Perbedaan model Raspberry Pi dalam perhitungan GPU?

8

Saya tahu publikasi Biosignal PI, EKG Sumber Terbuka yang Terjangkau, dan Sistem Pengukuran Respirasi yang menggunakan Raspberry Pi A + / B + sebagai komponen yang diisolasi oleh ADums, karena RP sendiri bukanlah perangkat medis. Sistem terakhir telah diterima untuk digunakan dalam beberapa pengujian medis di Swedia di mana peraturannya sangat ketat. Status spesifik terkait kesehatan sistem adalah TODO. Saya ingin memperpanjang proyek dengan melakukan perhitungan FFT dalam GPU Raspberry sendiri, BCM2835, seperti yang dijelaskan dalam posting blog Mempercepat Transformasi Fourier Menggunakan GPU dalam mempelajari disfungsi otonom. Namun, saya tidak yakin apakah model Pi 1 A + sudah cukup. Halaman utama Raspberry adalah tentang

Kami merekomendasikan Raspberry Pi 2 Model B untuk digunakan di sekolah: ia menawarkan lebih banyak fleksibilitas bagi peserta didik daripada yang lebih ramping (Pi 1) Model A +, yang lebih berguna untuk proyek tertanam dan proyek-proyek yang membutuhkan daya yang sangat rendah.

Ada kebijakan isolasi yang ketat dalam sistem EKG, itulah mengapa saya berpikir model Raspberry 2 B mungkin tidak cocok. Saya terutama tertarik pada manajemen daya dari berbagai model dalam perhitungan GPU.

Karakteristik Keselamatan Dasar

  • Daya mati adalah 20-30 mA (0,1W) (di sini ) tetapi 1,0W (di sini ) saat mouse dan keyboard USB tersambung, hingga Anda memutuskan koneksi daya secara fisik.
  • Daya mati maksimal di semua perangkat? Perbedaan 10x antara tidak ada perangkat dan perangkat agak tinggi.
  • Daya siaga terendah di A +, B + dan Nol.
  • Stabilitas GPU-Daya di semua model? Tes dengan merekam video dan merender video (di sini ) di mana perekaman video dilakukan dengan menghitung FFT dalam GPU.
  • Penggunaan daya GPU berbeda antara RBi B + dan model lainnya karena sirkuit daya yang berbeda (di sini ).
  • Setidaknya ada dua level isolasi. ADAS1000 tingkat 1, izin udara rambat dan SP720. Umpan balik negatif [konjungsi] tingkat 2 terhadap perubahan karakteristik viskoelastik.
  • Disipasi daya ADAS1000 adalah 41 mW (di sini ) yang berfluktuasi sebagai fungsi penggunaan CPU (0,1.0). Bagaimana cara berfluktuasi pada N clock? Tidak dikenal Kesalahan pengukuran daya terdistribusi normal.

Tidak ada RP adalah perangkat medis. RP harus diisolasi dari ujung depan EKG (kekuatan dll dan simpati SPI) yang dilakukan oleh ADums dalam desain Biosignal Pi (Farhad).

Strategi Isolasi front-end EKG dari RP

  1. Asumsikan Pi B + dapat berperilaku seperti komponen lainnya. (digunakan dalam publikasi)
  2. Beralih ke Pi 2 B seharusnya tidak mengubah situasi tetapi daya maksimum rangkaian tidak diketahui dan tergantung mungkin pada ADAS1000.
  3. Ketika membuktikan Pi cukup terisolasi oleh ADAS1000, asumsi bahwa Pi berperilaku seperti komponen lain harus dimiliki.
  4. Jika RPi tiba-tiba memutuskan untuk bertindak sebagai resistor 0 Ohm antara catu daya dan pasien, ADAS1000BSTZ harus memastikan isolasi. (1-3) tetapi batas atas daya adalah TODO di sirkuit.
  5. Jika RPi terbakar, isolasi sistem, jarak bebas udara rambat dan SP720.
  6. Pengambilan daya ekstra 0,5W aman sehingga RPi nol dan A + diterima. Seberapa mencukupi daya 0,75W? Keterbatasan RPi B + dalam arti kekuatan?
  7. ADuM4400 aman menahan 5000 Volt selama 60 detik. Catu daya tidak ditampilkan, tetapi masuk akal untuk bekerja dengan asumsi bahwa itu adalah transformator 220V yang murah. Tidak ada risiko saat puncak 380 V (<< 5000) yang berada dalam batas aman. ( Joan )
  8. Simpan RPi dalam kandang yang tidak mudah terbakar untuk mencegah luka bakar. TODO Saya mengirim email tentang Raspberry Pi Case ke produsen. ( Joan )
  9. [konjungtur untuk verifikasi ganda isolasi]. Karakteristik bahan viskoelastik dapat digunakan untuk memperkirakan secara terus menerus tanpa mengubah sistem dalam runtime jika resistensi sistem berubah oleh beberapa FFT sistem. Jika nol resistan, skema mungkin berubah dari model Kelvin-Voigt ke model Maxwell. (di sini ) Mekanisme ini dapat dihubungkan ke sistem sebagai umpan balik negatif sehingga secara otomatis mematikan daya jika terjadi. Saya pikir mekanisme tingkat pertama ADAS1000 dapat bermasalah dengan kekuatan tinggi karena komponen dapat pecah dalam kasus seperti itu.

Skema dalam publikasi

masukkan deskripsi gambar di sini

di mana perubahan adalah penambahan GUI untuk visualisasi real-time oleh FFT dan multi-threading. Penambahan ini memastikan isolasi ECG front-end dari RP karena ADUMs dalam desain Biosignal Pi.

Penggunaan daya model Raspberry Pi dalam sehari

Utas Berapa banyak energi yang dikonsumsi pi raspberry dalam sehari? adalah tentang penggunaan daya dalam sehari

B  with keyboard                              = 1.89 W -> daily 45   Wh
B+ with keyboard                              = 1.21 W -> daily 29   Wh  
B+ with LAN/USB chip off (no i/o except GPIO) = 0.76 W -> daily 18.2 Wh  
B+ shut down                                  = 0.26 W -> daily 6.2  Wh  
A  idle                                       = 0.7  W -> daily 17   Wh 
A+ idle                                       = 0.52 W -> daily 12.5 Wh 
Pi2 B at idle                                 = 1.15 W -> daily 28   Wh
Pi Zero at idle                               = 0.51 W -> daily 12.2 Wh

di mana A +, B +, dan Nol menawarkan banyak manfaat dalam sirkuit daya. Nilai-nilai semua sekitar 10% lebih besar dari pada konsumsi daya pos . Ingat B + adalah perangkat yang dipilih dalam aplikasi, tetapi publikasi lebih tua dari Pi 2 B. Saya sudah bertanya kepada penulis publikasi bagaimana dia akan meningkatkan pengaturan elektronik jika Pi 2 B digunakan.

Publikasi ini didasarkan pada Pi B +. Utas Berapa Banyak Kekurangan yang digunakan Raspberry Pi B + dari pada model lama B? adalah tentang

Raspberry Pi B + baru menggunakan 1,21 Watt hanya dengan dongle keyboard vs 1,89 Watt untuk model lama B. [I] t 36% lebih sedikit penggunaan daya. Ini bagus jika Anda menggunakan baterai, atau memiliki panel surya yang hampir tidak memadai.

Tabel memiliki hasil eksperimen yang serupa. Lebih banyak tentang stabilitas manajemen daya yang diinginkan.

Konsumsi daya dalam sehari di semua model di bawah beban GPU menurut mnrt. FFT

Penggunaan daya GPU berbeda antara B + dan model lain karena sirkuit daya yang berbeda (di sini ). FFT yang dipercepat menempatkan chip di bawah beban berat sehingga perilakunya tergantung pada sirkuit daya.

Pilihan = Raspberry Pi 2 B + SnickerDoodle + piSmasher SBC

Rangkaian daya RPi 2 B tidak terlalu berbeda dari RP 1 B +. Namun, keduanya bukan perangkat medis sehingga ECG front-end harus diisolasi dari RP (dll kekuatan dan simpati SPI) yang dilakukan oleh ADums dalam desain Biosignal Pi. (Farhad)

Saya membuat profil sistem saya dan memperhatikan bahwa saya membutuhkan FPGA dalam fase prototyping saya dan banyak GPIO. Saya mulai mendukung proyek SnickerDoodle di sini dan menambahkan RBC sehingga saya dapat mengintegrasikan cetak biru RB yang ada ke dalam SnickerDoodle. SnickerDoodle hanya akan berfungsi sebagai perangkat komputasi, mendukung RP2B, sepenuhnya terisolasi dari ECG front-end. Saya akan memberi tahu Anda ketika saya memahami keterbatasan proyek dengan lebih baik setelah mendapatkan chip untuk pengembangan.

Bagaimana model Raspberry berbeda dalam perhitungan GPU dalam penggunaan daya?

power-management gpu Léo Léopold Hertz 준영
sumber
1
Pertanyaan bagus BTW, terbentuk dengan baik
webo80
5
"Stabilitas daya" terutama menjadi perhatian catu daya Anda , bukan konsumen daya! Yang mengatakan, Anda benar-benar benar untuk khawatir tentang kebijakan isolasi yang ketat. Publikasi pertama yang Anda kutip berbicara dengan cukup masuk akal tentang tindakan pencegahan yang diperlukan antara pasien dan RPi . Jangan menganggap Pi aman untuk penggunaan medis. Anda akan bertanggung jawab!
MSalters
5
@Masi: Saya agak khawatir dengan pernyataan itu. Saya merasa bahwa Anda tidak mengerti arti "keselamatan", saat Anda bekerja di lingkungan medis di mana kesalahan bisa mematikan. Saya sangat serius ketika saya mengatakan Anda akan bertanggung jawab , dan itu termasuk tanggung jawab atas kematian yang salah . Pilihan Anda untuk model RPI seharusnya tidak masalah untuk analisis keselamatan Anda, karena Anda harus membuktikan alat Anda aman terlepas dari setiap modus kegagalan dari RPI.
MSalters
4
Biarkan saya memberikan satu contoh nyata: Anda harus membuktikan bahwa pasien Anda aman, bahkan jika RPi tiba-tiba memutuskan untuk bertindak sebagai resistor 0 Ohm antara catu daya dan pasien, atau jika itu terbakar. Jika Anda dapat memberikan tingkat jaminan itu, cukup jelas bahwa penarikan daya ekstra 0,5W juga aman.
MSalters
3
@Masi: Saya bekerja untuk perusahaan yang membuat peralatan medis nyata, walaupun tidak secara langsung (elektrik) terhubung dengan seorang pasien. Meski begitu, kami memproduksi HW di bawah prosedur QA yang jauh lebih ketat daripada orang-orang RPi. Kami harus membuktikan bahwa pasien tidak dapat dirugikan, bahkan jika setiap sistem di luar kendali QA kami gagal. Karena produksi RPi di luar kendali QA Anda, Anda harus menganggapnya sama sekali tidak aman dan akan gagal dengan cara yang paling mematikan. TKI, semua keamanan harus disediakan oleh antarmuka antara pasien dan RPi. Namun Anda masih berbicara tentang "Rpi harus stabil". Anda mungkin tidak berasumsi bahwa
MSalters

Jawaban:

9

Saya percaya GPU identik di semua Pis dan membentuk 95% dari silikon. 5% sisanya digunakan oleh inti ARM yang relatif kecil.

Lihat https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/bcm2835/README.md

joan
sumber
1
Mungkin Pi Zero. Google untuk penggunaan daya Raspberry Pi.
joan
3
@Masi: Dengan asumsi desain asli aman meskipun menggunakan Pi B +, kita dapat menyatakan dengan pasti bahwa itu masih aman. Ingat, ketika membuktikan Pi cukup terisolasi oleh ADOS1000, kami harus mengasumsikan bahwa Pi B + dapat berperilaku seperti komponen lainnya . Itu terjadi termasuk Pi B + yang bertindak sebagai Pi 2 B. yang rusak
MSalters
1
@Masi: Jika Anda tidak menyadarinya, "0 Ohm resistor" mengacu pada arus pendek listrik di mana RPi yang gagal tiba-tiba menarik lebih banyak daya, menjadi sangat panas, dan dapat terbakar. Jika Anda berpikir ada yang namanya "kekuatan sirkuit maksimum di mana ADOS1000 tidak cukup", Anda tidak memiliki keterampilan teknik listrik yang penting untuk merancang perangkat medis. . Tolong, untuk keselamatan pasien, pilih proyek lain untuk belajar teknik listrik.
MSalters
2
@Masi: Tentu saja itu bisa berubah. Bahkan, itu berubah sepanjang waktu karena CPU beralih dari 0% sibuk menjadi 100% sibuk.
MSalters
2
@Masi: Ehm, distribusi normal dikaitkan dengan probabilitas. Penggunaan daya sebagai fungsi penggunaan CPU BUKAN suatu probabilitas, dan memperlakukannya demikian tidak masuk akal. Kesalahan pengukuran daya hampir pasti terdistribusi normal, dan seberapa besar kesalahan itu tergantung pada pengaturan pengukuran Anda.
MSalters