Le Raspberry-Pi nouveau est arrivé... souhaitons la bien venue au Raspberry-Pi 3 B+ (modèle B plus)


Le Raspberry-Pi 3 Modèle B+ disponible de stock chez MC Hobby et sur Raspi-Shop.be (approved reseller)

Tadaa... Voici une nouvelle évolution de notre Framboise favorite ! Cela faisait bien longtemps qu'il n'y avait pas eu de révision. Si le Pi 3 B Plus n'est pas une révolution fondamentale, le "PLUS" est justifié et apporte des améliorations plus que notables. Voyez la review ci-dessous...

Voici une petite review du Raspberry-Pi 3 B plus

Le Raspberry-Pi 3 Modèle B+ disponible de stock chez MC Hobby

Pour résumé, nous bénéficions des améliorations suivantes:
  • Une augmentation de fréquence d'horloge à 1,4 GHz  pour les 4 coeurs du BCM.
  • Une nouvel étage WiFi (2,4Ghz et 5 Ghz) et Bluetooth 4.2/BLE.
    Le tout dans un blindage électromagnétique à l'effigie du Raspberry-Pi
  • Une nouvelle antenne à cavité de résonance (comme sur le Pi Zero W).
  • Un nouvel étage Ethernet permettant d'atteindre 300Mb/s
  • Plus de cuivre !
  • Un nouvel étage d'alimentation
Ce qui reste inchangé :
  • Le processeur reste un SoC BCM2870 quatre coeur, Cortex-A53 64 bit. C'est maintenant un BCM2870B0 équipé d'un couvercle en métal.
    Il est malheureusement impossible d'obtenir plus de détail sur le net.  
  • 1Go de RAM, toujours en LPDDR2  SDRAM
  • Port camera MIPI CSI et Port écran MIPI DSI
  • 4 Port USB 2.0
  • Sortie HDMI, sortie composite
  • Le GPIO 40 broches
  • Le breakout Reset
Ce que nous aurions aimé (mais qui n'est pas présent) :
  • Pas de rendu 4K
  • Pas d'interface Sata pour brancher un disque dur sans passer par USB.
  • Pas d'Ethernet Physique – pour ne plus passer par une Ethernet Over USB.
BCM2837B0 et fréquence
Le Raspberry-Pi 3 Modèle B+ disponible de stock chez MC Hobby

Le Pi 3 B+ offre une nouvelle augmentation de fréquence qui atteint maintenant 1.4 Ghz. Cela ne représente une honorable augmentation de 16.6 % par rapport au Pi 3 et une augmentation de 55,5 % par rapport au Pi 2.

Le BCM2837 du précédent modèle est remplacé par un BCM2837BO.

Comme vous pouvez le constater, le BCM2837BO offre un blindage métallique. C'est la seule différence notable étant donné qu'il n'existe aucune information disponible pour ce modèle.
A priori ce blindage devrait offrir une meilleure conductivité thermique permettant d'évacuer plus facilement la chaleur du SOC.

En combinaison avec le nouvel étage d'alimentation (le MxL7704), le BCM2837B0 est maintenant capable d'adapter la fréquence d'horloge et la tension du BCM en suivant de nouvelles règles. De quoi supporter des pics de performance mais également soutenir de plus grandes charges durant des  périodes de temps plus importantes.
  • En dessous de 70°C, le core fonctionne à 1.4 Ghz
  • Au dessus de 70°C, le core réduit sa fréquence à 1.2 Ghz et diminue la tension du SoC pour éviter que l'on atteigne trop vite la température de 80°C (température à laquelle le SoC entre en surchauffe et où les problèmes commencent).

Pour le reste, la rétro-compatibilité est assurée... normal si le SoC ne change pas.

Interface Ethernet
Le support Ethernet à été revu pour débarquer le vieillissant LAN9514 au profit d'un LAN7515 de MicroChip. Fiche technique du LAN7515.
Meilleur débit Ethernet grâce au support Ethernet Gigabit over Ethernet
Le LAN7515, tout comme le LAN9514, permet d'offrir une interface Ethernet Over USB et des ports USB2.0. Avec le LAN7515, le Pi dispose d'une interface Ethernet 10/100/1000 Mb/s. Même si nous ne pouvons pas espérer atteindre les performance d'une interface Gigabit, le Pi 3 B Plus est capable d'atteindre 300 Mb/s !!! C'est un sacré plus !
Dans les faits, le débit est limité par la bande passante USB 2.0 entre le SoC et le LAN7515.

Si le hub Ethernet-Over-USB est capable de supporter un débit plus important, cela signifie que le débit entre le processeur et le HUB USB est plus important (ou plus fiable). Cette amélioration bénéficiera également aux autres périphériques USB (comme disque-dur ou Pi-desktop).

Le LAN9514 représentait un goulot d'étranglement aux performance Ethernet et USB du Pi 3 du Pi 3. Son remplacement par le LAN7515 est une excellente nouvelle :-)
Comparaison des spécifications LAN7515 vs LAN9514
Le LAN7515 supporte jusqu'à 6 ports USB. Même si seulement 4 sont montés sur le Pi B 3+, rétro-compatibilité du FormFactor oblige!
Nous espérons néanmoins que la fondation à prévu un hack pour pouvoir ajouter 2 ports usb supplémentaires… ce serait vraiment cool.

Power over Ethernet
La fondation à également prévu le support Power Over Ethernet, alimentation électrique via le câble Ethernet (wikipedia fr)
Connecteur pour brancher un Hat PoE sur le Pi 3 B+
Cette fonctionnalité est plus intéressante pour les centres universitaires, entreprises et autres grosses structures qui verrons là l'opportunité de créer des objets à base de Raspberry-Pi sans devoir se préoccuper de l'alimentation. Si le réseau arrive jusqu'au Pi alors l'alimentation aussi.

Une connectique spécifique, présente derrière les ports USB, permet de brancher le PoE Hat. Celui-ci permettra d'alimenter le Pi depuis un réseau PoE.
PoE Hat pour Raspberry-Pi 3 B+

Le particuliers disposant d'un réseau PoE à la maison, cette fonctionnalité est donc moins pertinente. En effet, un réseau Ethernet PoE nécessite un matériel spécifique pour injecter une tension de 48V sur les paires de câble inutilisée par les réseaux 10 et 100 Mb/s.
Etant donné que l'injection PoE utilise les paires disponible sur les câbles réseaux, PoE ne peut pas être utilisé sur un réseau Gibabit puisque celui-ci exploite toutes les paires disponibles

Boot Réseau pour Raspberry Pi
Non seulement le Pi 3 B+ reçoit un support PoE mais la code de démarrage dans la ROM du BCM2837B0 a corriger toute une série de bugs relatif au support PXE Ethernet boot.

Le Pi 3 supportait déjà cette capacité de démarrer la carte en n'utilisant que la carte réseau!

En effet, la séquence de boot sous PXE est différente
Mise sous tension –> BIOS (séquence démarrage en ROM) –> Activation de la pile PXE sur l'interface réseau –> téléchargement du NBP en RAM (Network Boot Program = programme de boot réseau)  depuis le serveyr en utilisant TFTP –> NBP prend en charge la prochaine étape du chargement (la seconde étape de boot).

Conjointement avec PoE, la fonctionnalité PXE pourrait s'avérer très intéressante pour des Raspberry-Pi éparpillés un peu partout sur des réseaux.

Amélioration WiFi (2.4 et 5 Ghz)
Le Pi 3 B+ supporte également la norme IEEE 802.11/ac et la fréquence associée de 5 Ghz.
Cette norme devenue très populaire et aujourd'hui disponible sur de nombreux modem/routeur est capable d'atteindre un débit théorique de 1.3 Gb/s !

Le Raspberry-Pi 3 Modèle B+ disponible de stock chez MC Hobby
Le support WiFi est assuré par le Cypress CYW43455  Dual-band wireless LAN et Bluetooth.

Les débits annoncés sont quand même améliorés par rapport au Pi 3.
Source: Fondation Raspberry-Pi

Le blindage métallique autour du circuit RF permet d'assurer une conformité FCC et permet de certifier la carte entière comme un module radio. Du coup, plus besoin de faire de certification séparée pour vos projets utilisant un Pi 3 :-)

Le succès et les performances du 802.11/ac sont dût à :
  • l'utilisation de la gamme de fréquence 5 Ghz permet d'éviter les nombreuses perturbations présentes sur la gamme de fréquence 2,4 Ghz (WiFi standard et Bluetooth). D'autant que la bande 2.4 Ghz est très encombrée.
  • La technologie BeamForming de 802.11/ac permet de modifier la forme de l'onde un fois le client contacté. Cela permet d'augmenter la puissance dans la direction utile (plutôt que disperser le signal) en réduisant les perturbations dans toutes autres les directions. 
  • Dispose de 19 canaux de communication (contre 13 canaux en 2.4 Ghz)
  • Porté de 200 à 300m (identique au 2.4 GHz)
La norme  802.11/ac permet d'atteindre un débit suffisant pour du streaming fullHD.

Antenne à cavité de résonance
Sur le Pi 3 B+, l'ancienne antenne céramique laisse maintenant sa place à une cavité de de résonance.
De façon surprenante, cette mini-antenne est plus performante que l'antenne céramique du Pi 3. 

Deux notes :
  • Le signal 5Ghz s'atténue plus vite lorsqu'il rencontre un obstacle (ex : mur)
  • Le débit réel est également limité par la connexion UART entre le module WiFi et BCM2870.
Hack WiFi et connecteur µFl
Tout comme le Pi 3, le Pi 3 B+ semble toujours disposer d'un emplacement pour y souder un connecteur µFl. Cela permettrait de déporter l'antenne à l'extérieur.
Hacker l'antenne WiFi
En plus d'y souder le connecteur µFl, il faudra également déporter un autre composant, nous supposons que déplacer l'élément entouré en bleu.
Un connecteur µFl à souder
Débit WiFi et UART matériel
Comme mentionné ci-dessous, le module WiFi est raccordé sur l'UART matériel du BCM2837.
Le débit que l'on peut attendre sur la connexion WiFi sera, par conséquent, influencé par le débit maximum de l'UART.

Par la passé, cet UART matériel était disponible sur le GPIO des Raspberry-Pi 2 avant d'être réquisitionné pour le module WiFi apparu sur le Pi 3. L'UART sur le GPIO fut alors remplacé par un UART logiciel (donc dépendant de la fréquence d'horloge du Pi).

Tout cela pour vous dire qu'il existe des informations concernant le débit maximum que l'on peut attendre sur l'UART matériel du BCM2870. 
Selon cet article paru sur thedevilonholiday ( http://www.thedevilonholiday.co.uk/raspberry-pi-increase-uart-speed/ ) , un débit de 500 kB/s peut être atteint si la fréquence d'horloge uart était modifiée adéquatement ( init_uart_clock=64000000 ).

Le réel bénéfice en terme de débit de la nouvelle antenne et de la norme 802.11/ac devrait donc faire l'objet d'un Benchmark.

Amélioration Bluetooth
Le support Bluetooth passe en 4.2 / BLE (anciennement Bluetooth 4.1). C'est une très bonne chose étant donné les failles de sécurités Bluetooth découvertes en 2017.
Bluetooth 4.2 apporte principalement une amélioration sur le plan des économies d'énergie, de la rapidité de transfert et de la sécurité
  • Voici un petit résumé des améliorations apportées par BT 4.1 et 4.2 :
  • Réduire les interférences (4.1)
  • Raccourcir les temps de connexion (4.1)
  • Améliore les capacités de transfert (4.1)
  • Support de plusieurs rôles par périphériques BT (4.1)
  • Meilleure sécurité avec LE Secure (4.2)
  • Nouveau chiffrement pour l'appairage (4.2)
  • Capacité de transfert augmenté par 10, de 27 à 271 octets (4.2)
  • Rapidité de transfert multiplié par 2.5 (4.2)
  • Moins énergivore (une plus grande capacité de transfert et plus rapide = moins de temps de télécommunication = économie d'énergie)
  • Low-power IP et Bluetooth Smart Internet Gateway (4.2)
  • Augmentation de la puissance de +10 à +20 dB pour la classe 1 (4.2)
  • Améliore la fiabilité de transfert (meilleur RSSI) et la portée. 
Low-power IP et Bluetooth Smart Internet Gateway
Avec Low-power IP (IPv6/6LoWPAN) et Bluetooth Smart Internet Gateways (GATT) se cache des technologies permettant à des objets bluetooth d'envoyer/recevoir des données sur Internet par l'intermédiaire d'une passerelle.
Votre Raspberry-Pi pourrait donc permettre à votre Pi de servir de gateway pour des objets Bluetooth –OU– à votre Pi d'envoyer des données données sur le Net par l'intermédiaire de votre Smartphone (via une connexion Bluetooth moins énergivore qu'une connexion WiFi).

Plus de cuivre sur la carte
Selon la fondation, la carte embarque plus de cuivre. Suffisamment pour que cela soit notable sur une balance. Cette information apparemment anodine est pourtant importante car les pistes sont très fine (en épaisseur) sur ces cartes multi-couche. Un poids plus important implique probablement une distribution plus importante de ce cuivre dans les différentes couches de la carte.
Comme le cuivre est un excellent conducteur thermique, cela impliquerait que la carte du Pi 3 B+ serait plus à même d'extraire/dissiper un partie plus importante de la chaleur produite par le SoC (avec plus d'efficacité).
Un plus à considérer.

Nouvel étage d'alimentation
Nouvel étage d'alimentation du Pi 3 B+

L'étage d'alimentation du Pi 3 B+ à été revu et s'appuie maintenant sur un MXL7704.
Le MXL7704 semble assez récent Encore une fois, il y a peu d'information publique sur ce composant.
Nous avons appris de la fondation que le Pi serait capable d'informer l'utilisateur sur un défaut d'alimentation.

Les tests points
Nous avons eux la confirmation que les tests points du Pi 3 et Pi 3 B+ restent aux mêmes emplacements :-)
Information toujours utile pour les hackeurs exploitant ces points de connexion pour y souder directement des connexions :-)

A noter qu'il est possible que le modèle B+ dispose de quelques points de tests supplémentaires.

Nous espérons que vous aurez apprécié notre petite review.
Dominique