GPU計算におけるRaspberry Piモデルの違い?


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RP自体は医療機器ではないため、ADumsによって分離されたコンポーネントとしてRaspberry Pi A + / B +を使用する、手頃な価格のオープンソースECGおよび呼吸測定システムである出版物Biosignal PIを知っています。最終的なシステムは、規制が非常に厳しいスウェーデンの一部の医療検査での使用が認められています。システムの特定の健康関連ステータスはTODOです。ブログの記事「自律神経機能障害の研究におけるGPU使用したフーリエ変換の加速」で説明されているように、Raspberry独自のGPU、BCM2835でFFT計算を実行してプロジェクトを拡張したいと思います。ただし、モデルPi 1 A +で十分かどうかはわかりません。ラズベリーのホームページは

学校での使用にはRaspberry Pi 2モデルBをお勧めします。これは、組み込みプロジェクトや非常に低い電力を必要とするプロジェクトにより役立つ、よりスリムな(Pi 1)モデルA +よりも学習者に柔軟性を提供します。

ECGシステムには厳格な分離ポリシーがあるため、Raspberry 2 Bモデルは適切ではない可能性があると考えています。特に、GPU計算におけるさまざまなモデルの電源管理に興味があります。

基本的な安全特性

  • USBマウスとキーボードが接続されている場合、物理的に電源を切断するまで、電源オフ時の電力は20〜30 mA(0.1W)(ここ)ですが、1.0W(ここ)です。
  • すべてのデバイスで最大のパワーオフ電力?非デバイスとデバイスの10倍の違いはかなり大きいです。
  • A +、B +、ゼロでの最低アイドル電力。
  • すべてのモデルでGPU-Powerの安定性?テスト映像を撮影し、ビデオのレンダリングここではビデオ録画がGPUでFFTを計算することによって行われます)。
  • 電力回路が異なるため、RBi B +と他のモデルではGPU電力使用量が異なります(ここ)。
  • 少なくとも2つのレベルの分離。第1レベルのADAS1000、沿面距離およびSP720。第2レベル[組み合わせ]粘弾性特性の変化に対する負のフィードバック。
  • ADAS1000の電力損失は41 mW(ここ)で、CPU使用率(0,1.0)の関数として変動します。Nクロックでどのように変動しますか?わからない。電力測定エラーは正規分布です。

RPは医療機器ではありません。RPはECGフロントエンド(電源やSPIのコミットメントなど)から分離する必要があります。これは、ADumsによってBiosignal Pi設計(Farhad)で行われます。

RPからのECGフロントエンドの分離戦略

  1. Pi B +が他のコンポーネントと同じように動作すると想定します。(出版物で使用)
  2. Pi 2 Bに切り替えても状況は変わりませんが、回路の最大電力は不明であり、おそらくADAS1000に依存しています。
  3. PiがADAS1000によって十分に分離されていることを証明する場合、Piは他のコンポーネントと同様に動作するという仮定が成り立つ必要があります。
  4. RPiが電源と患者間の0オームの抵抗として突然機能することを決定した場合、ADAS1000BSTZは確実に絶縁します。(1-3)ただし、電力の上限は回路内のTODOです。
  5. RPiが発火した場合、システムの分離、沿面距離、SP720。
  6. 0.5Wの余分な電力消費は安全なので、RPiゼロとA +を受け入れます。0.75Wの電力で十分ですか?パワーの意味でのRPi B +の制限?
  7. ADuM4400は 5000ボルトで60秒間安全に耐えます。電源は表示されていませんが、安価な220V変圧器であるという前提で作業することは妥当です。安全マージンの範囲内である380 Vピーク(<< 5000)の場合、リスクはありません。(ジョーン
  8. 火傷を防ぐために、RPiを不燃性の筐体に保管してください。TODO Raspberry Pi Caseに関するメールをプロデューサーに送りました。(ジョーン
  9. [分離の二重検証のための接続]。粘弾性材料特性を使用すると、システムのFFTによってシステムの抵抗が変化した場合に、実行時にシステムを変更せずに継続的に推定できます。抵抗がゼロの場合、スキーマはおそらくケルビンフォイクトモデルからマクスウェルモデルに変更されます。(ここ)このメカニズムは、イベントが発生した場合に自動的に電源をオフにするように、負のフィードバックとしてシステムに接続できます。ADAS1000の第1レベルのメカニズムは、コンポーネントがそのような場合に破損する可能性があるため、高出力では問題になる可能性があると思います。

パブリケーションのスキーマ

ここに画像の説明を入力してください

ここでの変更は、FFTとマルチスレッドによるリアルタイムの視覚化のためのGUIの追加です。この追加により、Biosignal Pi設計のADumsにより、ECGフロントエンドがRPから確実に分離されます。

Raspberry Piモデルの1日の電力使用量

スレッドラズベリーパイは1日にどのくらいのエネルギーを消費しますか?一日の電力使用量についてです

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

ここで、A +、B +、およびゼロは、電源回路において多くの利点を提供します。値はすべて、消費電力後よりも約10%大きくなっています。アプリケーションでB +が選択されたデバイスであることを思い出してください。ただし、出版物はPi 2 Bよりも古いものです。Pi2 Bを使用している場合、電子機器の設定をどのように改善するかについて、出版物の作成者に質問しました。

この出版物はPi B +に基づいています。スレッドRaspberry Pi B +は、古いモデルBよりもどれだけ少ない電力を使用しますか?についてです

[R]新しいRaspberry Pi B +は、キーボードドングルだけで1.21ワットを使用しますが、旧モデルBでは1.89ワットを使用します。電力使用量は36%削減されません。これは、バッテリーで動作している場合、またはほとんど十分なソーラーパネルがない場合に最適です。

表には同様の実験結果があります。電源管理の安定性についてもっと知りたいです。

accによるGPU負荷の下でのすべてのモデルの1日の電力消費量。FFT

GPUの電力使用量は、電源回路が異なるため、B +モデルと他のモデルでは異なります(ここ)。高速FFTはチップに高負荷をかけるため、動作は電源回路に依存します。

選択= Raspberry Pi 2 B + SnickerDoodle + piSmasher SBC

RPi 2 Bの電源回路は、RP 1 B +とそれほど変わらない。それでも、どちらも医療機器ではないため、ECGフロントエンドをRP(電源やSPIのコミットメントなど)から分離する必要があります。これは、ADによってBiosignal Pi設計で行われます。(ファラッド)

システムのプロファイルを作成したところ、プロトタイピングフェーズと多くのGPIOでFPGAが必要であることに気付きました。既存のRBブループリントをSnickerDoodleに統合できるように、ここでSnickerDoodleプロジェクトとpiSmasher RBCのサポートを開始しました。SnickerDoodleは、RP2Bをサポートする計算デバイスとして機能し、ECGフロントエンドから完全に分離されます。開発用のチップを入手した後、プロジェクトの制限をよく理解したらお知らせします。


Raspberryモデルは、電力使用量のGPU計算でどのように異なりますか?


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良い質問BTW、整形式
webo80

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「電力の安定性」、主にあなたのパワーの関心事である供給ではなく、電源の消費者!とはいえ、厳密な分離ポリシーについて心配するのは絶対に正しいことです。あなたが引用する最初の出版物は、患者とRPiの間の必要な予防策について非常に賢明に語っています。Piが医療用として安全であるとは思わないでください。あなた責任を負います!
MSalters

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@マシ:私はその発言に多少不安を感じています。間違いが致命的な医療環境で働いていると、「安全」の意味が分からないと感じます。あなたが責任を負うことになると私が言ったとき私は非常に真剣でした、そしてそれは不法な死に対する責任を含みます。あなたはので、RPIモデルの選択は、あなたの安全解析には関係ないはず必要がありますあなたのからくりは関係なく、安全であることを証明任意の RPIの故障モード。
MSalters

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具体的な例を1つ挙げてみましょう。RPiが突然電源と患者間の0オームの抵抗器として機能することを決定した場合、または火事が発生した場合でも、患者が安全であること証明する必要があります。そのレベルの保証を与えることができれば、0.5Wの余分な電力も安全であることは明らかです。
MSalters

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@Masi:私は実際の医療機器を製造する会社で働いていますが、患者に直接(電気的に)接続していません。それでも、RPiのスタッフよりもはるかに厳しいQA手順でHWを製造しています。QA管理外のすべてのシステムに障害が発生した場合でも、患者に害が及ばないことを証明する必要があります。RPiの生成はQAの管理外であるため、完全に安全ではなく、最も致命的な方法で失敗することを想定する必要があります。IOW、すべての安全性は、患者とRPi間のインターフェースによって提供される必要があります。それでも、「Rpiは安定している必要があります」について話します。あなたはそれを仮定する
MSalters

回答:


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GPUはすべてのPiで同一であり、シリコンの95%を構成していると思います。残りの5%は、比較的貧弱なARMコアによって使用されます。

https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/bcm2835/README.mdを参照してください


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おそらくパイゼロ。Google for Raspberry Piの電力使用量。
ジョーン2016年

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@Masi:Pi B +を使用しているにもかかわらず元のデザインが安全であると仮定すると、それがまだ安全であると確信を持って述べることができます。PiがADOS1000によって十分に分離されていることを証明するときは、Pi B +が他のコンポーネントと同様に動作できると想定する必要があったことを覚えておいてください。偶然にも、壊れたPi 2 Bとして機能するPi B +が含まれています
。– MSalters

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@マシ:気付かなかった場合、「0オームの抵抗器」は、故障したRPiが突然多くの電力を消費し、非常に熱くなり、発火する可能性がある電気的短絡を意味します。「ADOS1000が不十分な場合の最大回路電力」などがあると考える場合、医療機器を設計するための基本的な電気工学スキルが不足しています。。患者さんの安全のため、電気工学を学ぶ別のプロジェクトを選んでください。
MSalters

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@マシ:もちろん変わる可能性があります。実際、CPUが0%ビジーから100%ビジーになると、常に変化します。
MSalters 2016年

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@Masi:えーと、正規分布は確率に関連付けられています。CPU使用量の関数としての電力使用量は確率ではなく、それをそのように扱うことは無意味です。ただし、電力測定誤差はほぼ確実に正規分布しますが、その誤差の大きさは測定セットアップによって異なります。
MSalters 2016年
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