Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Stanje odborov: majhna, preprosta strojna pravila

Tukaj preberite članke iz revije Znamka:. Še nimate naročnine? Danes dobite eno.

V zadnjih nekaj letih smo opazili veliko povečanje števila in raznolikosti mikrokrmilniških plošč in računalnikov z eno ploščo. Tako kot v zgodnjih osemdesetih letih, ko je prihod poceni domačih računalnikov privedel do eksplozije raznolikosti in izbire, je rast števila mikrokrmilniških plošč na današnjem trgu pomenila, da so proizvajalci eksperimentirali z značilnostmi in oblikovnimi dejavniki.

Vendar pa živimo v drugačnem času in trendi, ki spodbujajo rast mikrokontrolerjev, so nas vodili na drugačno pot, kot so jo imeli zadnjič. V osemdesetih letih prejšnjega stoletja smo pogledali nove domače računalnike in videli ne le žareče zaslone, temveč škatle, ki jih je mogoče manipulirati na številne načine. Današnji računalniki, pametni telefoni in tablice so namesto tega razumljeni kot način za komunikacijo. Dandanes je mikrokrmilnik - ali celo »pravi« računalnik - brez internetne povezave, le opeka.

Gledati nazaj

Današnje tržišče mikrokrmilnikov se je začelo z razvojnimi ploščami. V bistvu, to so bili breakout plošče za nove čipe, da proizvajalci želeli, da bi na trg. Strokovnim inženirjem so omogočili, da so eksperimentirali, preden so naročili na tisoče ali morda milijone čipov, ki so jih dali v svoje izdelke.

Z vidika hobija so bili ti razvojni odbori zgrajeni za strokovnjake in so bili na splošno predragi, da bi bili koristni. Zdaj večinski PIC mikrokontroler je v večini del hrbtenice elektronskih gradnikov gibanja izdelovalca in je prišel na čip, ne pa na odbor.

Izbor mikro kontrolerjev PIC. Tehnologija Microchip s fotografijo.

Moderno obdobje, ki ga definirajo mikrokontrolerji, ki postanejo priročno zapakirani na deske, se je začelo z Arduinom. "Majhna modra tabla, ki bi lahko" je spremenila način, kako se ukvarjamo z elektroniko, ne samo za ljubitelje, ampak tudi za strokovnjake. Tiste drage - in slabo dokumentirane - razvojne table za profesionalni trg so se umaknile za cenejše mikrokrmilne plošče, ki so veliko lažje dostopne. To je bilo dobro za vse, vključno s strokovnjaki, in za to se moramo zahvaliti oblikovalcem.

Pogled naprej

Lahko rečemo, da je naraščajoča priljubljenost pametnih naprav, povezanih z internetom, tako imenovani internet stvari (IoT), spremenila izgled trga mikrokrmilnikov.

Sedanja generacija plošč zdaj prihaja z radia, včasih veliko radijskih postaj. Pred IoT so bili mikrokontrolerji, kot so bili računalniki v preteklosti, videni kot način za avtomatizacijo ali nadzor. Zdaj pa so postali tudi komunikacijska orodja.

Samo, da večinoma pogovarjajo drug z drugim, namesto z nami.

Radijska antena na plošči Adafruit Feather. Foto: Hep Svadja.

Metanje v kuhinjskem koritu

Trg mikrokrmilnika je v prehodu. Tako kot se spreminja tudi način, kako uporabljamo računalnike, se način, kako gradimo strojno opremo, spreminja z njim. Zaradi tega proizvajalci niso popolnoma prepričani, kako bodo ljudje uporabljali njihov izdelek. Odzivi mnogih so bili paniki, ki so jih »vrgli drug radio«.

Prihod tega, kar jaz imenujem kuhinjske plošče, ki poskušajo biti vse za vse ljudi, je bil eden glavnih trendov v zadnjem letu ali dveh. To je še posebej očitno na Kickstarterju, kjer ljudje obupano poskušajo razlikovati svoj odbor od vseh drugih.

Mikrokontrolerji se na koncu uporabljajo za nadzor stvari, kar pomeni, da ni primera za enkratno uporabo. Toda to ne pomeni, da je dobra ideja imeti eno ploščo - z vso močjo in vsemi potrebnimi radijskimi napravami - za opravljanje vseh nalog, ki bi jih lahko zahteval mikrokontroler. Tipična kuhinjska pomivalna plošča je opremljena z več radijskimi napravami in več CPU in RAM kot večina vgrajenih naprav bo kdaj potrebovala svoje delo. In ta strojna oprema je draga. "Ena plošča, ki bo vladala vsem", ne bo nikoli prava plošča za uporabo. Kot pri ukazni vrstici UNIX, se morajo ljudje poskušati osredotočiti na izgradnjo majhnih, preprostih strojnih orodij, ne pa na velikih monolitov.

Zadeva obrazca

Ena nezgoda, ki je nastala na koncu zgodnjih domačih računalnikov, je zdaj očitna: zmanjševanje števila in raznolikosti oblik, v katerih so ti računalniki prišli. Zdaj vidimo isto stvar za mikrokrmilnike in v določeni meri enodomne računalnike.

Ljudje bi se morali osredotočiti na izgradnjo majhnih, preprostih strojnih orodij, ne na velikih monolitov.

»Klasična« postavitev Arduino, vključno z razdražljivim, nepravilnim odmikom med nožicami 7 in 8, je postala standardna, skoraj privzeto. Poleg klonov in imitatorjev je ogromna skupnost, ki obkroža ploščo, prinesla s seboj ščite in drugo strojno opremo, ki je bila zasnovana za njegovo konfiguracijo. To pomeni, da plošče, ki morda niso podobne Arduinu, računsko še vedno fizično podobne.

Izbor plošč Arduino form-faktorja s 7. in 8. zatiči. Fotografije Hep Svadja.

Drugi oblikovalci krovu so začeli videti, da je njihova zasnova zdaj standardizirana. Na primer, Adafruitova serija ploščic Feather ima standardno postavitev, pri čemer imitatorji in tekmeci začnejo podvajati.

Obstaja tudi gibanje na manjšem koncu trga, na katerem so proizvajalci začeli proizvajati integrirane module na eni plošči. Pogosto je namenjen za montažo na druga vezja, zdaj pa je zamaknjen modul privzeti način, da današnji drobni površinski sestavni deli dobijo v roke širše skupnosti, ki pogosto nima orodij ali veščin za uporabo neposredno. To je postalo še posebej očitno s prihodom modela ESP8266, ki je privedel do privzete oblike v obliki ESP-12. Konkurenti, kot je RTL8710, so zdaj v zelo podobnih konfiguracijah. Nekateri so celo združljivi z iglami.

Podobno je bila postavitev Raspberry Pi imitirana, saj so jo novejše plošče natančno podvajale. Eden od njih, Tinker Asus, hitro razreže nišo kot poceni medijsko središče. In priljubljenost Raspberry Pi Zero, skupaj z nedavnim prihodom brezžične različice, ki je naredila ploščo veliko bolj uporabno, lahko začnejo voziti posnemovalce. Vendar nismo priča standardizaciji polnega formata za enodružinske računalnike - vsaj še ne. Podobno kot pri Arduinovih glavicah, je glavni blok Raspberry Pi standardno privzet standard, za trg SBC pa morda dovolj.

Računanje, ki je dovolj poceni, da se vrne

Mikrokrmilniške plošče za splošno uporabo z vgrajenim brezžičnim omrežjem (Wi-Fi) lahko sedaj najdete za manj kot dva dolarja, medtem ko lahko enokrilni računalnik prevzamete le za nekaj dolarjev. Tudi za tiste izmed nas, ki smo odrasli z Moorovim zakonom, se to zdi skoraj nepredstavljivo. In vendar smo prišli do mesta, kjer računalništvo ni samo poceni, ampak je v bistvu brezplačno.

Raspberry Pi Zero, ESP8266 in CHIP. Foto: Hep Svadja.

To spremeni način uporabe mikrokontrolerjev. ESP8266 je bil uspešen uspeh, in v mnogih pogledih je nasprotje od "kuhinjo" plošče, da proizvajalci - negotovi o svojih trgih - so potiskanje kot rešitev za internet stvari.

"Dovolj dobro" je včasih vse potrebno.

ESP8266 je uspešen tudi zaradi skupnosti, ki je hitro rasla okoli nje. Ta skupnost se je združila ne zaradi značilnosti, ki jih je ponudila tabla - obstajale so tudi druge brezžične plošče majhnega formata - vendar zaradi ene od značilnosti, ki jih druge plošče niso ponudile, je cenovna točka. Kot rezultat, je ESP8266 postal "tretja skupnost" sveta proizvajalca elektronike poleg Arduino in Raspberry Pi. Čeprav je del tega uspeha mogoče pripisati kompatibilnosti z ESP8266 / Arduino, je razvojno okolje Lua, ki ga je zgradil čip, veliko bolj razširjeno, kar nakazuje, da je cenovna točka resnično tisto, kar je spodbudilo sprejem skupnosti. Zdi se, da je včasih dovolj dobro.

Prihod FPGA

Polje za programiranje vrat (FPGA) je zelo različna zver kot mikrokrmilnik. Z mikrokontrolerji imate nadzor nad programsko opremo, kodo, ki živi na čipu. Z FPGA začnete s prazno tablico. Načrtujete vezje. Ni procesorja za zagon programske opreme, dokler ga ne oblikujete.

SiFive SOCs prihajajo iz proizvodne linije. Fotografska fotografija SiFive.

Morda se sliši noro, toda to vam daje fleksibilnost in starost izdelovalca FPGA je prispela brez veliko prave fanfare. Zdaj se je začela pojavljati odprta koda orodja za LATICE-jevo FPGA iCE40 in FPGA plošče, ki so posebej namenjene trgu proizvajalcev, kot je XLR8 podjetja Alorium. Te plošče zagotavljajo fleksibilnost na ravni strojne opreme, kar vam omogoča, da prilagodite strojno opremo namesto, da bi jo nadomestili, ko se vaš projekt razvija - nekaj, kar ustvarjajo projekti, so nagnjeni k temu, da bodo sčasoma delali.

Prav tako je bilo zanimivo videti videz podobnih čipov FPGA v "resničnih" izdelkih. Na primer, novi Appleovi AirPods so dejansko zgrajeni okoli čipa Cypress PSoC.

Krožna drevesa. Ilustrira Rob Nance.

Pakirno strojno učenje

Ena izmed najbolj zanimivih funkcij plošče Arduino 101, ko je bila izdana, je bila nevronska mreža z 128 vozlišči, ki je bila skrita v notranjosti Intelovega Curieja. Nekaj ​​mesecev po sprostitvi je bilo skoraj nemogoče dobiti kakršne koli informacije o omrežju ali dostop do njega, saj je Intel obljubil, da bo dokumentacija in podpora knjižnicam »kmalu«. To se je spremenilo s prihodom knjižnice CurieNeurons iz General Vision. Brezplačna različica omogoča omejen dostop; Knjižnica »Pro« nudi polno podporo po ceni 19 $ na uporabnika (kar je skoraj dve tretjini stroškov samega odbora), in to bo preveč bogato za večino ustvarjalcev.

Kar se je zgodilo s preostalimi ponudbami Intela za trg proizvajalcev. Nagnjeni k vrhunskim oblikovalcem, ki potrebujejo visoko zmogljivost, so plošče Galileo, Joule in Edison pred kratkim umaknjene s trga z malo opozorila. Na trgu, kjer so plošče z nizkimi cenami rutinsko raztegnjene, da bi naredile stvari, za katere je večina ljudi mislila, da jih ne morejo narediti, so bile drage in slabo dokumentirane plošče vedno težko prodati.

Kaj ljudje resnično želijo v odboru?

Večina ljudi in večina proizvajalcev želi rešiti problem. Čeprav je za nekatere specifikacije odbora res pomembne, so ti ljudje daleč manjšina. Tisto, kar nekateri proizvajalci ne razumejo, včasih večkrat, je, da večina ljudi ne potrebuje več učinkovitosti, kot jo potrebujejo, in bi raje plačala manj za pravo orodje kot dodatno za nekaj pretiranega. Na koncu se večina ljudi ne zanima za pomivalno korito, razen če potrebujejo pranje.

Delež

Pustite Komentar