Projetando e Construindo um Laptop "Open-Hardware"
O notável hacker de hardware bunnie Huang está construindo um laptop completamente aberto, e você também poderá comprar um. A Novena, que foi anunciada pela primeira vez ao mundo em dezembro de 2012 , foi projetada para ser aberta desde o início - o design de tudo, desde a CPU ao PCB até as baterias, é documentado para ser o mais transparente possível. É a tentativa mais ambiciosa de uma plataforma de hardware totalmente aberta.
Huang diz no site do projeto: "Novena é um computador de arquitetura ARM quad-core de 1.2GHz da Freescale , acoplado a um Xilinx FPGA . Foi projetado para usuários que se preocupam com código aberto e / ou querem modificar e estender seu hardware: a documentação para os PCBs é aberta e gratuita para download , todo o sistema operacional é compilável a partir do código-fonte , e vem com uma variedade de recursos que facilitam a criação rápida de protótipos. "
O projeto Novena foi lançado no Crowd Supply em 2 de abril e vai até maio. Na postagem do blog anunciando a campanha , Bunnie escreveu: "Originalmente, isso começou como um projeto de hobby para construir um computador só para mim e para xobs - algo que usaríamos todos os dias, fácil de estender e modificar, nosso próprio exército suíço. faca." Mas um número suficiente de pessoas estava interessado na perspectiva de um computador totalmente aberto e hackável que eles decidiram crowdfunding uma pequena série de componentes. O projeto Novena já arrecadou mais de $ 200.000 da meta de $ 250.000, faltando apenas três semanas para o final.
Mas quão realista e prático é um laptop de hardware aberto? O que significa ser hardware aberto? Nós mergulhamos nos detalhes técnicos do projeto Novena e conversamos com Bunnie sobre suas ambições e onde o projeto está tão longe.
Uma promessa de "apenas a placa" de US $ 500 dá a você a placa-mãe, 4 GB de RAM, um cartão microSD de 4 GB e um cartão Wi-Fi. Um penhor de US $ 1.195 recebe o modelo "desktop": a placa de circuito, além de um chassi conveniente e um monitor IPS de 1920x1080. Por US $ 1.995, você obtém um "laptop", que inclui a placa, o chassi e o monitor, mas também um controlador de bateria, SSD e bateria - mas nenhum teclado. E finalmente, o nível de US $ 5.000 oferece a você um "laptop de herança" feito de madeira e alumínio. E sim, a versão de US $ 5.000 tem um teclado.
Isso é muito dinheiro para o que, no papel, não parece muito computador. Mas não foi projetado para substituir o seu PC normal. Como a página Crowd Supply diz:
"Esta não é uma máquina para os fracos de coração. É um projeto de código aberto, o que significa que parte da alegria - e frustração - do dispositivo é que ele está melhorando continuamente. Este será talvez o único laptop que vem com uma chave de fenda. será necessário instalar a bateria por conta própria, aparafusar a moldura de LCD de sua escolha e obter os alto-falantes como um kit, para que você não precise usar o design da caixa de alto-falantes - se tiver acesso a ela uma impressora 3D, você pode fazer e afinar sua própria caixa de alto-falante ".
Além da CPU Freescale ARM quad-core de 1.2GHz, a placa suporta até 4GB de DDR3 via módulos SO-DIMM para notebooks, SATA 3Gb / s, mini-PCIe, leitor de cartões SD, saída HDMI, fone de ouvido / microfone jack, duas portas USB 2.0 e dois cabeçalhos internos e duas portas Ethernet. Há também um conector LCD, acelerômetro, cabeçalhos de alto-falante, um microfone, suporte USB OTG, um EEPROM, cabeçalhos de expansão e um FPGA ( Field-Programmable Gate Array ) para prototipagem rápida e conexão a todos os tipos de dispositivos eletrônicos. É a máquina dos sonhos de um hacker de hardware.
Todos os níveis são fornecidos com um cartão Wi-Fi com drivers de código aberto, DDR3 SO-DIMM de 4 GB, fonte de alimentação e cartão microSD de 4 GB com sistema operacional Debian. Há uma placa de bateria opcional que permite que os usuários Novena alimentem suas placas através de baterias RC comumente disponíveis, para que você possa escolher a capacidade certa para você, e as substituições são baratas e fáceis de encontrar.
É muito mais poderoso do que algo como o Raspberry Pi, mas não tão poderoso quanto os componentes de prateleira que você pode obter pelo mesmo preço. Mas esse não é o ponto.
"Se você não pode cortá-lo, você não o possui."
O objetivo do projeto Novena não é a energia bruta, é a flexibilidade e a liberdade. Ele não foi projetado para substituir o seu PC ou o meu, mas oferecer uma plataforma para uma pequena comunidade de entusiastas de hardware aberto.
Não é apenas uma questão de executar softwares de código aberto - há muitas distribuições de Linux com software completamente livre -, mas também hardware , começando com o processador. Como Bunnie escreveu em um artigo do MAKE no início deste ano , "a Freescale é o único fornecedor de SOC nesta classe de desempenho onde você pode simplesmente ir ao site deles, clicar em um link e baixar um manual de programação de 6.000 páginas".
Os PCBs estão documentados e os esquemas estão disponíveis, e todo o firmware e drivers são de código aberto. Bem, quase - a aceleração de gráficos 3D da GPU do Vivante GC2000 ainda depende de uma " bolha binária " - drivers proprietários de código fechado. Até mesmo a maioria das distribuições Linux confiam relutantemente em drivers fechados para muito hardware. A Novena inicializa e roda sem elas, mas a aceleração 3D é uma parte importante de qualquer computador moderno e, para ser verdadeiramente aberta, tudo sobre o computador precisa estar aberto. É aí que entram os objetivos do alongamento.
Se a campanha de crowdfunding da Novena atingir US $ 300.000 (US $ 50.000 acima da meta), eles poderão contratar Jon Nettleton para desenvolver drivers de código aberto para a GPU Vivante GC2000 - drivers que poderão ser usados por outros projetos i.MX6 .
Outras metas abrangentes incluem uma placa de propósito geral, uma placa de invasão "ROMulator" para invasão de ROM e um Software Defined Radio, que deve permitir que a Novena se conecte a "todas as principais bandas de rádio, incluindo LTE, CDMA e TD-CDMA. , W-CDMA, WiMAX, 2G e muito mais. "
Com um preço base de US $ 500 antes de você ver qualquer hardware, o projeto Novena provavelmente não será tão grande quanto os projetos de hardware abertos mais baratos, como o Raspberry Pi de US $ 35. Mas as pessoas estão interessadas. Até agora, o projeto tem mais de 450 apoiadores, com mais de 50 pessoas comprometidas com um laptop completo.
Então, por que isso é importante para você?
Mas se a empresa chega a 150 pessoas usando a Novena ou 1.500, é uma verdadeira vitória para os proponentes de hardware e software abertos.
É provável que o projeto Novena atinja seu objetivo de crowdfunding, e talvez até alguns dos objetivos estendidos. Mas se a 150 pessoas usando a Novena ou 1.500 pessoas, é uma verdadeira vitória para bunnie e xobs, e uma vitória para os defensores de hardware e software abertos.
Especialmente à luz da maior conscientização do governo e da vigilância extragovernamental, agora é um ótimo momento para se preocupar com o código aberto. Em seu artigo MAKE no início deste ano, Bunnie explicou: "Quando eu comecei o projeto, fui eu e alguns entusiastas do ecossistema aberto insistindo nesse ponto, mas Edward Snowden mudou o mundo com revelações de que a NSA realmente aproveitou da natureza da caixa-preta do ecossistema de hardware fechado para implementar medidas de espionagem - “ boas notícias, afinal, não éramos paranóicos loucos ”.
Se você acredita na promessa de hardware e software de código aberto, mas não consegue largar US $ 500 por uma placa Novena, pode ajudar a apoiar o projeto com uma doação de US $ 5-30 . O dinheiro vai diretamente para ajudar a desenvolver drivers abertos para a GPU da Novena, ajudando a completar o sonho de um dispositivo de computação 100% aberto.
Conversando com o bunnie
Eu conversei com Bunnie, que atualmente está em Cingapura, via e-mail para conversar sobre a campanha. (As respostas foram ligeiramente editadas para maior clareza e algumas URLs foram adicionadas para referência)
A resposta à campanha Crowd Supply surpreendeu você?
bunnie: Tem sido uma bolsa mista. Algumas coisas estavam de acordo com as expectativas. Por exemplo, a taxa de captação de recursos é sobre o que esperávamos, dado o objetivo que estabelecemos. No entanto, o grupo demográfico dos participantes é mais pesado em relação aos cenários de firmware / software e menos em relação ao hardware do que havíamos previsto.
O que vem depois da campanha? Além de trabalhar na cadeia de suprimentos e concluir pedidos, etc. Você espera tornar as peças (placa principal, chassi, monitor, placa de breakout, placa de bateria, etc.) disponíveis em um volume baixo por meio de uma loja online?
É cedo para dizer. A nossa principal obrigação é cumprir a nossa promessa aos patrocinadores que nos confiaram o seu suado dinheiro. Depois de termos cumprido nossa promessa, avaliaremos a situação e veremos se é financeiramente sustentável oferecer pequenas quantidades de painéis discretos para os usuários finais de forma contínua.
Você está usando seu protótipo Novena para qualquer hacking legal agora?
Totalmente! Nós já construímos mais de meia dúzia de placas para a Novena até agora, e só falamos sobre duas delas. Alguns dos breakouts ainda estão em desenvolvimento, por isso é muito cedo para falar sobre eles, e outros são para clientes pagantes e, portanto, o direito de divulgar pertence a eles.
No entanto, posso dizer que estamos realmente empolgados em ter um osciloscópio digital de aparência decente trabalhando no laboratório agora, ele está funcionando com 500MSPS e a fidelidade analógica está se destacando pelo que é. Esperamos divulgar mais sobre esse desenvolvimento antes do final da campanha.
Se você tem testadores alfa, quais são algumas coisas legais que você já viu na plataforma?
Um de nossos clientes alpha é a Quantum Biosystems . Eles estão usando o conselho como o controlador de um seqüenciador de DNA da "next-next gen".
Bem, um dos nossos clientes alfa é a Quantum Biosystems . Eles estão usando o conselho como o controlador de um seqüenciador de DNA da "next-next gen" (por exemplo, molécula única). Esta aplicação realmente me entusiasma porque eu gosto muito de biologia e bioinformática, mesmo que eu não seja um profissional nesses campos.
Nós também estamos começando a ver alguns pick-up em drivers de gráficos 3D de código aberto, que é outra peça do quebra-cabeça que realmente me excita. Esse esforço de desenvolvimento não é exclusivo de nossos testadores alfa, já que se aplica a todos os usuários do i.MX6; No entanto, estamos realmente honrados em poder apoiar esses esforços de desenvolvimento de qualquer maneira que pudermos.
Qual foi o maior desafio entre dezembro de 2012, quando você começou a falar sobre o conceito da Novena e o início da campanha de crowdfunding?
Na verdade, transformar nossos protótipos de conceito em algo que podemos fazer uma campanha, e executar a campanha em si tem sido extremamente desafiador. Uma coisa é fazer um protótipo para si mesmo, onde você pode ajustar e cortar peças com base em seu melhor julgamento para fazer as coisas se encaixarem. Outra coisa é oferecer um produto premium para venda a outros clientes que precisa se encaixar perfeitamente em uma linha de montagem. Muitas compensações tiveram que ser feitas entre custos de ferramental, manufaturabilidade, design e nossa visão do projeto.
Além disso, executar uma campanha em si é extremamente desafiador para pessoas como xobs e eu. Nós dois somos engenheiros no coração, e nenhum de nós tem um forte instinto para negócios, relações públicas ou qualquer tarefa de vendas e marketing. Mas, o público em geral tem sido bem treinado para esperar campanhas de marketing lúdicas e, portanto, tivemos que investir muito esforço em montar algo que seja de alguma forma compatível com a expectativa do público de como deve ser uma campanha administrada profissionalmente.
Qual foi a parte mais legal desse processo para você?
É a capacidade de fazer algo realmente personalizado, quase a um capricho, que é muito libertador para um engenheiro.
As partes mais legais de todo esse processo são os dias em que me sento com xobs em vez de uma cerveja e pergunto: "o que você quer em um laptop?" e ele vai ter uma idéia maluca e eu vou tomar um gole da minha cerveja e pensar por um minuto e dizer, "ok, isso vai para o próximo protótipo". Em suma, é a capacidade de fazer algo realmente personalizado, quase a um capricho, que é muito libertador para um engenheiro. No passado, como engenheiro de produtos corporativos [na Chumby ] , eu estava focando em grupos de foco, gerentes de produto e requisitos de marketing. Agora, estamos fazendo um produto de engenheiros para engenheiros. É muito mais divertido fazer isso dessa maneira, mesmo que isso signifique que não há "plano de saída" ou "valor acumulado do acionista".
Por exemplo, não poderíamos ter integrado um FPGA em nosso sistema se tivéssemos que justificar sua presença em um comitê de marketing ou explicá-lo a um grupo focal. Isso eleva substancialmente o preço do nosso sistema e poucas pessoas sabem o que fazer com ele. Mas nós queríamos, então nós colocamos lá.
Além do protótipo da Novena, que outros dispositivos você usa todos os dias?
Eu uso um Lenovo T520 e X1 Carbon todos os dias. Altium e Solidworks requerem Windows e rodam no T520, e eu isolo o Skype, QQ e outras "ferramentas de negócios" para o X1 Carbon. Infelizmente, neste dia e idade, existem sites para pagamento de faturas que ainda exigem IE e não conseguem trabalhar com qualquer outra coisa. Eu também uso um Samsung Note II para o meu telefone. Meu amigo se refere a ela como minha "amante", uma vez que também vai para a cama comigo.
Eu também amo meus monitores PSB Atom e o amplificador NAD C 326BEE. Outros equipamentos ao meu alcance enquanto escrevo isto: multímetro Keithley 2000, osciloscópio Tek 5104B, fonte de alimentação Vantek DPS 3305P, estação de retrabalho Gordak 952, ferro Atten 936D, aquecedor traseiro Atten 853A, impressora 3D Formlabs Form1, contador Medcom Onyx Geiger, Telefone Melrose Terminator X, Câmera Sony NEX-5, Canon Canoscan D6600, Microscópio Shenzhen SZM7045, Olympus BHMJL, vários multímetros, SSDs, monitores, roteadores, teclados. Você sabe, coisas de laboratório.
Quais outros projetos de hardware aberto você acha mais interessantes?
Eu acho o Milkymist realmente interessante porque eles estão lidando com o problema de um toolchain aberto para FPGAs - e, por acaso, o mesmo FPGA que estamos usando. Eu também acho a plataforma SDR do MyriadRF muito interessante.
Qual é a melhor maneira de as pessoas ajudarem o projeto se não tiverem US $ 500?
É open source e usamos a plataforma i.MX6. Há muitos sistemas de desenvolvimento i.MX6, como o cuboxpor US $ 55 e o wandboard por US $ 79, que são muito mais baratos (mas com menos recursos) que os nossos. Você pode comprar um desses e fazer commits de código que melhorem a Novena sem ter que comprar uma Novena!
Você disse que a Novena não é para os "fracos de coração", e provavelmente também não é para iniciantes. Qual é um bom ponto de partida para um iniciante que quer aprender mais sobre hardware aberto?
Há muitas rampas de acesso ao circuito aberto de hardware, dependendo de onde você quer chegar. Se você quer entrar no * hardware * (blinky LEDs), então o Arduino ou o Leaf Labs é um bom ponto de partida. É bastante bare-metal. Se você quer entrar no * firmware * (drivers e kernels) então o Beaglebone é uma boa escolha; tem um ambiente Linux familiar. Se você quer entrar na * Internet das Coisas * (aplicativos e soluções de usuário final), o Spark Core é um excelente ponto de partida. Ele tem integração completa com serviços em nuvem incorporados à plataforma. Todas essas plataformas têm modelos de nível básico com preço inferior a US $ 50 e são amigáveis para iniciantes.
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