Ev tipi NAS’ım için yeni bir backplane üretmek

• PCIe backplane geliştirme motivasyonu
  • Terramaster F2-221 NAS’a NixOS kurarken işletim sistemi depolaması için harici USB SSD bağlamanın zahmetli olması nedeniyle dahili depolama birimi kurma seçeneğini değerlendirdi
  • NAS anakartında bir PCIe x4 yuvası bulunduğu için bunu kullanmanın yollarını araştırdı
• PCIe backplane analizi
  • Aynı üreticinin 5 yuvalı modeli F5-422’nin inceleme fotoğraflarını analiz ederek SATA port sayısının iki adet ASMedia ASM1061 PCIe-SATA denetleyicisiyle artırıldığını doğruladı
  • F2-221 anakartının PCIe pin dizilimini tersine mühendislikle inceleyerek ASM1061 için PCIe lane’lerinin kablolanmış olduğunu doğruladı
  • PCIe sinyal analiziyle TX, RX ve REFCLK çiftlerini tanımlayıp bir pin dizilimi tablosu hazırladı
  • Backplane’in güç devresini analiz ederek bunun hot-plug için bir load switch ve slow starter’dan oluştuğunu belirledi
• Prototip üretimi
  • Bir PCIe lane kullanarak NVMe M.2 SSD takmaya karar verdi. SATA’ya göre daha ucuz ve uygulaması daha basit
  • Mevcut backplane’in boyutu ve vida konumu kısıtlarını dikkate alarak konektörleri ve bileşenleri yerleştirip PCB’yi tasarladı
  • JLCPCB’ye sipariş verdiği özel üretim PCB’ye parçaları monte edip NAS’a takarak test etti ve sistemin önyükleme yapabildiğini doğruladı
• Nihai sürümün üretimi
  • Prototipteki sorunları düzelterek ve gereksiz test noktalarını kaldırarak nihai sürüm PCB’yi üretti
  • NAS’a taktıktan sonra sorunsuz çalıştığını doğruladı ve uzun süredir kararlı şekilde kullanıyor
  • Nihai tasarım dosyalarını GitHub’da yayımladı

GN⁺’nin görüşü

• Terramaster NAS’ın iç yapısı ve backplane tasarımı hakkında ayrıntılı analiz sunan ilgi çekici bir örnek. Üreticinin sağladığı bilgilerin yetersiz olduğu bir durumda tersine mühendislikle istenen işlevi hayata geçirme çabası öne çıkıyor
• Mevcut PCIe lane’lerini kullanarak ucuz ve hızlı bir NVMe SSD’yi işletim sistemi önyükleme sürücüsü olarak kullanması etkileyici. SATA denetleyicisi eklemekten daha basit uygulanırken yeterli performans sağlayan mantıklı bir tercih gibi görünüyor
• Hot-plug işlevi için kullanılan load switch ve slow starter devresi analizinin içeriği etkileyici. Güç devresi tasarımında dikkate alınması gereken noktaları iyi gösteren bir örnek
• Bu yazıdaki PCB tasarım süreci, benzer ihtiyaçları olan diğer NAS kullanıcıları için iyi bir referans olabilir. Ancak Terramaster’ın garanti sorunları ya da NAS işletim sistemi uyumluluğu gibi birlikte değerlendirilmesi gereken unsurlar da olabilir
• Yazarın PCB tasarım deneyiminin çok fazla olmadığı anlaşılıyor, ancak aşamalı prototipleme ve sorun çözme süreci etkileyici. Bu tür deneme-yanılmayla öğrenmenin elektronik tasarım becerilerini geliştirmeye yardımcı olacağı düşünülüyor

[GN⁺]

Hacker News yorumu

Özet:

• DFN paket lehimlerken mikroskop olmadan yalnızca güç ile toprak arasındaki kısa devreyi kontrol etmiş ve telefonu yakın çekim kamera olarak kullanmış. Şablon olmadan DFN paket lehimlemek için pad’lerin üzerine fazla lehim pastası koyup IC’yi bastırarak yerleştirmek, ardından Hot Air Station ısısıyla lehim eriyince IC yukarı kalkarken cımbızla bastırıp fazla lehmi solder mask üzerine taşırmak etkili olmuş. Kulağa çılgınca geliyor ama eğlenceli bir yöntem.
• Tüketici NAS’larında daha fazla standardizasyon görmek istiyor. Birkaç yıl sonra backplane değiştirilebilsin diye ASUSTOR’a Mini ITX uyumlu backplane/adapter üretmesini önermiş. Anakart değiştirerek 1Gbps NAS’ı 2.5Gbps veya 10Gbps’e yükseltebilmek kasanın ömrünü uzatabilir.
• Gitar ya da donanım modlarken olduğu gibi, gerçekten para kaybetme riski olan projelere insanların isteyerek derinlemesine girmesine hayran kalmış. Donanımı ya da yazılımı kolayca değiştirilebilen, hacklenebilir küçük kutular için neden pek pazar olmadığını merak ediyor.
• NAS’ın harici sürücü sorununu sürücüyü cırt cırtla NAS’ın üstüne sabitleyerek çözmüş.
• Lego’dan yapılmış derme çatma bir NAS kasasına kıyasla bu proje çok daha havalı görünüyor. Bir hub’a USB sabit diskler bağlayıp bunu Nvidia Jetson’a takarak kendi çözümünü yapmış.
• Aynı NAS’ın 5 bölmeli sürümüne bir Samsung USB bellek kullanarak TrueNAS Scale kurmuş. Dayanıklılık için Tesla dashcam’lerde yaygın kullanılan bir modeli seçmiş. CPU performansı yetersiz olduğu için daha güçlü bir şeye yükseltmeyi planlıyor.
• Mac’e ZFS kurup tek bir USB sürücü üzerinde denemiş ama dosya kopyalarken sistem yanıtsız kalmış, fare ve klavye kopmuş; I/O performansı ciddi şekilde düşmüş. CPU kullanımı %400’e kadar çıkmış ama kesin nedeni bulunamamış.
• Tahmin, deneme-yanılma, devre kontrolü ve load switch IC değişimiyle şaşırtıcı derecede iyi ve zarif bir sonuç elde etmiş.
• Her şeye Arduino’yu yapıştıran türden değil, gerçekten güzel bir proje.