Новости SOM

Испытания энергопотребления SOM модуля DS-RK3568

Одним из наиболее часто задаваемых вопросов относительно наших систем на модуле (SOM) является оценка реального энергопотребления. В связи с этим, в свободное от разработки время мы провели испытания модуля DS-RK3568 в различных режимах работы, чтобы выяснить, как это отражается на потребляемой мощности. Полученные данные будут полезны для разработчиков, рассматривающих применение модуля DS-RK3568 в своих продуктах и желающих определить требования к организации питания.

Для тестирования использовались следующие компоненты:
  • Отладочная плата DS-RK3568-EVB rev1.0 с запаянным модулем DS-RK3568-D4-E32
  • Мультиметр Fluke 289
  • Блок питания Mean Well RS-25-5

В процессе тестирования в Devicetree был активирован только USB OTG для возможности перепрошивки. Все остальные функции на DS-RK3568 были отключены, за исключением eMMC, с которой осуществляется загрузка, а также базовых компонентов, необходимых для функционирования процессорного модуля.

Использовались загрузчик barebox (версии 74cbb10b4e) и ядро kernel (версии 5019e8d7a8), доступные в нашем репозитории на GitHub. Замеры проводились при напряжении питания 5 В. Следует отметить, что модуль может работать с напряжениями от 3 В. При падении напряжения ниже этого уровня начинает отключаться периферия, а при снижении до 2,7 В происходит отключение самого модуля. Эта информация будет полезна для тех, кто планирует использовать модули на процессоре RK3568 с питанием от литий-ионных аккумуляторов.

Измерения проводились в двух вариантах:
  1. SOM – показывает потребление только самого модуля.
  2. SOM + EVB – показывает потребление как модуля, так и дополнительной обвязки, расположенной на отладочной плате.

Особое внимание было уделено оценке влияния периферийных устройств на общее энергопотребление. В дальнейшем мы поэтапно рассмотрим различные варианты подключений и их влияние на энергозатраты.

Эти испытания помогут разработчикам более точно планировать потребности в питании при использовании модуля DS-RK3568 в своих проектах.
Этап 1. Проверяем потребление в типовом режиме работе (IDLE) при всей отключенной периферии, когда по сути работает только одно ядро процессора. Считаем это начальным режимом, в котором должно быть минимальное потребление. Также делаем измерения в пиковом режиме (PEAK) в момент загрузки и режиме сна (SLEEP), который достигается командой:
echo freeze > /sys/power/state
IDLE PEAK SLEEP
SOM 0,093 А (0,465 Вт) 0,65 А (3,25 Вт) 0,0715 А (0,3575 Вт)
SOM+EVB 0,22 А (1,1 Вт) 0,753 А (3,765 Вт) 0,197 А (0,985 Вт)
Этап 2. Делаем замеры в случае, если добавляем использование разъема USB OTGк начальному режиму. В режиме HOST c использованием Flash-disk USB 2.0.

Команда чтения (READ): 

dd if=/dev/sda of=/dev/null
Команда записи (WRITE), раздел sda1 смонтирован:
dd if=/dev/urandom of=/mnt/randdata
IDLE READ WRITE SLEEP
SOM 0,113 A (0,565 Вт) 0,139 A (0,695 Вт) 0,303 A (1,515 Вт) 0,0724 A (0,362 Вт)
SOM+EVB 0,29 A (1,45 Вт) 0,332 A (1,66 Вт) 0,483 A (2,415 Вт) 0,201 A (1,005 Вт)
Этап 3. Делаем замеры при использовании только разъема USB HOST в дополнение к начальному режиму. Условия и команды чтения/записи как на этапе 2.
IDLE READ WRITE SLEEP
SOM 0,129 A (0,645 Вт) 0,155 A (0,775 Вт) 0,317 A (1,585 Вт) 0,0777 A (0,388 Вт)
SOM+EVB 0,303 A (1,515 Вт) 0,345 A (1,725 Вт) 0,494 A (2,47 Вт) 0,204 A (1,02 Вт)
Этап 4. Проводим оценку потребления при подключении высокоскоростной периферией. Рассмотренные на предыдущих этапах разъемы USB отключены и в дополнение к начальному режиму используем интерфейс PCI-e с подключенным через слот M.2 WiFi 6 адаптером MT7921K от mediatek.

Команда чтения/записи: 
speedtest-cli
Вывод:

[root@diasom-evb ~]# speedtest-cli

Retrieving speedtest.net configuration...

Testing from OBIT (95.161.223.172)...

Retrieving speedtest.net server list...

Selecting best server based on ping...

Hosted by Westcall LTD (Moscow) [634.98 km]: 39.022 ms Testing download speed................................................................................

Download: 36.46 Mbit/s

Testing upload speed......................................................................................................

Upload: 0.24 Mbit/s
IDLE READ/WRITE SLEEP
SOM 0,148 A (0,74 Вт) 0, 182 A (0,91 Вт) 0,109 A (0,545 Вт)
SOM+EVB 0,346 A (1,73 Вт) 0, 366 A (1,83 Вт) 0,248 A (1,24 Вт)
Этап 5. Измерение потребления при использовании интерфейса SPI. Также как и до этого проверяем этот интерфейс в дополнение к начальному режиму.

Команда чтения:
cat /dev/spidev1.0 > /dev/null
Команда записи:
cat /dev/urandom > /dev/spidev1.0
IDLE READ WRITE SLEEP
SOM 0,094 A (0,47 Вт) 0,144 A (0,72 Вт) 0,134 A (0,67 Вт) 0,073 A (0,365 Вт)
SOM+EVB 0,221 A (1,105 Вт) 0,271 A (1,355 Вт) 0,262 A (1,31 Вт) 0,2 A (1 Вт)
В зависимости от подключаемой периферии энергопотребление будет возрастать. На энергопотребление также влияет тип подключаемых устройств. Например, использование другого Wi-Fi модуля напрямую бы отразилось на энергопотреблении. Также постоянный обмен по высокоскоростным интерфейсам приводит повышенной загрузке всех ядер процессора и как следствие повышению энергопотребления.

В этих условия сложно проводить сравнения между разными процессорными модулями даже в схожих исполнениях и с одинаковыми процессорными ядрами, но ниже приведем информацию сравнительной оценки для общего понимания.
DIASOM (SOM+EVB) на базе RK3568J (4xA55) Конкурент 1. Модуль SMARC на базе i.MX8M Mini (4xA53) Конкурент 2. Одноплатный компьютер на базе RK3568 (4xA55)
IDLE 1,1 Вт 1,385 Вт >0,3 Вт
PEAK 3,765 Вт 3,75 - 4,58 Вт 4,2 - 7,8 Вт
Если ищите вариант процессорного модуля с минимальным потреблением для задач связанных с продолжительной работой от аккумулятора, то, скорее всего, решения на процессоре RK3568 не будут оптимальными. Однако функционал и вычислительные мощности, которые есть у процессора RK3568J вместе с минимальной обвязкой выполненной на нашем модуле DS-RK3568 позволяют решать любые задачи, с периферией требуемой в конкретном устройстве, и как следствие с оптимальным энергопотреблением.
2024-12-23 12:14