Raspberry Pi 4 Compute Module (CM4) Raspberry OS 설치 및 I/O 보드별 설정 방법 비교

 

안녕하세요.

 

  Raspberry Pi CM4에 OS를 여러 IO보드에 설치해보고 CM4 성능을 확인해보겠습니다. 그냥 balenaEtcher를 이용해서 Flash 하면 되는 것 아니냐고 할 수 있는데, 맞습니다. 그런데 초기에는 bootcode를 올려주어야 하고, IO Board에 따라서 점퍼 설정도 달라지는 것도 있어서 확인 차원에서 적어보았습니다.

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1. 작업 환경

 

  - Raspberry Pi 4 CM4 (CM4104016), Mcuzone tiny IO board, Waveshare CM4-IO-BASE-B IO board, Mcuzone IO board, USB 3.0 케이블, USB 양쪽 Type -A, USB C 타입 케이블

 

 

 

2. 설치 방법

 

2.1) 점퍼 설정

  - IO 보드마다 설정하는 방법이 다르고, 특히 Mcuzone 보드는 설명이 없기 때문에 몇 번 연결해 보면서 알 수 있었습니다.

 

  2.1.1) Mcuzone IO Baord

  - 점퍼는 BOOT와 USB_SW 각각 연결합니다. 그리고 양쪽이 USB C 타입으로 된 케이블을 PC와 연결하면 장치 드라이버에 나타납니다. OS까지 설치 후 점퍼를 제거하면 됩니다.

 

 

 2.1.2) Mcuzone tiny IO Baord

 

  - 점퍼는 BOOT는 GND와 연결한 후 양쪽이 USB A 타입으로 된 케이블을 PC와 연결하면 장치 드라이버에 나타나게 됩니다. OS까지 설치 후 점퍼를 제거하면 됩니다.

 

 

 2.1.3) Waveshare IO Baord

 

 - 점퍼는 없고 BOOT 스위치를 ON으로 하고, USB C 타입 케이블을 PC와 연결하면 장치 드라이버에 나타나게 됩니다. OS 설치 후 스위치를 ON으로 하면 됩니다.

 

 

 

 

2.2) rpiboot 프로그램 다운로드 및 실행

 

  - 윈도우에서 bootcode를 다운로드할 수 있는 프로그램 다운로드해서 설치합니다.

https://github.com/raspberrypi/usbboot/raw/master/win32/rpiboot_setup.exe

 

 

 

- 각종 드라이버들을 설치됩니다.

 

  

 

- 점퍼 설정한 IO 보드를 PC에 연결하면 제어판에 "BCM2711 Boot"라고 나타납니다.

 

 

 

- 이상 없이 설치되었다면, 설치된 경로로 가서 rpiboot.exe를 실행합니다. 아니면, 윈도우 하단 검색창에 rpiboot를 입력하여 실행합니다.

디폴트로 설치된 경로 :  C:\Program Files (x86)\Raspberry Pi

 

- IO Board가 연결되어 있다면 바로 bootcode.bin 파일을 다운로드합니다. 연결 순서는 크게 신경 쓰지 않아도 됩니다.

 

 

 

- bootcode가 로드가 완료되면 휴대용 장치라고 해서 장치 드라이버가 나타납니다.

 

 

 

3. Raspberry Pi OS 설치

 

  -  지금부터는 SD 카드에 작업하는 것과 동일하게 하시면 됩니다. 라즈베리 파이 운영체제를 다운로드합니다.

  - balenaEtcher에서 보면 Compute Module라고 나타나며 eMMC에 Flash 합니다.

 

 

- 이전 eMMC 타입 SD Card 비교 글에서 확인한 micro SD Card(약 20MB/s) 보다 writing 속도가 느리다는 것(약 5MB/s)을 알 수 있습니다. 

 

 

 

4. Writing 속도 비교

 

 - Flash 속도를 보면 micro SD Card 보다 느린 것이 아닌가 의심이 들었습니다. 그런데, 쓰기 테스트를 해본 결과 CM4 모듈이 2배 정도 빠른 것을 확인하였습니다.

 

4.1) dd  테스트

 

<CM4의 eMMC에서 쓰기 테스트>

 

 

 

<micro SD Card에서 쓰기 테스트>

 

 

 4.2) hdparm 테스트

 

<CM4의 eMMC에서 테스트>

 

 

 

<32GB Micro SD card V30 A1으로 테스트 &ndash; 이전 글에서 비교 내용 참고>

 

 

5. 최종 후기

 

  - eMMC 버전은 처음에 OS를 설치해주는 작업이 귀찮을 수 있습니다. 그러나 기존 micro SD card 보드 형태보다는 물리적으로 교체가 가능하므로 현장 필요에 맞게 RAM, WiFi, eMMC에 맞는 보드를 선택할 수 있는 것이 장점일 것입니다.

 

  - 초기 OS 설치 시간이 SD Card 보다 느리지만, 실제로 사용해보면 빠르다는 것을 조금은 체감할 수 있습니다.

그리고 현재 CM4 보드 수급 등 문제와 CM4 모듈만으로 사용할 수 없는 단점이 있지만, IO board를 본인에 필요에 맞게 작게 제작도 가능한 장점도 있어 보입니다.  장단점을 잘 숙지하셔서 사용하셨으면 합니다.

 

  - 참고로, 현재 시점으로 CM4 버전으로 ubuntu 버전을 설치할 경우 IO Board의 USB 포트로 전원이 인가되지 않아서 마우스, 키보드가 연결되지 않는 현상이 있었습니다. 제가 잘 몰라서 그럴 수도 있습니다. 그런데 현재 가지고 있는 IO Board에서는 동일한 증상 발생했습니다. (아직 상세한 이유 찾지 않고 있습니다. ;;;)

 

 

감사합니다.