Недорогі, маленькі, мережеві комп'ютери - невеликий огляд

«Щоб ти жив в цікаві часи!» — нібито старовинне китайське прокляття.
Так, нам з вами пощастило або «пощастило» жити у дійсно цікаві часи (варіант — «в епоху змін»). Можливо, це насправді прокляття, особливо з точки зору міфічних стародавніх китайців. Проте факт залишається фактом: те, що ще кілька десятків років тому здавалося неможливим, зараз доступно практично кожному. Особливо це помітно в нашій галузі — інформаційні технології та цифрова електроніка розвиваються просто якимись абсолютно фантастичними темпами. Функціональні можливості, швидкодія, мініатюрність і (відносна) дешевизна сучасних цифрових рішень вражає уяву.
Ще зовсім недавно мережевий комп'ютер розміром менше кредитки і вартістю в кілька сотень рублів, придатний для створення на його базі цікавих самостійних проектів ентузіастами-одинаками з відносно невисоким рівнем знань в галузі електроніки та програмування, здавався досить віддаленою перспективою. І ось вже ми можемо сміливо вибирати з десятка (як мінімум) альтернатив! Давайте подивимося, що зараз можна придбати буквально за кілька десятків доларів, щоб побудувати навколо цього щось вражаюче і навіть, може бути, корисне.



Фаворити

Напевно, не існує людей, які хоч трохи цікавляться цифровою електронікою і при цьому не чули про Ardiuino і Raspbery Pi.
imageimage
Ці дві платформи розійшлися по світу мільйонами примірників, на їх базі зроблені десятки тисяч DIY проектів, сотні тисяч ентузіастів об'єднані в розвинуті спільноти, а на ринку існує величезна кількість аксесуарів, доповнень і розширень. Написані тисячі статей, так що немає сенсу повторювати вже сказане. Ці платформи прекрасні для старту, всім добре відомі їх достоїнства і недоліки, так що не буду говорити про них довго. Скажу тільки, чому я їх не розглядаю для своїх проектів:
1. Малинка не призначена для самостійних апаратних модифікацій (процесор недоступний для купівлі на відкритому ринку). Тобто зробити свою плату на її основі практично неможливо, а готова Малинка може або чимось не влаштовувати (наприклад, габаритами).
2. Ардуїнов, як платформа, побудована на мікроконтролері, не володіє хоч скільки-небудь високою продуктивністю.
3. Спроби додати функціональності (головним чином — інтеграція в бездротові мережі) виливаються в досить помітні витрати. Так звані WiFi shields — не найдешевше задоволення.
У будь-якому випадку, більшість людей, які роблять перші кроки в сегменті DIY цифрофой електроніки, в першу чергу звернуться до цих двох платформ. Побажаю їм удачі і перейду до менш розкрученим варіантами.

Новонароджений монстр

image
Відносно недавно корпорація Intel анонсувала, а зовсім вже «тільки що» презентувала свій продукт: одноплатний мініатюрний мережевий комп'ютер Edison. Що тут сказати? Результат дійсно вражає. Двоядерний 500 МГц Intel Atom просессор плюс мікроконтролер Quark, 1 Gb DDR3 RAM, 4 Gb eMMC, WiFi і Bluetooth на платі розміром з SD картку — по-моєму, Edison цілком тягне на технологічний шедевр, та ще й відносно недорогий. Особисто мені все кинути і робити проекти тільки на Intel Edison заважають всього лише кілька речей.
1. Плату неможливо використовувати as is, потрібна як мінімум ще плата-перехідник, що додає всього (вартості, геморою, габарити тощо). Виною цьому — крутий і технологічний 70-піновий роз'єм.
2. 50 USD — це все-таки в кілька разів більше, ніж доступні альтернативи, а вся міць Edison потрібна далеко не завжди.
3. Не зовсім чистий OpenSource — ніби як і не сильно заважає, але якщо вже уткнувся в проприетарность в якомусь проекті, то як обійти — абсолютно незрозуміло.

Рішення на Ralink RT5350

Дуже непогана і екстремально дешеве SoC від компанії Ralink, що володіє вражаючими характеристиками, дала можливість нашим китайським друзям наробити купу цікавих іграшок.
Насамперед, це дешеві WiFi роутери (від 20 USD в роздріб в Китаї), на базі яких, якщо трошки длубатися, можна зробити купу всього цікавого (ну або спробувати злегка пожульничать).
image
Також хотілося б відзначити в цьому ряду т. н. UAUT-Wifi module (а насправді — цілком повноцінний одноплатний мережевий комп'ютер) HLK-RM04.
image
З точки зору самостійних проектів ці рішення, по суті, володіють одним недоліком — у них встановлено екстремально мало пам'яті (зазвичай 4 Мб NOR flash і 32 або навіть 16 Мб SDRAM RAM). Якщо, як це зазвичай і трапляється, поставити на ці плати поширену і дуже зручну відкриту OS OpenWRT, то дефіцит пам'яті абсолютно точно дасть про себе знати.
Цього недоліку майже позбавлений свіжий і дуже цікавий проект від китайського ентузіаста Vonger — мініатюрний комп'ютер VoCore. Так, там раніше всього лише 32 Мб SDRAM RAM, але зате як мінімум 8 (а то і 16 Мб — я не дуже зрозумів, скільки саме зараз ставлять на плату, в різних джерелах різні дані) NOR flash. При вартості в 20 USD і повної відкритості платформи (як програмної, так і апаратної!), VoCore є дуже і дуже хорошим варіантом для самостійних розробок на його основі.
image
Можу відзначити лише два недоліки VoCore (виключно моя особиста думка, не претендує на об'єктивність):
1. Плата досить повільна, т. к. чіпсет обмежує варіанти використання RAM виключно 16-бітної SDRAM. Де ці обмеження напружують? Наприклад, при роботі з досить великими обсягами даних, тобто, скажімо, з відео.
2. Щоб навіть просто запустити плату, потрібен паяльник і досить прямі руки. Харчування (від 3.3 до 6V) можна подати тільки піни роз'єму 1.27". Або ж відразу купувати варіант VoCore з «материнською платою», що робить рішення помітно більш габаритним.
image

Рішення на Qualcom Atheros AR9331

Ще одна відмінна недорога SoC для WiFi роутерів. Скільки DIY проектів вже було зроблено на базі TP-Link WR703, MR3020 і аналогічних? Тільки на Хабрахабре вже як мінімум десяток набереться, я думаю (наприклад, ось, ось, ось, ось).
image
SoC трохи дорожче, ніж Ralink RT5350, однак при цьому підтримує пам'ять DDR2, що робить рішення на базі AR9331 в 3.5 рази більш продуктивними (так-так, саме так, ми перевіряли і самі офігіли здивувалися).
Крім роутерів на базі AR9331 широко відомі наступні одноплатні мережеві комп'ютери:
1. E-Link ML-150 і m-mini:
imageimage
2. Gs oolite:
image
3. Carambola2
image
Головний їх недолік (з моєї точки зору) — це монтаж за допомогою напівотворів. Щоб живити всі ці плати, потрібно підпаяти стабілізовані 3.3 V, які теж потрібно десь взяти… А якщо хочеш підключити USB-пристрій, то ще і +5В треба знайти. Загалом, відмінні плати, але не без недоліків. І ще: вони не Open Hardware, тобто своє апаратне рішення на їх базі не зробити, на жаль.

Наша розробка

Так, ми теж вирішили спробувати свої сили і розробили власний варіант одноплатного комп'ютера на базі AR9331.
червні ми отримали на руки першу ревізію наших плат.
image
Перший млинець вийшов не грудкою, але не без недоліків. Все літо ми займалися виправленнями і доробкою (як плати, так і софта). Розробили корпус (спасибі, mrmager).
image
Минулого тижня у нас в руках з'явилася друга ревізія наших плат, і тепер ми точно можемо сказати: воно працює!
image
Ключові особливості нашої плати:
1. «Легкий вхід». Підключіть звичайний блок живлення micro-USB і плата запрацює. В інший роз'єм micro-USB (через перехідник USB OTG) можна підключити, наприклад, WEB-камеру, і відразу спостерігати трансляцію відеопотоку по мережі. Паяльник не потрібно.
2. Повний Open Source. Програмно — бут-лоадер в исходниках, OpenWRT trunk. Апаратно — принципова схема і BOM опублікуємо відразу, гербери — після виробництва тиражу (коли будемо на 100% впевнені в працездатності рішення).
3. Мінімальні габарити (25х35х4 мм без корпусу, 30х40х12 мм в корпусі) і вага (3 м без корпусу).
4. Через піни (1.27") виведені 3 роз'єму Ethernet, USB host, UART, SPI, 20+ GPIO.
5. PCB антена WiFi (доріжкою на платі).
6. Можливість програмно регулювати частоти процесора, пам'яті і SPI (в разі процесора, наприклад, можна встановити частоти від 200 МГц для зменшення енергоспоживання і до 600 МГц для збільшення продуктивності).

Тепер можна сміливо робити партію наших плат для продажу. Є тільки одне питання — попит буде? У нашій першій статті більше 1000 учасників хабрасообщества висловили потенційне бажання придбати наш комп'ютер. Все тече, все змінюється. Хотілося б дізнатися поточну ситуацію. Якщо не важко, шановні читачі, скажіть, будь ласка: чи захотіли б ви прямо зараз оформити попереднє замовлення (зі 100% передоплатою) мережевого одноплатного комп'ютера з наступними характеристиками:
SoC Qualcom Atheros AR9331, CPU 32-bit MIPS 400 MHz, RAM DDR2 64 MiB, NOR flash 16 MiB, OS OpenWRT, USB host, UART, 20+ GPIO, розміри 25х35мм, за еквівалент 20 USD в російських рублях (без урахування вартості доставки)? Якщо ми зможемо набрати гроші на тираж до грудня, то комп'ютери будуть в Москві в другій половині січня. Додатково можна буде замовити пластиковий корпус, плату-перехідник роз'ємів 1.27" у 2.54", плату з двома Ethernet і чотирма роз'ємами USB і інші аксесуари. Також можна буде вибрати «плату розробника», на якій відразу встановлений чіп FTDI для підключення консолі OpenWRT до USB порту комп'ютера, і буде присутня можливість перепрошити на низькому рівні одну плату з іншою такою ж (на випадок, якщо в результаті експериментів плата «окирпичилась»).
Чому саме така ціна? Повторюю розрахунки з червневої статті:
На тираж в 1000+ штук приблизний розклад на одну плату такий:
1. Собівартість виготовлення (чотиришарова плата, деталі, монтаж) — 12 USD.
2. Перевірка, заливки софта, упаковка, доставка в аеропорт — 1 USD.
3. Доставка літаком в Росію (Москва) — 1 USD.
4. Розмитнення — 4 USD (з них більша частина — 18% ПДВ).
До цього потрібно додати 6% податок (ІП, спрощенка).
Тобто по передзамовленню ви отримуєте плати за собівартістю. Навіщо ми це робимо? Хочемо, щоб платформа отримала широке поширення серед ентузіастів і інженерів, що працюють «під замовлення». Ми будемо допомагати виробляти ці рішення, і сподіваємося заробити на тиражах.

Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.