Сегодня компьютером на x86-совместимом процессоре едва ли можно кого-то удивить с гиковской точки зрения. Другое дело — обучающий ноутбук для детей, который работает на очень интересном и необычном ARM-процессоре от небезызвестной компании VIA. И хотя для запуска произвольных программ его необязательно было хакать, всем гикам известно — надо было ставить Linux!
К чему приводит давняя детская мечта об обучающем ноутбуке, что скрывается внутри устройства за 500 рублей и как на всё это накатить Linux с дуалбутом в родную систему — читайте в сегодняшней подробной статье!
❯ Предисловие
С самых ранних лет своей жизни, я так или иначе интересовался компьютерами. Когда многие мои читатели уже заканчивали университет или жили взрослой жизнью в начале-середине 2000-х годов, ваш покорный слуга всё ещё ходил в детский сад — и уже тогда мечтал о своём собственном личном компьютере.
В те годы, даже в моём провинциальном Ейске уже можно было найти за бесценок списанный с госсектора компьютер на условном 486'ом или Pentium MMX. Однако у моих родителей таких знакомств не было, да и друзей с личными ПК — тоже. Даже с популярными в те годы «Денди-ноутбуками» я познакомился лишь пару лет назад, несмотря на то, что аппаратный клон NES стал моей основной игровой платформой детства.
В те времена, зажиточные семьи часто покупали своим детям так называемые детские обучающие компьютеры, которые представляли из себя ничто иное, как «Brick Game» с клавиатурой и несколькими обучающими играми/программами. Примитивность и одновременная гениальность этих устройств зашкаливала: тайваньские инженеры умудрились сделать достаточно многофункциональную машину на простейшем микроконтроллере из 90-х — по типу тех, что использовались в «Тетрисе»: 4-битный процессор на 1МГц, система команд напоминающая 8051 с отдельными инструкциями для управления звукогенератором, встроенный контроллер ЖК-дисплея, 4Кб ROM-памяти и 64 байта оперативной — в общем, это маленькое инженерное чудо не могло не привлекать к себе внимание детей с гиковскими наклонностями!
Но даже такого компьютера у меня в детстве не было, оставалось лишь смотреть и облизываться на экземпляры у соседских друзей... И я думаю многие читатели знают, что такое несбывшиеся детские мечты!
К 2010 году, в Китае и Тайване случился бум мощных и недорогих систем на кристалле. Буквально каждые полгода выходили новые чипы, которые совмещали в одном корпусе практически весь компьютер: от центрального процессора, до 3D-видеоускорителя и всё это буквально за пару долларов. Среди популярных моделей вспоминаются MIPS-чипсеты от Ingenic (использовались в плеерах и игровых консолях Dingoo и Ritmix) и ARM-чипсеты от InfoTMIC, TeleChips, Rockchip (использовались в первых Android-планшетах за 100-150$, которые в те годы назывались MID). Добавьте к этому резкое удешевление NAND-памяти объёмом в 2-4ГБ и оперативной памяти типа SDRAM/DDR1 — очевидно, что предприимчивые китайские компании захотят собрать что-нибудь массовое и при этом недорогое!
На волне популярности нетбуков, а конкретно — свежего Asus EeePC 700, некий китайский ODM-производитель разработал несколько очень дешевых платформ для ноутбуков, которые между собой были похожи как две капли воды, но отличались процессорами. Больше всего устройств использовало чипы разработки WonderMedia, но также встречались гаджеты на процессорах Anyka и даже Ingenic. И цена таких ноутбуков была просто невероятной: от 50$ до 100$ за штучку. Полноценный ноутбук с RJ-45, Wi-Fi модулем, 2-4ГБ встроенной памяти и лицензионной Windows всего за 2.000 рублей по тому курсу... это было что-то невероятное!
В России такие ноутбуки тоже продавались. В основном их закупали предприимчивые граждане с Таобао/Алика и затем торговали ими в павильоне на рынке или в переходе. Но были также и небольшие официальные поставки, среди которых затесался герой нашей сегодняшней статьи — некий «Бам-Бук», который стоил аж 6.500 рублей в 2010 году (~210$ по тому курсу)!
Будучи фанатом портативных гаджетов на необычных процессорах, я разместил пост о поиске подобных ноутбуков на Хабре, Пикабу и 4pda. И год спустя, Toshan с 4pda предложил мне купить тот самый «Бам-Бук» за символические 500 рублей... а мы ведь помним, что такое несбывшиеся детские мечты!
❯ Что внутри?
Ноутбук приехал в целостности и сохранности, однако Антон сразу предупредил о том, что у устройства не работает часть клавиш на клавиатуре, а также тачпад. После включения «БамБука», меня встретил рабочий стол Windows CE, но системой едва ли можно было пользоваться без клавиатуры.
Поскольку на устройстве уже были видны следы разборки, я решил его перебрать и проверить целостность шлейфов, а также пайки коннекторов. Разбирается нетбук очень просто: достаточно лишь открутить несколько винтов на поддоне, включая потайной под наклейкой EasyPC и отключить шлейф клавиатуры с тачпадом со стороны топкейса.
В процессе снятия клавиатуры, я обратил внимание на криво вставленный в коннектор шлейф. Вообще, такие устройства требуют сноровки и опыта в процессе сборки, поэтому иногда зафиксировать шлейф бывает проблематично и он начинает просто болтаться в коннекторе. Казалось бы, причина неработоспособности клавиатуры найдена!
После снятия топкейса, нас встречает «голая» в буквальном смысле плата. По сравнению с любым x86-нетбуком тех лет, это устройство выглядит таким же простым, как GameBoy по сравнению с PSP...
На плате устройства и тут и там были видны следы неотмытого флюса. Все DIP-элементы (разъёмы), а также динамики паялись вручную. Судя по маске, в плате используется не более 5-6 слоев — что очень и очень мало для ноутбука... но в чём секрет?
Переворачиваем плату устройства и всё становится предельно ясно! Дело в том, что процессор, ОЗУ и Flash-память распаяны на отдельной плате, называемой System on Module (SoM), которая припаяна к основной методом поверхностного монтажа. Такие платы служат для быстрой разработки и прототипирования устройств в условиях ограниченного техпроцесса и бюджета — по сути, на хост-плате разводят лишь питание и периферию, а используют их везде: начиная от ЧПУ-станков, заканчивая кассовыми аппаратами!
В качестве сердца устройства используется система на кристалле WonderMedia WM8505, также известная как VIA VT8505. В её основе лежит ARMv5-совместимое ядро 926EJ-S на частоте 300МГц с 16Кб кэша, кастомный 2D GPU собственной разработки VIA, контроллер DDR2-памяти, а также большое количество самой разной периферии: от шин по типу SPI, I2C и UART, до SD и USB. И всё это в миниатюрном чипе за несколько долларов!
Снизу расположилась одна банка оперативной памяти типа DDR2 объёмом в 128МБ, а справа — микросхема SPI-флэш памяти, где хранится загрузчик U-Boot (BIOS) устройства.
Немного выше процессора расположилась микросхема NAND-памяти производства Samsung. И как мы с вами видим по характерным потертостям и следам флюса — скорее всего этот чип сдули с MP4-плеера, который когда-то сдали в утиль. В Китае эти чипы памяти продают за бесценок сразу с частями платы устройств — их даже не всегда выпаивают!
Чуть выше SoM можно обнаружить 4 пина под колодку — это диагностический UART-разъём, который можно использовать для восстановления устройства при окирпичивании.
С левой части платы расположился USB-хаб AU6256, а рядом с ним — микроконтроллер производства Holtek (и тут процессор от «Тетриса»!) в весьма необычном корпусе. Скорее всего, он выполняет функции SMC и контроллера клавиатуры одновременно — эдакий мультиконтроллер «на коленке»!
С правой стороны платы у нас расположилась схема питания на основе чарджера SUN4001S, понижающего DC-DC преобразователя APW7145 (основная шина питания) и LDO SY8088, формирующий напряжение 3.3В. Немного правее расположился аудиокодек Wolfson WM1613G — чаще в таких ноутбуках можно найти что-то от самой VIA!
И... это всё! Вся схема ноутбука настолько простая и гениальная, что буквально состоит из SoM, микроконтроллера, USB-хаба, аудиокодека и простейших питальников...
❯ Включаем...
После сборки и включения ноутбука, я обрадовался что большая часть клавиатуры заработала нормально, но одна линия матричной клавиатуры всё же была повреждена. Осмотрев её, я обнаружил что клавиатура вся погнутая и... ну в общем, здесь явно постарались шаловливые ручки. Однако это не делает данный ноутбук бесполезным!
С завода здесь стоит Windows CE 6.0 с различным обучающим софтом для детей, но прошлый хозяин накатил сюда универсальную кастомную прошивку для устройств на WM8505 от PC_USER. Для верности я решил переустановить образ системы (благо он сохранился здесь): для этого достаточно лишь отформатировать SD-карту в FAT и скопировать папку script из архива в корень карты памяти. Поскольку в устройстве используется U-Boot, обновление прошивки реализовано за счёт использования autoscript'ов, которые заставляют загрузчик грузить ядро Linux или Windows CE с карты памяти и уже из юзерспейса копировать себя в NAND. Путем небольших манипуляций с скриптами, можно реализовать полноценный дуалбут или даже триплбут!
После установки системы, нас встречает такой родной рабочий стол... и вендор устройства сделал всё, чтобы опыт использования такого ноутбука был максимально приближен к полноценному компьютеру. Тут есть большое количество самого разного софта: начиная от офиса, заканчивая играми. И даже есть полноценный Windows Media Player вместе с TCPMP для поддержки YouTube:
Другие ревизии этого ноутбука с Wi-Fi и Ethernet могли также свободно сёрфить интернет. Из коробки был предустановлен пока ещё не совсем бесполезный PocketIE, а с помощью небольших манипуляций можно было даже установить Opera Mobile на актуальном в те годы движке Presto:
Помимо этого, в устройстве был предустановлен клиент ещё популярного тогда Skype. Уж не знаю как он работал на Windows CE, но учитывая что нормальный порт на Android делали года три — возможно что определенные нюансы точно в нём были.
Касательно офиса — здесь было всё необходимое: начиная от клиента почты, заканчивая эдакой вариацией на тему Excel. В целом, такие ноутбуки чаще всего и покупали для использования в качестве печатных машинок, SSH-терминалов (есть порт Putty на WinCE) и других подобных целей. Интересно что для WinCE есть частичный порт MS Office, причём даже с PowerPoint'ом, но в этой прошивке его почему-то нет.
Ну и куда же без игр! Под ARM WinCE было достаточно много портов различной классики: начиная от эмуляторов игровых консолей, заканчивая казуалками по типу Zuma от Astraware. Однако большинство игр и программ использовали библиотеку gx.dll, которая давала прямой доступ к фреймбуферу устройства и была доступна только на коммуникаторах и КПК с PocketPC/WinMobile на борту. Энтузиаст из Германии даже разработал свою реализацию gx через GDI (заведомо более медленную), но большинство игр работает не совсем корректно, а эмуляторы по типу PocketNES банально не влезают в экран:
Внимательные читатели могли заметить, что в таскбаре запущено много программ, но при этом оперативной памяти в устройстве всего 128Мб и её всё ещё достаточно для запуска ещё нескольких приложений. В чём же секрет? В том, что Windows CE потребляла памяти даже меньше, чем Win95, но при этом на ней был доступен .NET и часть прелестей WinAPI времен Windows XP. При этом над оптимизацией программ действительно заморачивались и поэтому софт не только экономен к ОЗУ, но ещё и шустро бегает на горяченном 300МГц ARMv5 процессоре!
❯ Ставим Linux
Эти ноутбуки появились в золотое время развития Android, когда каждый вендор чипсетов старался поддерживать все доступные на рынке операционные системы. Поскольку WonderMedia разрабатывала 8505 в том числе и для MID (планшетов), для чипсета был доступен порт Android 1.5 и исходный код ядра Linux. Имея такие вводные данные, вполне очевидно, что гики рано или поздно смогли запустить на нём какой-нибудь дистрибутив.
На WM8505 доступно два образа: с Arch и Debian Lenny. Поскольку я никогда не пользовался Арчем и всю линуксоидную жизнь я сидел либо на Debian, либо на Slackware, я решил остановиться на Дебиане. Некий добродетель выложил на archive.org уже собранное ядро + rootfs, готовое к установке: нам достаточно лишь разбить SD-карту на два раздела (первый — 32Мб, второй — остальное доступное пространство) с помощью утилиты fdisk, отформатировать первый раздел в FAT и скопировать на него папку script с ядром:
su
mkfs.fat /dev/sdb1
mkdir /mnt/wmboot
mount /dev/sdb1 /mnt/wmboot
tar -xvf ~/fatpart.tgz
syncИ отформатировать второй раздел в ext2, распаковав туда rootfs:
su
mkfs.ext2 /dev/sdb2
mkdir /mnt/wmrootfs
mount /dev/sdb2 /mnt/wmrootfs
tar -xvf ~/extpart.tgz
syncПосле этого можно вставить SD-карту в ноутбук, включить его и посмотреть на надпись «Loading Windows...», которая плавно сменяется на вывод kmsg :)
Единственный нюанс — здесь собрана минимальная рутфс со всем необходимым софтом, включая dpkg и apt. Чтобы поставить XOrg и другие программы нужно искать свисток на чипе Realtek RT3070, либо же организовывать локальный файловый репозиторий на USB-флэшке (ведь в комплекте нет даже веб-сервера, который можно было бы развернуть на локалхосте)... но это мы с вами оставим уже для следующей статьи :)
В общем и целом, гиковские перспективы у таких гаджета есть. Если бы у меня было чуточку больше времени, я бы портировал в фреймбуфер эмулятор NES и SEGA, как я это делал для детского MIPS-ноутбука и мы бы с вами даже провели тесты — чьи 300МГц быстрее!
❯ Заключение
Вот такая статья об интересном детском ноутбуке у нас с вами сегодня получилось. Конечно нельзя сказать, что такой ноутбук является альтернативой старенькому ThinkPad'у с Арчем на борту, но сама концепция и понимание того, что твой гаджет работает на ARM-процессоре, как минимум достойна внимания!
А если вам интересна тематика ремонта, моддинга и программирования для гаджетов прошлых лет — подписывайтесь на мой Telegram-канал «Клуб фанатов балдежа», куда я выкладываю бэкстейджи статей, ссылки на новые статьи и видео, а также иногда выкладываю полезные посты и щитпостю. А ролики (не всегда дублирующие статьи) можно найти на моём YouTube канале.
Очень важно! Разыскиваются девайсы для будущих статей!
Друзья! Для подготовки статей с разработкой самопальных игрушек под необычные устройства, объявляется розыск телефонов и консолей! В 2000-х годах, китайцы часто делали дешевые телефоны с игровым уклоном — обычно у них было подобие геймпада (джойстика) или хотя бы две кнопки с верхней части устройства, выполняющие функцию A/B, а также предустановлены эмуляторы NES/Sega. Фишка в том, что на таких телефонах можно выполнять нативный код и портировать на них новые эмуляторы, чем я и хочу заняться и написать об этом подробную статью и записать видео! Если у вас есть телефон подобного формата и вы готовы его задонатить или продать, пожалуйста напишите мне в Telegram (@monobogdan) или в комментарии. Также интересуют смартфоны-консоли на Android (на рынке РФ точно была Func Much-01), там будет контент чуточку другого формата :)
А также я ищу старые (2010-2014) подделки на брендовые смартфоны Samsung, Apple и т. п. Они зачастую работают на весьма интересных чипсетах и поддаются хорошему моддингу, парочку статей уже вышло, но у меня ещё есть идеи по их моддингу! Также может у кого-то остались самые первые смартфоны Xiaomi (серии Mi), Meizu (ещё на Exynos) или телефоны Motorola на Linux (например, EM30, RAZR V8, ROKR Z6, ROKR E2, ROKR E5, ZINE ZN5 и т. п., о них я хотел бы подготовить специальную статью и видео т. к. на самом деле они работали на очень мощных для своих лет процессорах, поддавались серьезному моддингу и были способны запустить даже Quake!). Всем большое спасибо за донаты!
А ещё я держу все свои мобилы в одной корзине при себе (в смысле, все проекты у одного облачного провайдера) — Timeweb. Потому нагло рекомендую то, чем пользуюсь сам — вэлкам:
Новости, обзоры продуктов и конкурсы от команды Timeweb.Cloud — в нашем Telegram-канале ↩
