Pull to refresh

Недорогие, маленькие, сетевые компьютеры — небольшой обзор

Network technologies *
«Чтоб ты жил в интересные времена!» — якобы старинное китайское проклятие.
Да, нам с вами повезло или «повезло» жить в действительно интересные времена (вариант — «в эпоху перемен»). Возможно, это на самом деле проклятие, особенно с точки зрения мифических древних китайцев. Однако факт остается фактом: то, что еще пара десятков лет назад казалось невозможным, сейчас доступно практически каждому. Особенно это заметно в нашей отрасли — информационные технологии и цифровая электроника развиваются просто какими-то совершенно фантастическими темпами. Функциональные возможности, быстродействие, миниатюрность и (относительная) дешевизна современных цифровых решений поражает воображение.
Еще совсем недавно сетевой компьютер размером меньше кредитки и стоимостью в несколько сотен рублей, пригодный для создания на его базе интересных самостоятельных проектов энтузиастами-одиночками с относительно невысоким уровнем знаний в области электроники и программирования, казался весьма отдаленной перспективой. И вот уже мы можем смело выбирать из десятка (как минимум) альтернатив! Давайте посмотрим, что сейчас можно приобрести буквально за несколько десятков долларов, чтобы построить вокруг этого нечто впечатляющее и даже, может быть, полезное.

Фавориты


Наверное, не существуют людей, которые хоть немного интересуются цифровой электроникой и при этом не слышали про Arduino и Raspberry Pi.

image image

Эти две платформы разошлись по миру миллионами экземпляров, на их базе сделаны десятки тысяч DIY проектов, сотни тысяч энтузиастов объединены в развитые сообщества, а на рынке существует огромное количество аксессуаров, дополнений и расширений. Написаны тысячи статей, так что нет смысла повторять уже сказанное. Эти платформы прекрасны для старта, всем хорошо известны их достоинства и недостатки, так что не буду говорить про них долго. Скажу только, почему я их не рассматриваю для своих проектов:
1. Малинка не предназначена для самостоятельных аппаратных модификаций (процессор недоступен для покупки на открытом рынке). Т.е. сделать свою плату на ее основе практически невозможно, а готовая Малинка может чем-то не устраивать (например, габаритами).
2. Ардуино, как платформа, построенная на микроконтроллере, не обладает хоть сколько-нибудь высокой производительностью.
3. Попытки добавить функциональности (главным образом — интеграция в беспроводные сети) выливаются в довольно заметные затраты. Так называемые WiFi shields — не самое дешевое удовольствие.
В любом случае, большинство людей, делающих первые шаги в DIY сегменте цифровой электроники, в первую очередь обратятся к этим двум платформам. Пожелаю им удачи и перейду к менее раскрученным вариантам.

Новорожденный монстр


image

Относительно недавно корпорация Intel анонсировала, а совсем уж «только что» представила свой продукт: одноплатный миниатюрный сетевой компьютер Edison. Что тут сказать? Результат действительно впечатляет. Двухядерный 500 МГц Intel Atom просессор плюс микроконтроллер Quark, 1 Gb DDR3 RAM, 4 Gb eMMC, WiFi и Bluetooth на плате размером с SD карточку — по-моему, Edison вполне тянет на технологический шедевр, да еще и относительно недорогой. Лично мне все бросить и делать проекты только на Intel Edison мешают всего лишь несколько вещей.
1. Плату невозможно использовать as is, нужна как минимум еще плата-переходник, что добавляет всего (стоимости, геморроя, габаритов и т.п.). Виной этому — крутой и технологичный 70-пиновый разъем.
2. 50 USD — это все-таки в пару раз больше, чем доступные альтернативы, а вся мощь Edison нужна далеко не всегда.
3. Не совсем чистый OpenSource — вроде как и не сильно мешает, но если уж уткнулся в проприетарность в каком-то проекте, то как обойти — совершенно непонятно.

Решения на Ralink RT5350


Очень неплохая и экстремально дешевая SoC от компании Ralink, обладающая впечатляющими характеристиками, дала возможность нашим китайским друзьям наделать кучу интересных игрушек.
Прежде всего, это дешевые WiFi роутеры (от 20 USD в розницу в Китае), на базе которых, если немножко поковыряться, можно сделать кучу всего интересного (ну или попытаться слегка пожульничать).

image

Также хотелось бы отметить в этом ряду т.н. UAUT-Wifi module (а на самом деле — вполне полноценный одноплатный сетевой компьютер) HLK-RM04.

image

С точки зрения самостоятельных проектов эти решения, по сути, обладают одним недостатком — в них установлено экстремально мало памяти (обычно 4 Мб NOR flash и 32 или даже 16 Мб SDRAM RAM). Если, как это обычно и случается, поставить на эти платы распространенную и очень удобную открытую OS OpenWRT, то дефицит памяти совершенно точно даст о себе знать.
Этого недостатка почти лишен свежий и весьма интересный проект от китайского энтузиаста Vonger — миниатюрный компьютер VoCore. Да, там по-прежнему всего лишь 32 Мб SDRAM RAM, но зато как минимум 8 (а то и 16 Мб — я не очень понял, сколько именно сейчас ставят на плату, в разных источниках данные разные) NOR flash. При стоимости в 20 USD и полной открытости платформы (как программной, так и аппаратной!), VoCore является очень и очень хорошим вариантом для самостоятельных разработок на его основе.

image

Могу отметить только два недостатка VoCore (исключительно мое личное мнение, не претендующее на объективность):
1. Плата довольно медленная, т.к. чипсет ограничивает варианты использования RAM исключительно 16-битной SDRAM. Где эти ограничения напрягают? Например, при работе с достаточно большими объемами данных, т.е., скажем, с видео.
2. Чтобы даже просто запустить плату, нужен паяльник и довольно прямые руки. Питание (от 3.3 до 6V) можно подать только на пины разъема 1.27". Или же сразу покупать вариант VoCore с «материнской платой», что делает решение заметно более габаритным.

image

Решения на Qualcom Atheros AR9331


Еще одна отличная недорогая SoC для WiFi роутеров. Сколько DIY проектов уже было сделано на базе TP-Link WR703, MR3020 и аналогичных? Только на Хабрахабре уже как минимум десяток наберется, я думаю (например, вот, вот, вот, вот).

image

SoC чуть подороже, чем Ralink RT5350, однако при этом поддерживает DDR2 память, что делает решения на базе AR9331 в 3.5 раза более производительными (да-да, именно во столько, мы проверяли и сами офигели удивились).
Помимо роутеров на базе AR9331 широко известны следующие одноплатные сетевые компьютеры:

1. E-Link ML-150 и M-mini:

image image

2. Gs oolite:

image

3. Carambola2

image

Главный их недостаток (с моей точки зрения) — это монтаж с помощью полуотверстий. Чтобы запитать все эти платы, нужно подпаять стабилизированные 3.3V, которые тоже нужно где-то взять… А если хочешь подключить USB устройство, то еще и +5В надо найти. В общем, отличные платы, но не без недостатков. И еще: они не Open Hardware, т.е. свое аппаратное решение на их базе не сделать, увы.

Наша разработка


Да, мы тоже решили попробовать свои силы и разработали собственный вариант одноплатного компьютера на базе AR9331.
В июне мы получили на руки первую ревизию наших плат.

image

Первый блин получился не то, чтобы комом, но не без недостатков. Все лето мы занимались исправлениями и доработкой (как платы, так и софта). Разработали корпус (спасибо, mrmager).

image

На прошлой неделе у нас в руках появилась вторая ревизия наших плат, и теперь мы точно можем сказать: оно работает!

image

Ключевые особенности нашей платы:
1. «Легкий вход». Подключите обычный блок питания micro-USB — и плата заработает. В другой разъем micro-USB (через переходник USB OTG) можно подключить, например, WEB-камеру, и сразу наблюдать трансляцию видеопотока по сети. Паяльник не требуется.
2. Полный Open Source. Программно — бут-лоадер в исходниках, OpenWRT trunk. Аппаратно — принципиальная схема и BOM опубликуем сразу, герберы — после производства тиража (когда будем на 100% уверены в работоспособности решения).
3. Минимальные габариты (25х35х4 мм без корпуса, 30х40х12 мм в корпусе) и вес (3 г без корпуса).
4. Через пины (1.27") выведены 3 Ethernet разъема, USB host, UART, SPI, 20+ GPIO.
5. PCB антенна WiFi (дорожкой на плате).
6. Возможность программно регулировать частоты процессора, памяти и SPI (в случае процессора, например, можно установить частоты от 200 МГц для уменьшения энергопотребления и до 600 МГц для увеличения производительности).

Теперь можно смело производить партию наших плат для продажи. Есть только один вопрос — спрос будет? В нашей первой статье больше 1000 участников хабрасообщества высказали потенциальное желание приобрести наш компьютер. Все течет, все меняется. Хотелось бы узнать текущую ситуацию. Если не трудно, уважаемые читатели, ответьте, пожалуйста: захотели бы вы прямо сейчас оформить предзаказ (со 100% предоплатой) сетевого одноплатного компьютера со следующими 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, размеры 25х35мм, за эквивалент 20 USD в российских рублях (без учета стоимости доставки)? Если мы сможем набрать деньги на тираж до декабря, то компьютеры будут в Москве во второй половине января. Дополнительно можно будет заказать пластиковый корпус, плату-переходник разъемов 1.27" в 2.54", плату с двумя Ethernet и четырьмя USB разъемами и другие аксессуары. Также можно будет выбрать «плату разработчика», на которой сразу установлен чип FTDI для подключения консоли OpenWRT к USB порту компьютера, и будет присутствовать возможность перепрошить на низком уровне одну плату с другой такой же (на случай, если в результате экспериментов плата «окирпичилась»).
Почему именно такая цена? Повторяю расчеты из июньской статьи:
На тираже в 1000+ штук приблизительный расклад на одну плату такой:
1. Себестоимость изготовления (четырехслойная плата, детали, монтаж) — 12 USD.
2. Проверка, заливка софта, упаковка, доставка в аэропорт — 1 USD.
3. Доставка самолетом в Россию (Москва) — 1 USD.
4. Растаможка — 4 USD (из них бОльшая часть — 18% НДС).
К этому нужно добавить 6% налог (ИП, упрощенка).
Т.е. по предзаказу вы получаете платы по себестоимости. Зачем мы это делаем? Хотим, чтобы платформа получила широкое распространение среди энтузиастов и инженеров, работающих «под заказ». Мы будем помогать производить эти решения, и надеемся заработать на тиражах.
Only registered users can participate in poll. Log in, please.
Вы бы оформили сейчас предзаказ со 100% предоплатой на миниатюрный сетевой компьютер за 20 USD?
77.22% Да 1098
22.78% Нет 324
1422 users voted. 540 users abstained.
Tags:
Hubs:
Total votes 65: ↑60 and ↓5 +55
Views 95K
Comments 124
Comments Comments 124