20150919 raspistable (bis)
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Raspberry Pi の不安定性ハンティング
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- 1. 999の夜 ~Raspberry Pi の堅牢性向上手法~ たたかえ！オープンフォース #72 Version 1 2015.09.19 こえどらぐ オフなあつまり #158 Version 1.1 2015.10.12 AKBROBOT #40 オープンフォース総統 河野 悦昌
- 2. Raspberry Pi ● ワークショップなど ● 小学生も！！ 世界初？ CUI のみで 入門させる RaspberryPi の 本！！
- 4. あくのはかいかつどう ● （オープン）の ● （イノベーション）活動 ● OSSを実戦に
- 5. 今日の発表 ● Raspberry Piの ● 動作不良の ● 原因を探ったり ● あれやこれやで ● 対策したり
- 6. Raspberry Pi ● あんなこと ● こんなこと ● できるのではないか！
- 7. 組み込み ● 「これを実現するには１００万円 かかります」 ● 「こんなのRaspberry Piでできる んじゃな〜い？ 安くしてよ」 ● 「死ね」
- 8. 組み込みボード ● いかにがっちり動かすか ● ウォッチドッグ ● ECC ● 宇宙線
- 9. 脆弱！ ● Raspberry Piはおもちゃ ● まともに動かない（組み込み的 に） ● 動作が変
- 10. おもちゃだ！！ ● 手に入らない ● 情報公開もない（組み込み的に） ● 電源SWが無い ● SDカード上にルートファイルシステム ● 糞熱設計 ● 不安定！！！ ● 電源がアホだ！ ● レイアウトがクソ
- 11. 電源 ● 最初期から指摘されている ● microUSBコネクタが電源コネクタ 代わり ● ケーブルやUSB電源 ● 要5V 1A以上
- 12. そもそも ● 5V → 3.3V → 1.8V ● 5Vが落ち込んでも3.3Vや 1.8V系には影響はないはず ● 実際にCPUは動作している けれどもIO系が おかしくなっている
- 14. LANがおかしくなるとき ● USB系の異常も同時に出ています [ 317.308394] ieee80211 phy0: rt2x00usb_vendor_request: Error - Vendor Request9 [ 317.308558] wlan0: deauthenticating from 10:6f:3f:33:ed:1c by local choice () [ 317.319983] usb 1-1: USB disconnect, device number 2 [ 317.320016] usb 1-1.1: USB disconnect, device number 3 [ 317.320274] smsc95xx 1-1.1:1.0 eth0: unregister 'smsc95xx' usb-bcm2708_usb-1t [ 317.331666] ieee80211 phy0: rt2800usb_watchdog: Warning - TX HW queue 0 timek [ 317.367090] smsc95xx 1-1.1:1.0 eth0: hardware isn't capable of remote wakeup [ 317.369369] cfg80211: Calling CRDA to update world regulatory domain [ 317.402530] usb 1-1.2: USB disconnect, device number 4 [ 317.512532] usb 1-1.4: USB disconnect, device number 5 [ 317.661689] usb 1-1.5: USB disconnect, device number 6 有線LANインターフェース異常 無線LANドングル異常 USB系全部異常 smsc9512チップ
- 15. 原因 ● smcのLAN9512/4チップである ● Raspbery PiのModel B系統に 採用 ● USBコントローラであるが ● LANの機能も入っている ● これの不安定 ● 結局USBの不安定ということ になります。 LAN9512
- 16. USB対策 ● Raspberry Pi B+に鳴る前は ● Wi-Fiドングルなどをつなげるだけ で ● CPUリセットがかかっていた！！
- 20. Raspberry Pi 2 ● 長期で手に入るみたいだ ● 電源が大きく改善 ●
- 22. 案の定 ● SDカードがクラッシュする！！ ● ところが・・・ ● 書き換えエラーではないようだ ● ビットエラーの痕跡が見つからな い
- 23. ちゃんとやるか！ ● トラブルシューティング ● クラッシュのパターン ● ある日突然fsck ● その後起動しなくなる
- 25. まずは再現 ● 起動→ファイル書き換え→電源強制断 →次回起動で書き換えが保存されてい るかどうかをチェック ● fsckを毎回行うように設定 – 他の擾乱を排除する – 電源はバスから供給 – メディアはsandiskのclass4、4GBに絞る
- 26. ストレステスト ● ２００回ほど ● 異常１回のみ ● 書換が反映されていない １回 ● クラッシュ 0回 ● 再現できているようには見えない ● （実使用上ではもっと高頻度で起こってい る）
- 27. テストの結論 ● SDカードのクラッシュは ● (RasPiのありがちなクラッシュは) ● 書き換え限界によるものではない ● 電源断によるsync失敗によるもの ではない
- 29. １年後 ● 電子工作していて ● ショートで電圧降下したときに ● クラッシュが発生した ● 電圧は4.4Vを割り込んでいた
- 30. 推測 ● 5V電圧不足→SDカードのWrite不 良原因？ – 突然の電源断→不整合はタイミングによる – Write不良→syncをする際に失敗、ないし異常 データの書き込み ● この事象の方がより深刻である
- 32. BBBの方がいい！ ● banana piの方がいい！ ● USBがアレだ！！
- 33. パケづまり ● 応答がなくなる！ ● 使っているとプチフリ ● vim入力していると有線LANでsshする時 もUSBキーボードで入力するときも同様 にカクつく ● LAN9512/LAN9514チップの問題だろうJK
- 35. ところが ● Raspberry Pi Model A+でも同様の 問題が発生。 ● LAN9512/9514チップを搭載して いない ● うーむ。
- 36. ちゃんとトラブルシュー トするか！ ● まずはModel B系統からテスト ● 診断しようとすると機嫌が良くなる ● Raspberry Pi Model B+ および Raspberry Pi Model B ● UbuntuPCから180Gと10G程度のファイル を有線LAN経由でscp ● 快調そのもの。
- 38. 原因わかたぽい ● scp fugafuga@hogehoge:/home/fugafuga/test /dev/null # <- 問題発生しない ● scp fugafuga@hogehoge:/home/fugafuga/test /home/pi/test # <- 問題発生する ● sdカード書き込み時にプチフリ
- 39. 過去のUSBコントローラ 仮説の修正 ● 今まで、5Vラインが不安定になる と 真っ先にLAN9512/LAN9514 チップ周りがコケるイメージだっ たが ● 回路図上ではLAN9512/LAN9514 には直接5V入ってない。
- 42. DMA ● 恐らくSDカードアクセス時に割り込み禁止DMA転送を使ってい て ● SDカード書き込み時にはプチフリが起こる ● SDカードカード書き込みが何らかの原因で時間かかったりコケ たりしたらLAN9512/9514チップなどの動作に影響が出るという ことではなかろうか。 ● 参考文献 ● https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f=44&t=8010&start= ● "FTDI USB Serial Hangs" でも、2014/8/3の書き込みに ● "slow SDs make RPI lose irqs" とありますね。
- 43. 検証 ● あきばおーに行ったら80MB/sec対 応のSanDisk Ultra(Class 10 UHS- I)が入荷したということで、買っ てきた。 ● 今まで使っていたのはSanDiskの Class4 のもの。
- 44. テスト ● Raspberry Pi 2 Model B ● scp fugafuga@hogehoge:/home/fugafuga/test /home/pi/test ● vimで「i」キーを押しっぱなしにしてプチフリが起こ るかどうかを観測。 ● 2015-05-05-raspbian-wheezy.img を元にして設定。 ● カーネル 3.18.11-v7+。
- 45. プチフリ解消 ● 以下の３項目を同時に行う – ・SDカードを80MB/s対応のClass 10のものに変 更 – ・Raspberry Piの電源供給をGPIO端子からに変更 – ・Raspberry PiのGPIO 5V-GND端子間に150μFの 超低ESR固体コンデンサを追加
- 47. 成果 ● 魔と原さんの農業 オートメーション – １年程度稼働 ● モニタリングポスト – 一年程度稼働実績 ● 某１４台クラスターで クリスマスツリー – （２ヶ月弱ノートラブル）
- 48. 組み込み ● 「これを実現するには１００万円 かかります」 ● 「こんなのRaspberry Piでできる んじゃな〜い？ 安くしてよ」 ● 「うっ」