600-Dollar-Klemme: Raspberry Pi programmiert CM5 am Fließband

Was bei einem einzelnen Compute Module 5 noch schnell von Hand erledigt ist, wird bei Hunderten Exemplaren zur zeitraubenden Aufgabe. Mit dem 600 US-Dollar teuren „Programming Jig“ will Raspberry Pi die Installation des Betriebssystems und die Sicherheitskonfiguration für die Serienfertigung automatisieren.

Einlegen, zuklemmen, warten

Das Raspberry Pi Compute Module 5 Programming Jig ist eine Programmierstation für Hersteller und Systemintegratoren, die das kompakte Rechenmodul in eigenen Produkten einsetzen. Statt jedes CM5 zunächst mit einem separaten IO-Board zu verbinden, wird die Platine in eine passgenaue Aufnahme gelegt und mit einem mechanischen Hebel festgeklemmt.

Gefederte Kontaktstifte, sogenannte Pogo-Pins, stellen anschließend die Verbindung zu den Testpunkten auf der Unterseite des Compute Module her. Sobald die Klemme geschlossen ist, erkennt die Station das Modul und beginnt selbstständig mit der zuvor festgelegten Einrichtung. Eine Status-LED signalisiert, wann das CM5 wieder entnommen werden kann.

Mit einem 2,6 GB großen Betriebssystemabbild soll der Vorgang ohne zusätzliche Sicherheitsfunktionen typischerweise rund 1,5 Minuten dauern. Die tatsächliche Dauer hängt laut Raspberry Pi unter anderem von der Größe des Images, dem verwendeten Speicher, dem Sicherheitsmodus und der Netzwerkgeschwindigkeit ab. Allerdings kann die Station immer nur ein Compute Module gleichzeitig bearbeiten – für das namensgebende Fließband müssen Mitarbeiter die Module daher fortlaufend austauschen.

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Vom Betriebssystem bis zum Secure Boot

Die Programmiervorrichtung installiert nicht nur ein Betriebssystem. Über die Software rpi-sb-provisioner lassen sich außerdem Secure Boot, eine vollständige Laufwerksverschlüsselung und individuelle Schlüssel für jedes Gerät einrichten. Wahlweise kann die Station auch lediglich das Betriebssystem aufspielen. Das benötigte Image wird mit rpi-image-gen erstellt.

Eine optionale Fertigungsdatenbank dokumentiert Seriennummer, Board-Revision, MAC-Adresse, Installationszeitpunkt, Betriebssystemabbild und gewählte Sicherheitseinstellungen jedes programmierten Moduls. Damit soll sich der Vorgang auch bei größeren Stückzahlen nachvollziehen lassen.

Zur Anbindung besitzt die Station zwei Gigabit-Ethernet-Ports. Einer verbindet die Station mit dem Verwaltungsnetz, der zweite stellt dem eingesetzten Compute Module für eine schnellere Übertragung eine eigene Netzwerkverbindung bereit. Alternativ kann die Station selbst per WLAN funken.

600 US-Dollar für die Serienfertigung

Raspberry Pi verlangt für das rund 1,8 kg schwere Programmiergerät 600 US-Dollar, also ungefähr 517 Euro. Für Bastler und selbst größere Heimcluster dürfte sich die Anschaffung eher nicht lohnen. Bei der vorgesehenen Einrichtung von Hunderten oder Tausenden Compute Modules relativiert sich der Preis jedoch.