Производительность ARM процессоров каждый год увеличивается и все ближе к x86 процессорам. Компания Apple давно отказалась от процессоров Intel в пользу процессоров собственной разработки на ARM архитектуре. Но домашний/офисный ПК это не только процессор, но и софт, драйвера, и подключение любых устройств из коробки. Компания Shenzhen Xunlong Software вначале 2023 г. выпустила одноплатный компьютер Orange PI 5 Plus на базе высокопроизводительного процессора Rockchip RK3588 с 32 ГБ ОЗУ и возможностью подключения NVMe SSD дисков. По техническим характеристикам такой одноплатный компьютер сопоставим с домашним/офисным ПК. Проверим на сколько комфортно работать за таким одноплатником, смотреть YouTube, видео, и конечно же поиграем, установим Steam от Valve. Но самое главное оценим работу системы «из коробки» т.е. без танцев с бубном. Вначале рассмотрим характеристики Orange PI 5 Plus, затем процессор Rockchip RK3588, установку и настройку системы, подключение периферийных устройств, и посмотрим, на сколько хорош Linux на ARM для домашнего использования. В итоге рассмотрим какие существуют преграды замены текущих x86 систем на ARM.

До недавнего времени разрабатывать IoT приложения на C# можно было только для компьютеров построенных на архитектуре ARM или x86. Поддержка RISC-V процессоров для платформы .NET уже давно в стадии разработки. В начале этого года был представлен не официальный .NET 8.0 SDK, который уже сейчас вы сможете запустить на RISC-V процессоре под ОС Debian/Ubuntu. В качестве платформы запуска возьмем одноплатный компьютер Sipeed Lichee RV на RISC-V процессоре Allwinner D1 (ядро Alibaba/T-Head Xuantie C906 RISC-V). В первой части поста рассмотрим установку .NET 8.0 SDK на Sipeed Lichee RV. Во второй, запустим приложение для работы с контактами GPIO и датчиком BME280 для замера температуры, влажности и давления.

Сегодня сломаем привычный мир инженеров и разработчиков встраиваемых систем на микроконтроллерах. В .NET существует замечательный паттерн программирования, как внедрение зависимостей (Dependency injection, DI). Суть паттерна заключается в предоставление механизма, который позволяет сделать взаимодействующие в приложение объекты слабосвязанными. Эти объекты будут связаны между собой через абстракции, например, через интерфейсы, что делает всю систему более гибкой, более адаптируемой и расширяемой. Но когда ведется разработка для микроконтроллеров, все зависимости обычно жестко завязаны на используемых устройствах, и замена датчика иногда приводит к существенному переписыванию программного кода. Напишем приложение на .NET nanoFramework для микроконтроллера ESP32, используя паттерн DI с возможностью легкой замены датчиков и LCD экрана.

Стартап Widora Technology представил одноплатник MangoPi MQ-Quad в форм-факторе Raspberry Pi Zero W. Плата основана на процессоре Allwinner H616 максимальная частота 1.5 ГГц, в состав процессора входит 4-ядра Arm Cortex-A53, ARM Mali-T720 GPU, на плате распаяна память объемом 1GB DDR3L и разведен 40-контактный разъем GPIO совместимый с Raspberry Pi. Плата удивляет малыми габаритами и хорошо подходит для компактных систем, так же благодаря низкой стоимости идеально подходит для образовательных задач.

Совсем недавно программировали на Python и устанавливали Docker для Sipeed Lichee RV RISC-V. Модуль Lichee RV стал первым массовым дешевым решением на процессоре RISC-V с возможностью запуска Linux. Развитие архитектуры не стоит на месте, так компания StarFive, разработчик RISC-V процессоров, представила новый 4-х ядерный процессор RISC-V JH7110 с графическим ускорителем. Предыдущие процессоры, построенные на RISC-V ядрах, например Allwinner D1 (используется в модуле Sipeed Lichee RV), не содержат GPU, а значит, не позволяют запускать 3D приложения и игры. На новом одноплатном компьютере VisionFive 2 на процессоре RISC-V JH7110 с 3D GPU, размещено 8 ГБ ОЗУ, интерфейсы HDMI 2.0 и MIPI DSI, два порта Gigabit Ethernet, 4 порта USB 3.0/2.0, флэш-память QSPI для загрузчика, а также интерфейс eMMC для подключения флеш-памяти, порт M.2 NVMe SSD, и слот для microSD карт памяти.

Для самых ранних покупателей, доступна версия с 2 Гб ОЗУ всего за 46$ + доставка.

В первой части познакомились с процессором Allwinner D1 на RISC-V архитектуре, рассмотрели возможности, поработали с одноплатным компьютером Sipeed Lichee RV. Старый образ операционной системы содержал многие недоработки, которые не позволяли полностью оценить работу одноплатника. В продолжение рассмотрения Lichee RV, возьмем новый образ Ubuntu, построенный на последнем ядре Linux 5.19, окончательный выпуск которого ожидается в конце июля 2022 года. Поработаем с GPIO из Python`а и установим Docker. Теперь полноценно протестируем новый образ, проверим на что способна плата и начнем уже программировать на Python.

У многих FPGA или ПЛИС, ассоциируется с низкоуровневым программированием на языках VHDL, Verilog, или OpenCL. Платформа .NET уже давно захватила нишу микроконтроллеров, проект nanoFramework. Последние новости развития nanoFramework только доказывают твердость намерений платформы .NET освоить работу и на «железе». Казалось бы, пал последний бастион, где не было платформы .NET. Но это был далеко не последний рубеж. Как вам возможность писать код на C#, вместо хардкорного VHDL или Verilog, с последующей загрузки .NET сборок на FPGA процессоры Xilinx для непосредственного исполнения? Открытый проект Hastlayer преобразует сборки .NET в низкоуровневый код для FPGA процессоров, обеспечивая максимальный параллелизм и низкое энергопотребление.

Недавно платформа .NET nanoFramework для микроконтроллеров отметила свой юбилей. За 5 лет платформа превратилась из малоизвестного проекта в успешное коммерческое open-source решение. К инструментам разработчика добавили Visual Studio Code, теперь на Linux также можно программировать на C#, как и в Windows. Были переработаны nuget-пакеты, появилась коммерческая поддержка, обновлена документация. В практической части подключим OLED дисплей на контроллере SSD1306, немного доработаем драйвер под новую модификацию дисплея и отправим код в upstream, напишем небольшой сканер Wi-Fi сетей.

Платформа .NET nanoFramework позволяет разрабатывать приложения на C# для различных микроконтроллеров. В предыдущей публикации работали с ESP32 и STM32. Одна из замечательных особенностей .NET nanoFramework заключается в возможности запускать среду исполнения поверх интерфейса POSIX в Win32 для Unit-тестирования. Это означает быструю возможность переноса среды nanoFramework Runtime на любую операционную систему поддерживаемую POSIX стандартом. Именно таким образом, в качестве эксперимента, .NET nanoFramework был перенесен на микроконтроллер Raspberry Pi Pico, для запуска поверх операционной системы реального времени (RTOS) Apache NuttX. Как это было реализовано прошу под кат.

Одноплатные компьютеры на RISC-V процессоре сравнительно новое веяние. Поднебесная активно работает над снижением зависимости от западных информационных систем и технологий, именно поэтому новая открытая архитектура RISC-V одна из ключевых ставок Китая. Для продвижения в массы китайский чипмейкер Allwinner на базе ядра Alibaba/T-Head Xuantie C906 RISC-V разработал процессор Allwinner D1 и упрощенную модификацию Allwinner D1s. На сегодня разработано несколько одноплатников на RISC-V процессоре, и в первенство по массовости вырвалась компания Sipeed с модульным компьютером Система-на-Модуле Lichee RV с 512 Мб ОЗУ всего за $16.90, работающим на Linux. Разработчик может спроектировать несущую плату для данного модуля, добавив необходимые периферийные устройства и разъемы. В результате получится решение максимально подготовленное для себя. Данный модуль предназначен для создания интеллектуальных информационных систем, терминалов, роботов, и т.д. В первой части рассмотрим архитектуру процессора, возможности модуля, дистрибутивы, программное обеспечение. Во второй части детально рассмотрим порты и интерфейсы для программирования, напишем программы на Python и C#.

Многие привыкли легко и просто программировать микроконтроллеры на платформе Arduino или nanoFramework (используется C#). Но как обстоит с разработкой IoT приложений на C# .NET для одноплатных компьютеров под Linux? В ответ услышите что нужно все устанавливать из командной строки, да и еще хорошо разбираться в Linux, там не так просто как с Arduino. Для настройки удаленной отладки необходимо выполнить множество различных действий, вручную настроить конфигурацию запуска, генерировать ключи доступа для пользователя, от имени которого будет запускать отладка, и т. д. Но теперь, благодаря расширению .NET FastIoT для Visual Studio Code, это не требуется делать. Черновую работу по установке необходимых пакетов и конфигурированию проекта для удаленной отладки сделает за вас расширение. Теперь вы можете полностью сфокусироваться на своем коде, не отвлекаясь на лишние задачи.

.NET nanoFramework — это бесплатная платформа с открытым исходным кодом, основанная на .NET и предназначена для малых встраиваемых устройств, микроконтроллеров. С её помощью можно разрабатывать различные устройства для Интернета вещей, носимые устройства, научные приборы, робототехнические устройства, можно создавать прототипы и даже использовать на промышленном оборудовании. В первой части мы познакомились с платформой .NET nanoFramework, её архитектурой, основными возможностями, посмотрели примеры программного кода. Теперь перейдем к практике, установим nanoFramework на микроконтроллеры серии ESP32 и STM32, напишем первый «Hello World!», поработаем с аппаратными интерфейсами, и оценим переносимость кода с «большого» .NET на платформу nanoFramework.

Статей о создании метеостанции на базе Arduino не счесть. Можно сказать, если статья про метеостанцию, то это про микроконтроллеры Arduino, ESP32 или STM32. Но только не в этот раз. Будем запускать метеостанцию на Banana Pi BPI-M64 под Linux, без использования Arduino-подобных оберток в виде WiringPi, на C# .NET5. Пример метеостанции является демонстрацией встраиваемого решения работы с GPIO, датчиками и вывода пользовательского интерфейса напрямую на LCD. В решении используется: Linux (Armbian) — основная ОС, .NET и C# — платформа для создания прикладного ПО, AvaloniaUI — графической интерфейс с интерактивными графиками и анимацией, Docker — инструмент для развертывания, управления, доставки приложений, RabbitMQ — брокер сообщений для передачи сообщений между контейнерами. Благодаря использованию универсального подхода и технологии Docker, приложение можно запустить не только на Banana Pi BPI-M64, но и на других Banana/Orange/Rock/Nano Pi одноплатных компьютерах, включая Raspberry Pi.

Весь наш мир построен на противоположностях. Если вы создаете свое устройство и продаете его, то всегда найдется тот, кто захочет его взломать. Цели у злоумышленника буду самыми разными, от попыток сделать клон устройства (привет Китаю) до шантажа конечных потребителей, что весьма ухудшит вашу репутацию с точки зрения изготовления надежных устройств. И чем популярнее система на основе которой построено устройство, тем интереснее она злоумышленнику. В последнее время активно развивается сегмент одноплатных компьютеров, таких как Raspberry Pi, и множества других. Linux системы по распространенности использования во встраиваемых систем, вышли на первые места. Большая функциональность устройств, например наличие разных беспроводных интерфейсов коммуникаций, в совокупности с большими возможностями ОС Linux, привела к серьезной необходимости организации защиты устройства. Некоторые думают, что достаточно отключить учетную запись root и установить надежный пароль, но на самом деле это только малая часть того, что следует сделать. Какие технологии и концепции используются для снижения рисков и реализации более безопасного устройства работающего на Linux узнаете под катом.

Для построения Wi-Fi сети обычно используют готовые маршрутизаторы, функциональность которых всегда ограничен прошивкой. А если необходимо добавить блокировщик рекламы, VPN шлюз и красивый Captive portal, покупать новую железку? Стоимость устройства с такими возможностями будет уже весьма высока. Можно взять Linux с Hostapd и сделать точку доступа с Wi-Fi, но в отличие от готовых маршрутизаторов не будет наглядного Web-интерфейса. И для решения этой задачи был создан проект RaspAP, который на базе устройств с ОС Debian создает Wi-Fi Hotspot с Captive portal, VPN-шлюзом, Ad block. Для RaspAP в отличие от OpenWrt не требуется непосредственная поддержка устройства, достаточно поддержки последней версии Debian. RaspAP работает поверх уже установленных ОС: Raspberry Pi OS, Armbian, Debian, Ubuntu. Как сделать Wi-Fi Hotspot на RaspAP прошу под кат.

Когда заходит речь про программирование на C# .NET для одноплатных компьютеров, то разговоры крутятся только в основном вокруг Raspberry Pi на Windows IoT. А как же Banana/Orange/Rock/Nano Pi, Odroid, Pine64 и другие китайские одноплатные компьютеры работающие на Linux? Так давайте это исправим, установим .NET 5 на Banana Pi BPI-M64 (ARM64) и Cubietruck (ARM32), и будем управлять контактами GPIO из C# в Linux. В первой части серии постов, подключим светодиод и кнопку для отработки прерываний и рассмотрим библиотеку Libgpiod (спойлер, библиотеку так же можно использовать в C++, Python) для доступа к контактам GPIO.

В предыдущей публикации рассматривались преимущества использование ARM серверов для хостинг провайдеров. В этом посте рассмотрим практические варианты создания кластерного сервера на ARM процессоре и протестируем инстанс Amazon EC2 T4g работающий на процессоре ARM AWS Graviton2, посмотрим на что он способен.

Если вам нужна была высокая производительность, то вам нужно было выбирать процессор на x86 для своих решений. В последнее время, все больше и больше говорят о закате архитектуры x86 и переходе на ARM. В прошлом году компания Apple впервые представила Mac на процессорах ARM. Но подойдет ли процессор ARM для дата-центров, сможет ли ARM навсегда отправить x86 на скамью запасных?