Instalar un sistema operativo en un Raspberry Pi Compute Module es una operación relativamente sencilla. El problema aparece cuando hay que repetirla decenas o cientos de veces durante la fabricación de un producto. La empresa española de ingeniería blackdevice se encontró con ese cuello de botella y desarrolló FlashRock, una plataforma de hardware y software capaz de preparar hasta siete Compute Modules en un mismo lote, compatible con Raspberry Pi CM4, CM5 y Radxa Compute Module 3.

Las claves de FlashRock en 20 segundos

• FlashRock dispone de siete ranuras para programar Compute Modules en un mismo proceso.
• Es compatible con Raspberry Pi CM4, Raspberry Pi CM5 y Radxa Compute Module 3.
• El software detecta automáticamente los módulos instalados y permite seleccionar la imagen del sistema operativo.
• Los módulos se programan por parejas hasta completar el lote.
• blackdevice utiliza la herramienta en sus propios procesos de desarrollo, pruebas y producción.

FlashRock nació como una herramienta interna. Muchos de los productos desarrollados por blackdevice utilizan sistemas operativos personalizados y cada unidad necesita ser preparada antes de integrarse en el producto definitivo.

Realizar ese trabajo módulo por módulo funcionaba mientras el volumen era reducido. A medida que aumentaba el número de unidades, la instalación individual empezó a consumir demasiado tiempo y a introducir una tarea repetitiva dentro del proceso de producción.

La respuesta de la compañía fue diseñar su propio sistema para trabajar con varios módulos simultáneamente.

Siete módulos conectados y un único proceso de programación

La parte de hardware de FlashRock dispone de siete posiciones dedicadas para Compute Modules, conectadas mediante sus correspondientes conectores Hirose.

Actualmente la plataforma admite tres familias de módulos: Raspberry Pi Compute Module 4 (CM4), Raspberry Pi Compute Module 5 (CM5) y Radxa Compute Module 3 (CM3).

Una vez instalados los módulos en la placa, el operador conecta alimentación y USB. A partir de ese momento interviene el software desarrollado para FlashRock.

La aplicación detecta qué módulos están presentes y en qué posiciones se encuentran. El usuario puede entonces seleccionar cuáles quiere preparar y elegir la imagen del sistema operativo que debe escribirse.

FlashRock gestiona posteriormente la secuencia de programación.

Según explica blackdevice, los módulos se procesan por parejas. Cuando una pareja termina, el sistema continúa con los siguientes dispositivos hasta completar todas las posiciones seleccionadas.

Este detalle significa que las siete unidades no se escriben necesariamente de forma simultánea. La plataforma administra el lote y va avanzando automáticamente sin que el operador tenga que iniciar manualmente el proceso para cada Compute Module.

Los indicadores LED de la propia placa permiten comprobar rápidamente el estado. Cuando la programación de un módulo finaliza correctamente, su indicador pasa a verde.

El software mantiene además el estado general del lote y confirma cuándo están preparados todos los módulos.

La diferencia frente al procedimiento individual está principalmente en el trabajo del operador. En lugar de conectar un módulo, programarlo, retirarlo y comenzar otra vez, puede instalar varias unidades y dejar que FlashRock gestione la secuencia.

Del prototipo a una línea de producción

Los Compute Modules están diseñados precisamente para integrar la tecnología de Raspberry Pi y otras plataformas ARM dentro de productos personalizados.

A diferencia de una placa Raspberry Pi convencional, un Compute Module concentra procesador, memoria y otros componentes esenciales en un formato preparado para conectarse a una placa portadora diseñada específicamente para cada producto.

Esto los hace habituales en dispositivos industriales, sistemas embebidos, señalización digital, automatización, robótica y otros equipos donde utilizar directamente una placa de desarrollo completa no resulta adecuado.

Cuando el producto llega a producción aparece un problema diferente al que existe durante el prototipado.

Preparar dos o tres módulos manualmente puede resultar perfectamente asumible. Preparar 50, 100 o varios cientos convierte esa misma operación en una parte relevante del proceso de fabricación.

Además, no se trata únicamente de hacerlo más rápido.

En producción interesa que todas las unidades reciban la misma imagen y sigan un procedimiento repetible. También conviene disponer de una indicación clara sobre qué dispositivos han terminado correctamente antes de continuar con el montaje.

Ese es el escenario para el que blackdevice diseñó FlashRock.

La herramienta centraliza la selección de la imagen, identifica las posiciones ocupadas, controla la programación y proporciona información visual sobre el resultado.

También permite volver a programar un módulo

FlashRock no está limitado a módulos recién llegados a producción.

La placa incorpora un mecanismo para devolver un Compute Module ya configurado al modo necesario para volver a escribir su almacenamiento.

El operador puede utilizar el botón de reset correspondiente y FlashRock vuelve a detectar el dispositivo, permitiendo instalar una nueva imagen del sistema operativo.

Esta capacidad hace que la herramienta pueda utilizarse también durante desarrollo y pruebas.

Un equipo de ingeniería puede necesitar cambiar repetidamente de imagen mientras prueba diferentes versiones de su software. Posteriormente puede utilizar el mismo sistema para preparar las unidades destinadas a producción.

También resulta útil cuando una serie de dispositivos necesita actualizarse completamente mediante una nueva imagen en lugar de aplicar una actualización incremental sobre el sistema existente.

La plataforma intenta así mantener el mismo procedimiento durante diferentes fases de la vida del producto.

FlashRock también prepara los módulos utilizados por Hive

Uno de los usos internos de FlashRock está relacionado con otro proyecto de blackdevice denominado Hive.

Hive utiliza Raspberry Pi Compute Modules dentro de unos nodos denominados beenodes. Cada uno ejecuta su propio sistema operativo y necesita ser preparado antes de integrarse en el conjunto.

FlashRock permite cargar el sistema en varios de estos módulos dentro de una misma operación.

El caso muestra también una situación habitual en empresas que diseñan hardware: parte de las herramientas necesarias para fabricar un producto terminan convirtiéndose en proyectos de ingeniería por sí mismas.

Una compañía puede desarrollar una placa o dispositivo, pero después necesita bancos de pruebas, sistemas para instalar firmware, herramientas de diagnóstico o mecanismos para preparar automáticamente las unidades antes de enviarlas.

FlashRock pertenece a esta última categoría.

No forma parte necesariamente del producto que recibe el usuario final. Su función está en el proceso previo que permite fabricar y preparar ese producto de manera repetible.

Una solución desarrollada para uso propio que puede adaptarse

blackdevice explica que FlashRock se diseñó inicialmente alrededor de sus propias necesidades de producción, aunque considera que el mismo planteamiento puede adaptarse a otros proyectos basados en Compute Modules.

La empresa ha documentado tanto el hardware como el software y ofrece información adicional sobre posibles configuraciones.

La compatibilidad actual con CM4, CM5 y Radxa CM3 cubre varias plataformas, pero cualquier posible utilización con otros módulos tendría que estudiar conexiones, proceso de arranque y mecanismos específicos de programación de cada hardware.

FlashRock tampoco pretende cambiar la forma en la que funciona internamente el proceso de instalación de cada Compute Module. Su aportación está en agrupar y controlar varias unidades desde una única herramienta.

Ese matiz resulta importante.

En entornos de desarrollo muchas tareas que parecen triviales pueden convertirse en problemas de producción simplemente por multiplicarlas. Instalar una imagen una vez apenas requiere atención. Hacer exactamente lo mismo cientos de veces exige pensar en automatización, repetibilidad y control de errores.

FlashRock es un ejemplo físico de ese salto: una tarea que podía realizarse manualmente termina convertida en una plataforma específica cuando el número de dispositivos empieza a crecer.

Preguntas frecuentes

¿Qué es FlashRock?

FlashRock es una plataforma de hardware y software desarrollada por blackdevice para programar varios Compute Modules en un mismo lote. Dispone de siete posiciones y gestiona automáticamente el proceso de instalación de las imágenes.

¿Qué Compute Modules son compatibles con FlashRock?

La compatibilidad publicada actualmente incluye Raspberry Pi Compute Module 4, Raspberry Pi Compute Module 5 y Radxa Compute Module 3.

¿FlashRock programa siete Compute Modules simultáneamente?

La plataforma puede gestionar hasta siete módulos dentro de un mismo lote. Según blackdevice, la programación se realiza por parejas y el sistema avanza automáticamente hacia los siguientes módulos conforme terminan.

¿Puede utilizarse para volver a instalar el sistema operativo?

Sí. Un módulo previamente configurado puede devolverse al modo de programación mediante el procedimiento previsto por FlashRock y recibir posteriormente una nueva imagen.

vía: blackdevice