Наш ответ Raspberry Pi

в 5:28, , рубрики: diy или сделай сам, Raspberry Pi, Железо, разработка, метки: ,

Большинство людей, занимающихся или интересующихся разработкой электронных устройств под управлением ARM-процессоров, прекрасно осведомлены о проекте Raspberry Pi. По сути, это первая дешевая development board с открытой архитектурой, хорошей технической поддержкой, а также с большим и дружелюбным сообществом энтузиастов.
Наша небольшая компания (start-up) почти что случайно решила посоревноваться с этой замечательной ягодой. Ну а написать про это я решил после того, как обнаружил интерес к данной теме вот здесь.

Вообще, одноплатные компьютеры существовали и до «малины», но считались «инструментами профессионалов», предназначенными в первую очередь для промышленного применения. Помимо характерной для индустриальных решений стоимости, такие платы были по традиции весьма закрыты, техническая информация о них обычно строго дозировалась (вплоть до подписания NDA с производителем, как необходимого условия покупки), а разработка на их базе своего собственного (custom-made) решения была задачей нетривиальной, особенно для любителя-одиночки.
imageimage
Raspberry Pi же — это первый реальный проект, рассчитанный на энтузиастов, любителей, студентов и прочих «кустарей-одиночек с мотором». То, что называется «дешево и сердито» — за 25 или 35 американских долларов (не считая стоимости доставки) вы получаете одноплатный компьютер с процессором ARM11 и Linux на борту, с кучей различных интерфейсов. На коленке можно собрать массу забавных устройств, да и «as is» плату можно использовать для множества различных применений.
Дешевизна платы объясняется, главным образом, ориентацией проекта на образование, т.е. изначально высокой нормы прибыли не планировалось. По моей оценке, на одной плате изготовители зарабатывают вряд ли больше 5 долларов.

Казалось бы, все просто замечательно, но… Всегда ведь можно сделать еще лучше, правда?

Наша компания — типичный start-up, т.е. создана специально для реализации одного довольно своеобразного проекта (не буду здесь о нем рассказывать, т.к. по ряду причин наш проект — практически идеальная мишень для критики IT-специалистов, т.е. основной аудитории Хабрахабра). В процессе работы над нашим основным проектом нам пришлось (да-да, нас вынудили, блин! вообще-то мы — программисты, но вот...) разрабатывать собственную плату на ARM процессоре. И плата получается, на наш взгляд, очень даже неплохой. Т.е. для нашего проекта она вообще идеальна, я считаю, но ведь после небольших модификаций (главным образом — изменения геометрии, т.к. нашу плату мы лепим под совершенно конкретный корпус) можно использовать ее и для других целей! Вот и родился «побочный» проектик — наш ответ Raspberry Pi.

Основная идея

Мы делаем компактную, модульную, производительную (кхм… ну, относительно — подробности ниже), универсальную и недорогую базовую платформу для разработки электронных устройств различного назначения.

Компактность

Текущие размеры Paspberry Pi — 8.6x5.4x1.5(1.7) см. И если с первыми двумя — все почти ОК (это размер кредитной карты, а «почти» — потому что некоторые разъемы за этот размер все-таки вылезают), то высота (из-за все тех же разъемов) великовата. Мы собираемся сделать основной процессорный модуль (про модульность — ниже) толщиной где-то в районе 5-6 мм. Длину и ширину скорее всего мы сделаем, как у Pi, но торчать точно ничего не будет. С другой стороны, нам столько места просто не нужно (см. «модульность»)… Так что, возможно, и ширина с высотой будут меньше.

Модульность

Самая интересная, на наш взгляд, особенность нашего проекта. Зачем платить за что-то, что вам не нужно? И где взять то, что вам нужно, если этого на плате нет?
В нашем «базовом» проекте на плате будет просто дофига всего интересного — куча контроллеров, интерфейсов и т.д. Просто это все нам нужно по ряду причин. В результате у нас будет поддержка, например, LCD, touchscreen, Ethernet, WiFi, GPS, 3G и прочего. Но все это можно ведь не размещать на процессорной плате, а присоединять к ней по мере необходимости с помощью кабелей или разъемов (главное, что поддержка всех этих устройств, включая драйвера, уже будет). Поэтому на главном — процессорном — модуле мы разместим только то, что нельзя подключить друг к другу без пайки, а именно: процессор и память. А все остальное уже сам покупатель может подсоединить так, как захочет (а мы поможем информацией, модулями и компонентами — теми же разъемами).
Дополнительный плюс такого подхода: при выпуске нового процессорного модуля (прогресс не стоит на месте) большинство подключаемых модулей продолжают с ним работать без изменений (мы просто будем сохранять спецификацию интерфейса подключения от версии к версии).

Производительность

Raspberry Pi основан на процессоре Broadcom BCM2835, это ARM11 (набор инструкций ARMv6, нет поддержки NEON), частота процессора 700МГц. По нынешним временам — не самое шустрое «сердце».
Мы ведем разработку платы на базе процессора Samsung S5PV210 (Exynos 3). Это довольно «старый» процессор. Использовался, например, в Samsung Galaxy Tab 7.0 Plus. 45нм, Cortex A8, поддержка ARMv7+NEON, 1ГГц, графика PowerVR SGX540, аппаратная поддержка кодирования/декодирования JPEG и видео 720р.
image
Почему именно этот процессор? Он весьма доступен, по цене близок к китайским ARM Cortex A8, а по производительности (особенно в трехмерной графике) он кроет их, как бык овцу. При этом, в отличие от тех же «китайцев», техническая информация по S5PV210 более-менее доступна. Ну и ряд других плюшек (большой кэш L2, технологический процесс 45нм vs 65нм у большинства «китайцев» и т.п.)…
Память — DDR2, двухканальный режим, 512Мб или 1Гб — пока не решили: либо будем делать две версии процессорного модуля, либо просто будет 1Гб всегда (разница в цене невелика).
В будущем можно будет предложить несколько вариантов процессорных модулей на различных SoC. Просто, например, такой модуль на четырехядерном Exynos 4412 сейчас будет стоить где-то в 2.5 раза дороже… А для большинства задач и S5PV210 хватит более чем.

Универсальность

Мы изначально хотим сделать для нашей платы поддержку «из коробки» трех наиболее популярных встраиваемых OS: Linux, Android 4 и WindowsCE. Это даст возможность использовать наиболее удобный для конкретных целей вариант. Свобода выбора рулит!
Понятно, что за лицензию на Windows CE надо будет доплатить несколько долларов (сугубо добровольно — опция), однако не надо говорить «фи, бяка!» — у нее есть ряд преимуществ перед конкурентами. Exynos 3 — увы, последний ARM процессор Samsung, официально поддерживающий Windows CE…
Универсальность в плане подключения внешних устройств обеспечивается модульностью. Ну и на самой процессорной плате все основные интерфейсы будут доступны для человека, знакомого с паяльником.

Стоимость

Сам процессор стоит в Китае около $9 при партии от 1000 штук. Т.е. себестоимость основного модуля — процессорной платы — будет порядка 20-25 USD. Плюс НДС 18%. Плюс наш интерес. В общем, наша целевая розничная цена — 1000р без учета стоимости доставки. Дешевле вряд ли получится сделать, но и бОльшую цену ставить смысла нет.
Наша основная цель — сделать платформу достаточно распространенной, чтобы к нам обращались за изготовлением оптовых партий уже кастомизированных решений. Ну и, собственно, помочь в разработке таких решений мы тоже всегда готовы (за разумное вознаграждение). А поскольку мы недавно стали резидентами одной особой экономической зоны, плюс имеем опыт доставки, растаможки и сборки электроники в рамках нашего основного проекта, есть надежда, что наш сервис будет востребован.

Всякое разное

Поскольку проект находится в начальной стадии, все еще можно безболезненно изменить. У вас есть возможность поучаствовать в процессе, предложить что-то или покритиковать наш выбор. С удовольствием вас выслушаем.

Есть ли идеи относительно размеров? На наш взгляд, форм-фактор «кредитная карта» слегка устарел — для современной электроники не требуется столько места, все можно сделать компактнее.

Ассортимент подключаемых модулей. Мы совершенно точно планируем делать такие:
1. Аудио/видео модуль. HDMI, компонентный видевыход, разъемы 3.5мм для наушников и микрофона, место для небольшого динамика и микрофона (можно припаять самостоятельно, если хочется). Планируемая цена — 200р.
2. Модули флэш-памяти. На процессорном модуле, скорее всего, флэш-памяти не будет (будет разъем под карту microSD). А вот отдельным модулем, например, 4Гб eMMC вполне добавить можно (ориентировочно — 400р).
3. Ethernet модуль (~250р).
4. WiFi + Bluetooth модуль (~500р).
5. 3G модуль (пока стоимость неизвестна).
6. Модуль с Li-Ion аккумуляторной батареей. Вообще-то «стандартное» питание планируется от разъема microUSB, но в некоторых приложениях аккумулятор точно не будет лишним (~400р).
7. Модуль для подключения LCD монитора (интерфейс LVDS + разъем для нашего 7" LCD модуля).
8. Модуль GPS (с ценой тоже пока неясно).
9. USB hub (4 порта USB). Думаем, что не больше 200р.
Ждем критики и предложений по набору модулей от вас.

Стадии проекта пока видятся таким образом:
1. Где-то к апрелю будет прототип.
2. К лету добьем софт и сделаем промышленный образец.
3. К осени сделаем первую партию (1000 штук).
Это оптимистичный вариант. К сожалению, бюджет у нас небольшой, т.к. компания маленькая и существует исключительно на заработанные деньги (инвесторов у нас нет). Но надеемся, что все у нас получится.

Автор: dzhe

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля