite vezije Linux-a implementirane na ovu rutersku razvojnu ploču. Po uputstvu koristili smo USB A – USB A kabl povezujući računar i gornji od dva USB 3.0 porta na ploči (OTG port). Na sajtu BPi mogu se naći Ubuntu i Debian imidži.
Debian imidž je za Debian 10 verziju. Imidž je korektan, iako nigde ne piše pass je identičan user-u. Root lozinku nismo saznali.
Ubuntu dolazi u nekoliko verzija: 16.04, 20.04 i 22.04. sa 5.10 kernelom koji podržava DSA funkcionalnosti (Distributed Switch Architecture), kao Server (dakle bez GUI) ili kao Desktop: Mate ili GNOME. Sve kombinacije mogu biti za SD karticu ili za eMMC.
Nakon testiranja svih opcija, preporučujemo eMMC verziju, sa tim da ukoliko vam ne treba GUI slobodno idite na 22.04 i dobićete odličan Ubuntu server. Ako ipak želite GUI aplikacije, izaberite 22.04 Mate. Zamerili bi način kako su imidži formirani. rootfs particija (mmcblk0p6), gde se nalazi sama instalacija OS-a je 6,9 GB. To je taman dovoljno da sve instalirate i nećete imati više prostora za ažuriranje, posebno kod verzija 20.04 i 22.04 sa GUI-em. Povećavanje particije nećete lako uraditi, budući da je OS podignut sa nje. Bespotreban previd, posebno kada shvatite da je napravljena dodatna particija od 9 GB odmah nakon nje (mmcblk0p7), koja vam uopšte nije značajna u radu, naročito ne toliko velika na ploči sa 16 GB eMMC-a, jer je njena jedina uloga da bude korisnički disk za podatke.
Za testiranje performansi SoC-a koristili smo Bullseye 23.02 disribuciju sa Armbian sajta. Sistem radi korektno i lako se pokreće sa SD kartice. Nakon instalacije armbian-config nam je bio najjednostavniji način da prebacimo instalaciju sa SD kartice na eMMC.
Posmatrajući performanse u realnom korišćenju, Armbian je imao dozu usporenosti u odnosu na daleko moćniji RK3588 i u opsegu je onoga što se i može očekivati od SBC-a čija je snaga između RPi 3 i RPi 4.
Čitanje sa eMMC-a je kod RK3568 160 MB/s, a kod RK3588 (testirali smo najnoviji BPi W3) 248MB/s – razlika koja se itekako oseti u radu.
Iz naredna dva testa vidimo da se implementacija dual channel LPDDR4 opravdala brzinom pristupa memoriji.
RK3568 ima implementirane SHA i AES crypto engine i to se jasno vidi na grafiku koji sledi.
Unixbench je jasno pokazao sve prednosti A72 u odnosu na A55 koji je u RK3568.
Najzad ono za šta je i BPi-R2 Pro napravljen, instalirali smo OpenWRT, distribuciju koju je sam proizvođač BPi dao na svom sajtu. U promo materijalu stoji da BPi-R2 Pro podržava OpenWRT, ali na OpenWRT sajtu podrška postoji samo za verziju BPi-R2 (i to 19.06) koji budirečeno radi na sasvim drugom SoC-u. Odavde zaključujemo da je u pitanju BPi verzija OpenWRT-a, koju je proizvođač sam prilagodio za svoj razvojni sistem. Instalaciju smo uradili uz pomoć SD kartice sa imidžom na njoj, kao i drugom metodom direktnog upisa u eMMC na ploči. Preporuka je opet da se terminal otvori preko serijskog porta na računaru, jer tada imate potpunu kontrolu: i U-Boot-a i samog operativnog sistema.
Samo upravljanje ruterom se vrši preko internet pretraživača i po pravilu se komandna tabla nalazi na adresi 192.168.1.1., a mi smo je kasnije prebacili na 192.168.0.69.
Ovde nećemo ulaziti u same funkcije OpenWRT-a, naš test je pokazao da je distribucija potpuno funkcionalna i implementirani su svi mrežni alati. Ruter je radio stabilno i pouzdano, a OpenWRT je davao potpunu kontrolu nad Ethernet hardverom.
Na koncu svega, smatramo da je za cenu 90 USD, ovo kvalitetna razvojna ploča za Rockchip SoC RK3568 sa puno hardverskog potencijala za dalja istraživanja i da je BPi kao proizvođač izveo pregršt periferija, pokrivajući gotovo sve hardverske mogućnosti SoC-a. Razvojna ploča kao ruter radi sa svim funkcijama koje OpenWRT omogućava. Android u verzijama 11 i 12 (klasičan i Android TV) radi stabilno i brzo. Ubuntu distribucije 16.04 Mate i 22.04 Server su naša preporuka i rade bez većih problema, ako izuzmemo „apt upgrade“ problem.
Ploča zadovoljava CE, RoHs i FCC standarde, a za industrijske korisnike, postoji mogućnost modifikacije i izrade prilagođene ploče sa početnim tiražem od 2000 primeraka. BPi u tom slučaju pruža i stručnu uslugu provere funkcionalnosti vašeg dizajna, pre otpočinjanja izrade čitave serije.
Modifikacija, kao i implementacija sistema u vaš proizvod je olakšana kompletnim šematicima ploče i dokumentacijom svih čipova na ploči, budući da su sve BPi razvojne ploče zapravo open source projekti. Nema skrivenih tehničkih detalja i slobodni ste da koristite njihova tehnička rešenja u vašim projektima.
Za iskusne Linux korisnike i one koji imaju želju da softverski razvijaju specifični uređaj oko Rockchip RK3568, ploča je prava poslastica koja će vam hardverski izvesti sve ono što budete umeli softverski da omogućite.
Sa pozadinom u električnom inženjeringu i dugom istorijom rada u stručnim časopisima, on se fokusira na ključnom sadržaju magazina Mehatronika i stoji iza brojnih inicijativa.