工程建筑 | 2023年06月16日 | 阅读:190 | 评论:3
机器心脏报告
参赛:思远、杜威、泽南
对于一个工程师来说,如何在名片上宣示自己的实力?在它上面建造一台完整的计算机可能是个好主意。
最近,美国嵌入式系统工程师乔治·希利亚德(George Hilliard)的名片引起了人们的关注。他用自己的名片作为“主板”,在小小的空房间里,打印出计算机系统所需的所有部件,使之成为一台可以运行Linux的电脑。上面还有一个简化的Python解释器。
这个受极客启发的想法在社交网络上引起了人们的广泛赞赏。他的文章不到一天前出现在HackerNews上,点赞数超过2000。
做这样一张名片,除了要有足够的理论知识外,需要的零件可以在淘宝上买到(没错,这位美国小哥哥就是这么做的),一张名片的成本大概是20人民币。
让我们看看他是怎么做的。
作为一名嵌入式系统工程师,George Hilliard一直在追求完美的设计,其中之一就是最简单的Linux系统电脑。他一直在海量的处理器型号中寻找最优解,终于发现了新大陆。他自言自语道:“这些处理器和免费的一样便宜。用它们制作可以运行Linux的名片的想法很快就有了。
此前已经有不少极客先锋将自己的创意用在了名片上,包括u盘名片、带flash的名片,甚至还有带收音机启动功能的名片。但是一直没有能运行Linux系统的名片。
所以乔治自己做了一个:
成品看起来是这样的。它是一台完整的ARM架构计算机,运行Buildroot构建的定制Linux固件。
那么如何让它运行呢?名片左下角是USB接口。如果插在电脑上,会在6秒内启动,显示为USB闪存和虚拟串口。可以用卡的外壳登录。优盘里有一个自述文件,一份简历和一些照片。果壳上有很多游戏,比如Unix上经典的《财富》和《流氓》,2048和一个小型的MicroPython解释器。
这些都是在容量只有8MB 的闪存卡上实现的。Bootloader大小256KB,内核1.6MB,整个根文件系统占用2.4MB,所以安装一个系统绰绰有余。它还包含一个可写的主目录,以防有人想在上面存储什么。
最后,一张名片的成本控制在20元左右,对于一台电脑来说已经足够便宜了。
名片设计是一项“技术活”
乔治·希利亚德(George Hilliard)自己设计并制作了整张名片。虽然这是作者的工作,但是要找到足够便宜的元器件还是很麻烦的。
处理器的选择是最重要的部分,它将控制成本并确保整个项目的可行性。经过一系列考察,乔治选择了F1C100s,这是Allwinner生产的廉价芯片,它在成本优化上下了很大功夫。这个芯片集成了RAM和CPU,至少在功能上满足要求。
没想到乔治小哥哥居然在淘宝上买了F1C100s,其他部件都是在LCSC上买的。
乔治JLC用来做PCB板,做10份只需要56元。乔治说他对JCL制作的盘子印象深刻。虽然没有OSHPark做的好,但是质量还不错,重点是价格实惠。第一次做的电路板,哑光黑,有点指纹磁性。
第一次制造电路板的时候有点麻烦:一是USB口不够长,很难连接更多的USB口;其次,flash足迹是错误的,乔治手动按下了组件后面的引脚。
在我们验证了每一部分之后,再做板子就可以得到文章的强度了。由于电路板尺寸较小,乔治决定使用一种便宜的回流焊立即将所有元件回流。因为他会用激光切割机,所以他可以用激光切割模压机压出来的焊料模板。模板的效果很好,芯片的0.2mm引脚需要特别注意保持干净:激光功率和焦距很重要。
其他空白色PCB板是非常好的固定板处理引脚的夹具,固定可以用透明胶。George使用焊料手工焊接组件。他保证板材和元器件的加工都是无铅无害的,所以用来做名片是没问题的。
上图显示的处理结果有点离谱,但是焊锡其实挺好用的,组装起来也很容易。每个组件大约需要10秒钟来组装,因此作者试图减少组件的数量。
这张名片多少钱?
乔治已经尽可能的降低了成本,他觉得现在已经够便宜了,就算把自己的名片发给别人也不会心疼。当然,只有重要的熟人才会收到这样的名片。毕竟你要把所有部件一个一个组装起来。以下所有费用不考虑组装时间,动手能力强的读者可以考虑自己做一个。
当然,作者也说明了还有很多成本是无法量化的,比如运费和试错。但是20人民币已经很低了,尤其是对于一个可以运行Linux系统的主板来说。其实这也反映了制造设备的成本,元器件的成本比我们预期的要低很多。
名片的性能如何
嗯,它在6秒内启动了一个超级简化的Linux系统。因为格式和成本等因素,这张名片没有占用大量资源的I/O、联网模块等程序。总之,乔治把一些有趣的应用程序复制到了固件映像文件中。
USB
我们可以通过USB做很多有趣的事情,但是作者故意把名片保持在非常简洁的状态,我们可以在电脑上尝试一些东西。Linux允许我们使用一些像设备一样的小工具。作者还将该芯片的一些前期开发工作转移到名片上,使其具备USB gadget框架的完整功能。George决定模拟一个预先生成的闪存盘,通过虚拟串口提供shell服务。
Shell
以root用户身份登录后,我们可以运行所有模拟串行控制台:
模拟闪存驱动器
在编译的过程中,构建工具可以生成一个小的FAT32镜像,并将其添加到UBI分区中。如前所述,Linux gadget子系统将把它作为存储设备提供给PC。如果你想看看u盘怎么了,最简单的就是看源代码,里面有作者的一些简历和介绍。
闪存盘源地址:https://github . com/thirtyhree四十/business card-Linux/tree/master/package/business card-flash drive/files
制作这张名片需要哪些资源?
在制作电路板名片的过程中,乔治使用了F1C100s芯片,并在其上运行了主流的Linux版本。此外,他还提供了一些关于F1C100s芯片的文档,供读者参考。
源代码
乔治已经在GitHub上打开了Buildroot树,读者可以自行查看。Droottree包含生成NOR flash镜像的代码,然后通过处理器的USB下载模式安装。此外,Buildroot tree还包含游戏和其他有用的软件包,例如在buildroottree中添加了fortune软件。
如果想在项目中使用F1C100s芯片,这是一个很好的开始(有问题随时联系我)。
建立根树项目地址:https://github.com/thirtythreeforty/businesscard-linux
另外,乔治重新安排了Icenowy发布的F1C100s的开发工作,可以运行Linux版本。乔治的名片运行在接近主流的5.2版本上,该版本补丁打补丁调试。
对于F1C100s芯片,乔治认为他拥有目前最好的U-Boot配置编译端口,再次基于Icenowy的部分。
U-Boo项目地址:https://github . com/thirtyree四十/u-boot/tree/f1c100s-v2019.04
F1C100s文档
乔治找到了以下关于F1C100s的文档:
最后,如下图所示,乔治上传了制作电路板名片的示意图。
电路板名片示意图。
有网友评论道:“这样一个成本为1.42美元(约合人民币10元)的芯片,却包含了驱动Linux所必需的几乎所有硬件:500MHz CPU、32MB SDRAM、2D GPU、SD/MMC支持和USB控制器,这让我难以置信。它们都封装在一个10mm×10mm的微小芯片中。这让我想到了《入坑》中的嵌入式开发。」
项目感知[/s2/]
乔治说,他从这个名片项目中学到了很多东西,这是他第一次使用回流焊来回流元件。此外,George必须学会为一些缺少文档的组件找到必要的资源。
在项目的开发过程中,George借鉴了他在嵌入式Linux和PCB设计方面的经验。这个项目并非完美无瑕,但它反映了他的能力。此外,乔治表示,他正在研究如何从零开始为电路板和名片等小型廉价的Linux系统构建硬件和软件。
本文标签: 电子名片用什么软件做
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网友点评
放肆拥抱
2022-03-11 18:31:59 回复
RM架构计算机,运行Buildroot构建的定制Linux固件。那么如何让它运行呢?名片左下角是USB接口。如果插在电脑上,会在6秒内启动,显示为USB闪存和虚拟串口。可以用卡的外壳登录。优盘里有一个自述文件,一份简历和一些照片。果壳上有很多游戏,比如Unix上经典的《财富》和《流氓》
夜深思公子
2022-03-11 15:14:51 回复
k做的好,但是质量还不错,重点是价格实惠。第一次做的电路板,哑光黑,有点指纹磁性。第一次制造电路板的时候有点麻烦:一是USB口不够长,很难连接更多的USB口;其次,flash足迹是错误的,乔治手动按下了组件后面的引脚。在我们验证了每一部分之后,再做板子就可以得到文章的强度了。由于电路板尺寸
潮流酷狗
2022-03-11 19:21:19 回复
显示为USB闪存和虚拟串口。可以用卡的外壳登录。优盘里有一个自述文件,一份简历和一些照片。果壳上有很多游戏,比如Unix上经典的《财富》和《流氓》,2048和一个小型的MicroPython解释器。这些都是在容量只
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