Yalnızca 3 adet 8 pinli çiple oluşturulmuş etkileşimli hızda bir Linux bilgisayarı

Minimum bilgisayar

• İlk fikir: Geçmişte kit sipariş edip evde bilgisayar toplamak mümkündü. Modern bilgisayarlar karmaşık çiplerden oluşuyor ve çok güç gerektiriyor. Ancak modern bir bilgisayarın evde kolayca monte edilebilen bir kit haline getirilip getirilemeyeceğini denemeye başladı.
• Hedef: Debian Linux, vi, gcc ve make çalıştırabilen bir bilgisayar yapmak. Hedef olarak 8MB RAM, 1 MIPS CPU, SD kart ve USB belirlendi.

Bileşen seçimi

• USB arayüzü: 8 pinli çipler arasında USB destekleyen neredeyse hiç seçenek yok. PL2303GL ve ATTINYx5 serisi kullanılabiliyor.
• RAM: SOIC-8 PSRAM kullanıldı. 8MB RAM'i kolayca bulmak mümkün.
• Mikrodenetleyici: Birden fazla seçenek değerlendirildi, ancak STM32G031J6'nın en uygun seçenek olduğuna karar verildi. 32KB flash, 8KB RAM ve 64MHz saat hızına sahip.

Donanım tasarımı

• Konsol: UART pinleri başka şeylerle birleştirilemiyor.
• RAM: SPI PSRAM, QSPI modunu destekliyor ancak pin sayısı kısıtı nedeniyle normal SPI modu kullanıldı.
• SD kart: Pin yetersizliği sorununu çözmek için RAM ve SD kartı aynı pinlere bağlama yöntemi geliştirildi.

Yazılım tarafı

• Emülatör: Mevcut bir MIPS emülatörü yeniden kullanıldı. 32KB flash, bootloader ve ana kod arasında bölündü.
• Bootloader: SD karttan firmware güncellemesini destekleyen bir bootloader geliştirildi.

Performans

• Overclock: STM32G031 normalde 64MHz olarak belirtilse de 150MHz'e kadar overclock edilebiliyor. 148MHz'de emüle edilen MIPS CPU, yaklaşık 1.65MHz MIPS R3000'e denk performans gösteriyor.

Montaj

• İlk montaj: SD kart soketi, kapasitörler, dirençler, mikrodenetleyici ve USB-seri çipi sırasıyla lehimlendi.
• İkinci montaj: Bootloader mikrodenetleyiciye programlandıktan sonra RAM çipi lehimlendi.

İndirme ve kullanım

• Dosyalar: Gerekli tüm dosyalar indirme paketine dahil. SD kart imajı yazılıyor, firmware SD karta kopyalanıyor ve bootloader'ın bunu ilk açılışta algılaması sağlanıyor.
• Kullanım: Aygıt shell istemiyle açılıyor ve ayrıca bash çalıştırılabiliyor. RAM yetersizliğini önlemek için swap dosyası kullanılması öneriliyor.

[GN⁺]

Hacker News yorumları

• SDIO’nun üç piniyle birlikte kullanılabilecek pinler üzerine düşündükten sonra, RAM’in nCS hattının SD kartın CLK hattı, RAM’in CLK hattının SD kartın CMD hattı ve RAM’in MOSI hattının SD kartın DAT hattı olarak kullanılabileceği görülüyor
• USB ile arayüz kurmak için ayrı bir çip kullanılmasının üzücü olduğu düşünülüyor. USB karmaşık bir protokoldür ve temel V-USB dışında özel donanım ve yazılım yığını gerektirir. Buna karşılık SPI oldukça basittir ve en az donanımla bile kullanılabilir
• Geçmişte masaüstü ve dizüstü bilgisayarlarda erişilebilir seri ve paralel portların bulunması özleniyor. USB yerine UART, I2C, SPI kullanılsa ve çok veri kullanan çevre birimleri için IEEE 802.3 Ethernet bağlantısı tercih edilse daha iyi olabileceği düşünülüyor
• Bu yazı çok bilgilendirici ve eğlenceliydi
• Kart kalınlığının (0.8mm) gerekli olduğunun belirtilmesi iyi olurdu. Bunun nedeni, "USB-C edge connector"ın fişe uyacak olmasıdır
• 8 pin şartında biraz daha esnek olunmuş olsaydı projenin daha basit olacağı düşünülüyor. Birkaç pin daha olsaydı karmaşıklık ciddi ölçüde azalabilirdi
• Neredeyse iki çipten oluşuyor. Bunlardan biri USB-seri IC’si. SD kart dahil edilmezse toplam pin sayısı oldukça düşük kalıyor
• Bu proje çok havalı, ancak yeni başlayanlar için yeni bir bilgisayar kiti yapma hedefiyle çelişiyor. Yeni başlayan biri için SOIC8 ile SOIC28 arasında büyük fark yoktur ve daha büyük çipler daha kullanışlı bir bilgisayar yapılmasına imkan tanır
• Sunucusuz IoT altyapısında kullanılabileceği hayal ediliyor. PCB sağlayıcısı yalnızca enerji ve Ethernet sağlasa SSH ile erişim mümkün olabilir. İş tamamlandığında metal/PCB geri dönüştürülebilir
• RISC-V ile de yapılabileceği düşünülüyor. Basit bir şirket kurup eski telefonları yapay zeka ile root’layarak internete ve enerjiye bağlama fikri akla geliyor
• Kartı tamamen atlayıp devreyi serbest biçimde kablolama yöntemiyle yapmak yönünde bir dürtü var
• Kişisel nedenlerle RISC-V’ye karşı alerji olduğu söyleniyor
• SD kart yerine depolama için 8 pinli bir SPI flash çipi kullanmak da şirin olurdu