내 명함에는 Linux가 실행되고 있습니다.

기사 번역 블로그 엔지니어 조지 힐리어드

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저는 임베디드 시스템 엔지니어입니다. 여가 시간에는 미래 시스템 설계에 사용할 수 있는 것이나 관심 분야에 맞는 것을 찾는 경우가 많습니다.

그러한 분야 중 하나는 Linux를 실행할 수 있는 값싼 컴퓨터이며, 가격이 저렴할수록 좋습니다. 그래서 나는 알려지지 않은 프로세서라는 깊은 토끼굴을 파헤쳤습니다.

나는 “이 프로세서는 너무 저렴해서 거의 무료로 나눠줄 수 있을 것 같다”고 생각했습니다. 그리고 얼마 후 명함 형태의 Linux용 베어 카드를 만들자는 아이디어가 떠올랐습니다.

한번 생각해보니 정말 멋진 일이겠구나 싶었습니다. 나는 이미 톱 전자 명함 에 그것, 플래시 카드 에뮬레이션, 전구 깜박임, 무선 데이터 전송 등 다양하고 흥미로운 기능을 갖추고 있었습니다. 하지만 리눅스를 지원하는 명함은 본 적이 없습니다.

그래서 나는 나 자신을 만들었습니다.

완성된 제품 버전입니다. Buildroot로 구축된 맞춤형 Linux 버전을 실행하는 완전한 최소 ARM 컴퓨터입니다.

모서리에 USB 포트가 있습니다. 컴퓨터에 연결하면 약 6초 만에 부팅되며 플래시 카드와 카드 셸에 로그인할 수 있는 가상 직렬 포트로 나타난다. 플래시 드라이브에는 README 파일, 내 이력서 사본, 내 사진 몇 장이 들어 있습니다. 쉘에는 여러 게임, Fortune 및 Rogue와 같은 Unix 클래식 게임, 2048 게임의 작은 버전 및 MicroPython 인터프리터가 있습니다.

이 모든 작업은 매우 작은 8MB 플래시 칩을 사용하여 수행됩니다. 부트로더는 256KB에 맞고, 커널은 1,6MB, 전체 루트 파일 시스템은 2,4MB를 차지합니다. 따라서 가상 플래시 드라이브를 위한 공간이 많이 남아 있습니다. 누군가가 저장하고 싶은 작업을 수행할 경우를 대비해 쓰기 가능한 홈 디렉토리도 있습니다. 이 모든 내용은 플래시 칩에도 저장됩니다.

전체 장치 가격은 3달러 미만입니다. 선물해도 될 만큼 가격이 저렴합니다. 당신이 나에게서 그러한 장치를 받았다면 그것은 내가 당신에게 깊은 인상을 주려고 노력하고 있다는 것을 의미합니다.

설계 및 구축

모든 것을 직접 디자인하고 조립했습니다. 그것은 내 직업이고 나는 그것을 좋아합니다. 그리고 대부분의 도전은 취미에 사용할 만큼 저렴한 부품을 찾는 것이었습니다.

프로세서 선택은 프로젝트의 비용과 타당성에 영향을 미치는 가장 중요한 결정이었습니다. 광범위한 조사 끝에 저는 Allwinner의 상대적으로 잘 알려지지 않은 비용 최적화된(즉, 엄청나게 저렴한) 프로세서인 F1C100을 선택했습니다. RAM과 CPU는 모두 동일한 패키지에 있습니다. Taobao에서 프로세서를 구입했습니다. 다른 모든 구성 요소는 LCSC에서 구입했습니다.

JLC에서 보드를 주문했습니다. 그들은 나를 위해 8달러에 10개 사본을 만들어 주었습니다. 특히 가격 대비 품질이 인상적입니다. OSHPark만큼 깔끔하지는 않지만 그래도 괜찮아 보입니다.

첫 번째 배치를 무광택 검정색으로 만들었습니다. 그것들은 아름다웠지만 매우 쉽게 더러워졌습니다.

첫 번째 배치에는 몇 가지 문제가 있었습니다. 첫째, USB 커넥터의 길이가 USB 포트에 단단히 고정될 만큼 길지 않았습니다. 둘째, 플래시 트랙이 잘못 만들어졌는데 접점을 구부려 이 문제를 해결했습니다.

모든 것이 제대로 작동하는지 확인한 후 새 보드를 주문했습니다. 기사 시작 부분에서 그중 하나의 사진을 볼 수 있습니다.

이러한 모든 작은 부품의 크기가 작기 때문에 저는 다음을 사용하여 리플로우 솔더링을 사용하기로 결정했습니다. 저렴한 스토브. 저는 레이저 커터를 사용할 수 있어서 이를 사용하여 라미네이터 필름에서 납땜 스텐실을 잘라냈습니다. 스텐실이 아주 잘 나왔습니다. 프로세서 접점의 직경 0,2mm 구멍은 고품질 제조를 보장하기 위해 특별한 주의가 필요했습니다. 레이저의 초점을 올바르게 맞추고 출력을 선택하는 것이 중요했습니다.

다른 보드는 페이스트를 바르는 동안 보드를 고정하는 데 효과적입니다.

저는 솔더 페이스트를 바르고 손으로 부품을 배치했습니다. 공정 중 어느 곳에서도 납이 사용되지 않았는지 확인했습니다. 모든 보드, 구성 요소 및 페이스트가 표준을 충족합니다. RoHS 준수 - 사람들에게 배포할 때 내 양심이 나를 괴롭히지 않도록.

이 배치에서 약간의 실수를 했지만 솔더 페이스트는 실수를 용서했고 모든 것이 잘 진행되었습니다.

각 구성 요소를 배치하는 데 약 10초가 걸렸기 때문에 구성 요소 수를 최소한으로 유지하려고 노력했습니다. 지도 디자인에 대한 자세한 내용은 다른 글에서 읽을 수 있습니다. 내 자세한 기사.

재료 및 비용 목록

나는 엄격한 예산을 고수했습니다. 그리고 명함은 의도한 대로 나왔습니다. 다른 사람에게 주어도 괜찮습니다! 물론 복사하는 데 시간이 걸리고 명함 비용에 내 시간이 고려되지 않기 때문에 모든 사람에게 나눠주지는 않을 것입니다 (일종의 무료입니다).

구성 요소
가격

F1C100
$1.42

PCB
$0.80

8MB 플래시
$0.17

기타 모든 구성 요소
$0.49

전체로
$2.88

당연히 납품 등 계산하기 어려운 비용도 있습니다(여러 프로젝트를 대상으로 하는 구성 요소 간에 분산되기 때문에). 하지만 리눅스를 지원하는 보드치고는 확실히 가격이 상당히 저렴합니다. 이 분석은 또한 회사가 최저 가격 부문에서 장치를 만드는 데 드는 비용이 얼마나 되는지에 대한 좋은 아이디어를 제공합니다. 회사 비용이 나보다 훨씬 저렴하다는 것을 확신할 수 있습니다!

기능

무슨 말을하는? 이 카드는 매우 심하게 제거된 Linux를 6초 만에 부팅합니다. 폼 팩터와 비용으로 인해 카드에는 I/O, 네트워크 지원 또는 무거운 프로그램을 실행하기 위한 상당한 양의 저장 공간이 없습니다. 그럼에도 불구하고 저는 펌웨어 이미지에 흥미로운 것들을 잔뜩 집어넣었습니다.

USB

USB로 할 수 있는 멋진 일이 많이 있었지만 사람들이 내 명함을 사용하기로 결정하면 사람들이 USB를 사용할 가능성이 더 높도록 가장 간단한 옵션을 선택했습니다. Linux에서는 카드가 지원되는 "장치"처럼 작동할 수 있습니다. 가젯 프레임워크. 이 프로세서가 포함된 이전 프로젝트의 드라이버 중 일부를 가져왔으므로 USB 가젯 프레임워크의 모든 기능에 액세스할 수 있습니다. 저는 미리 생성된 플래시 드라이브를 에뮬레이션하고 가상 직렬 포트를 통해 셸 액세스를 제공하기로 결정했습니다.

껍질

루트로 로그인한 후 직렬 콘솔에서 다음 프로그램을 실행할 수 있습니다.

• Rogue: 고전적인 Unix 던전 크롤링 어드벤처 게임입니다.
• 2048: 콘솔 모드의 간단한 2048 게임입니다.
• 행운: 다양한 허식의 출력. 나는 다른 기능을 위한 공간을 남겨두기 위해 여기에 전체 인용 데이터베이스를 포함하지 않기로 결정했습니다.
• 마이크로파이썬: 아주 작은 Python 인터프리터입니다.

플래시 드라이브 에뮬레이션

컴파일하는 동안 빌드 도구는 작은 FAT32 이미지를 생성하고 이를 UBI 파티션 중 하나로 추가합니다. Linux Gadget Subsystem은 PC를 저장 장치로 제공합니다.

플래시 드라이브에 나타나는 내용을 확인하고 싶다면 가장 쉬운 방법은 다음을 읽어 보는 것입니다. 출처. 사진도 여러 장 있고 이력서도 있어요.

리소스

출처

내 Buildroot 트리가 GitHub에 게시되었습니다. XNUMX/businesscard-linux. 프로세서의 USB 다운로드 모드를 사용하여 설치되는 NOR 플래시 이미지를 생성하는 코드가 있습니다. 또한 모든 것이 작동한 후 Buildroot에 푸시한 게임 및 기타 프로그램에 대한 모든 패키지 정의가 있습니다. 프로젝트에 F1C100을 사용하는 데 관심이 있다면 이것이 좋은 출발점이 될 것입니다. 나에게 질문을 하세요).
나는 사용했다 아름답게 실행된 프로젝트 Icenowy의 F4.9C1용 Linux v100가 약간 재설계되었습니다. 내 카드는 거의 표준 v5.2를 실행합니다. GitHub에 있습니다 - 서른셋사십/리눅스.
저는 현재 세계 최고의 F1C100용 U-Boot 포트를 보유하고 있다고 생각하며, 이는 또한 부분적으로 Icenowy의 작업을 기반으로 합니다(놀랍게도 U-Boot가 제대로 작동하도록 하는 것은 상당히 실망스러운 작업이었습니다). GitHub에서도 얻을 수 있습니다 - XNUMX/u-부팅.

F1C100에 대한 문서

F1C100에 대한 문서가 드물어서 여기에 게시합니다.

• Allwinner F1C100s 데이터시트 – 일반 정보 및 핀아웃.
• Allwinner F1C600 참조 매뉴얼 – 실제로는 동일한 F1C600이지만 Linux 지원을 선언하여 이름이 변경된 F1C100에 대한 정의를 등록합니다(하!).
• 나는 다이어그램에서 정보를 적극적으로 빌렸습니다. Sipeed의 Lichee Nano – 소프트웨어를 구성하는 데 사용한 개발 보드.

궁금하신 분들을 위해 올려드립니다. 내 프로젝트 다이어그램.

결론

저는 이 프로젝트를 개발하는 동안 많은 것을 배웠습니다. 이는 리플로우 솔더링 오븐을 사용한 첫 번째 프로젝트였습니다. 또한 문서가 부족한 구성 요소에 대한 리소스를 찾는 방법도 배웠습니다.

기존 임베디드 리눅스 경험과 보드 개발 경험을 활용했습니다. 이 프로젝트에는 결함이 없는 것은 아니지만 내 모든 기술을 잘 보여줍니다.

임베디드 Linux 작업에 대한 자세한 내용에 관심이 있는 분들은 이에 대한 내 기사 시리즈를 읽어 보시기 바랍니다. 임베디드 리눅스 마스터하기. 거기서 나는 내 전화 카드와 비슷하게 작고 저렴한 Linux 시스템을 위한 소프트웨어와 하드웨어를 처음부터 만드는 방법에 대해 자세히 설명합니다.

출처 : habr.com