Certyfikacja znaku CE sfinansowana! Nowa kampania dla części oprogramowania i rurek cieplnych

Jeszcze raz chcemy podziękować wszystkim za ogromne wsparcie i entuzjazm, jaki okazaliście podczas kampanii darowizn na rzecz znaku CE. Zakończyliśmy kampanię z łączną kwotą 12500 € (https://en.wikipedia.org/wiki/CE_marking), jest to dla nas ogromny kamień milowy i jesteśmy bardzo wdzięczni.

Finansując certyfikację znaku CE pokazaliście nam, że wierzycie w nasz projekt i naszą wizję stworzenia w pełni otwartej sprzętowo płyty głównej do notebooków opartej na alternatywnej architekturze procesora PowerPC.

Zakończyliśmy kampanię z kwotą o 4392 euro wyższą niż oczekiwaliśmy, a te dodatkowe pieniądze pokryją część dodatkowych i nieplanowanych kosztów, które ponieśliśmy w związku ze wzrostem cen komponentów elektronicznych i dodatkowymi kosztami trzech kart graficznych MXM (360 USD każda).

Certyfikat CE jest obowiązkowym wymogiem przy sprzedaży produktów elektronicznych w Unii Europejskiej. Gwarantuje on, że płyta główna naszego notebooka spełnia normy bezpieczeństwa, zdrowia i ochrony środowiska obowiązujące w UE. Bez niego ACube Systems nie byłby w stanie wprowadzić i sprzedawać naszego notebooka na rynku UE. Uzyskanie certyfikatu CE nie jest łatwym ani tanim procesem, ponieważ wymaga rygorystycznych testów, dokumentacji i kontroli jakości.

Metalowe rurki chłodzenia Legacy Slimbook Eclipse zostaną przeprojektowane

Proces certyfikacji CE można jednak przeprowadzić tylko wtedy, gdy produkt można uznać za całkowicie ukończony, a to oznacza, że płyta główna działa, metalowe rurki chłodzące są na miejscu, a wszystko jest zmontowane w wybranej obudowie slimbook Eclipse.

Bieżące działania

Płyta główna Tyche przeszła wszystkie kontrole elektryczne, a teraz kluczowe działania koncentrują się na procedurach inicjalizacji sprzętu.

Rampa rozruchowa została starannie skalibrowana, programując złożony układ scalony z pewną logiką (tj. rampy, progi napięcia, wewnętrzne sposoby działania regulatora PWM i tak dalej).

Złożone programowalne urządzenie logiczne (Complex Programmable Logic Device (CPLD) to układ FPGA Lattice LCMXO640C-3TN100C, który jest zaprogramowany do zarządzania wszystkimi podłączonymi do niego zewnętrznymi urządzeniami peryferyjnymi (patrz schemat blokowy i schemat połączeń na stronie 15), zarządzania przerwaniami, danymi, odczytami rozruchowymi, ustawiania zasobów zgodnie z CPU i jest w stanie zresetować wszystkie urządzenia peryferyjne.

Nasza płyta główna Tyche podczas testów

Praca nad U-Bootem

Obecnie mały zespół wolontariuszy pracuje nad U-Bootem. Zdecydowaliśmy się na zakup debuggera JTAG, całkiem przydatnego narzędzia, które znacznie ułatwi debugowanie sprzętu.

Dowiedzieliśmy się, jak skonfigurować i zbudować U-Boot, a także skonfigurowaliśmy międzyprogramowy zestaw narzędzi PowerPC i powiązany z nim Device Tree Blob (dalej nazywany “drzewem urządzeń”, opisuje strukturę sprzętu), który służy do opisania fizycznej konfiguracji każdego komponentu sprzętowego dostępnego na płycie głównej. Możesz śledzić nasze próby, zaglądając na nasze strony GitLab. Zaczęliśmy od ponownej kompilacji naszej starej wersji binarnej U-Boot z 2019 roku, tej, której obecnie używamy na naszym devkicie NXP T2080RDB, a także próbując skompilować nowszą wersję U-Boot z głównej gałęzi waniliowej DENX bez naszych poprawek. Jesteśmy teraz uprzejmie wspomagani przez Maxa Tretene, tego samego faceta pracującego w ACube Systems, który kompiluje U-Boot dla ich płyt głównych, takich jak Sam440 lub Sam460ex. Max jest obecnie gotowy do wprowadzenia sprzętowego wsparcia dla kart graficznych AMD/ATI Radeon w U-Boot, (ndr: ostatnio powiedział nam, że jego wolny czas nie jest wystarczający, więc proponujemy mu pracę za wynagrodzeniem) bądźcie czujni na bardziej szczegółowe posty na ten temat. W nadziei na przyspieszenie rozwoju, na początku czerwca udostępniliśmy Maxowi Tretene nasz devkit NXP T2080RDB.

Chcemy podziękować oddanej małej grupie wolontariuszy, a zwłaszcza Maxowi Tretene za ich cenny wolny czas poświęcony na próbę skonfigurowania i skompilowania U-Boota, bardzo doceniamy ich obecność i wysiłek, nawet jeśli pomyślny wynik jeszcze nie nadszedł. Ponadto, bardzo doceniamy ofertę złożoną przez profesjonalnego inżyniera – która nie zostanie jeszcze ujawniona – który jest gotowy pracować dla nas nad U-Bootem za bardzo rozsądną kwotę.

Rozpoczęcie nowej kampanii pozyskiwania funduszy

Po wielu wewnętrznych dyskusjach zdecydowaliśmy się w końcu uruchomić nową kampanię zbiórki funduszy mającą na celu wsparcie i przyspieszenie wielu działań:

  1. Zakup debuggera JTAG
  2. Projekt rurek cieplnych do chłodzenia zarówno procesora, jak i karty graficznej;
  3. Prototyp rurki cieplnej pasującej do naszej obudowy Slimbook, wymóg przejścia do procesu certyfikacji CE;
  4. Opracowanie sterownika AMD/ATI Radeon dla U-Boota;
  5. Opracowanie sterownika urządzenia, aby w pełni wykorzystać każdy komponent sprzętowy płyty;
  6. Kompilacja niestandardowego pliku binarnego U-Boot z aktualnych źródeł DENX;
  7. Dostarczenie całego zestawu narzędzi do krzyżowej kompilacji U-Boota i drzewa urządzeń dla PowerPC;
  8. Dostarczenie dokumentacji szczegółowo opisującej wszystkie aspekty techniczne zarówno U-Boota, jak i drzewa urządzeń, tak aby każdy mógł zrozumieć, jak odbudować je od podstaw i jak je dostosować.

Podczas realizacji tych działań dołożymy wszelkich starań, aby zoptymalizować zarówno wsparcie zaangażowanych wolontariuszy (każda dodatkowa pomoc jest mile widziana!), jak i zakontraktowanych inżynierów oprogramowania.

W tej chwili mamy tylko przybliżone pojęcie o liczbie godzin płatnej pracy wymaganej do ukończenia U-Boota i ściśle powiązanego z nim drzewa urządzeń. Po przeprowadzeniu wewnętrznych badań, rozsądnym przybliżonym szacunkiem może być co najmniej 100 godzin, ale osiągnięcie celu może zająć więcej.

Nie mamy jeszcze formalnej wyceny projektu rurek cieplnych do chłodzenia zarówno procesora, jak i karty graficznej MXM. Podczas nieformalnej dyskusji z inżynierami elektronikami, którzy mają doświadczenie w projektowaniu i produkcji tych rurek cieplnych, oceniliśmy kwotę na około 10000 euro.

Podsumowując, tytuł następnej kampanii to “Rozwój komponentów oprogramowania i rurek cieplnych dla płyty głównej Tyche”, a jej koszty w rozbiciu są następujące:

  • Około 100 godzin pracy inżyniera (inżynierów) oprogramowania w celu dostosowania U-Boot, drzewa urządzeń i sterownika wideo AMD/ATI Radeon: 5000 euro
  • debugger JTAG: 1000 euro
  • projekt rurek cieplnych i produkcja 3 z nich dla trzech prototypów: 10000 euro

Szacowana kwota do zebrania w następnej kampanii to 16000 euro.

  1. Development of software components and fix boot up for the Powerboard Tyche

    Zebrano €13,020.00 z docelowej kwoty €14,000.00

Mamy nadzieję, że po raz kolejny pomożecie nam w tej ostatniej podróży. Jesteśmy tak blisko urzeczywistnienia tego: 64-bitowego, wielordzeniowego notebooka opartego na PowerPC, w pełni otwartego sprzętu z urządzeniami i interfejsami zgodnymi z dzisiejszymi standardami!

Wyniki badań prototypów

Obrazek z części PublicDomainPictures bazy fotografii Pixabay

Testy prototypów laptopów postępują wspaniale. Przetestowaliśmy główny stopień zasilania procesora, jeden z najbardziej energochłonnych elementów płyty głównej, i jest on dostrajany dzięki programatorowi. Układem odpowiedzialnym za zasilanie procesora jest Texas Instruments TPS544B20RVFT (przełączane regulatory napięcia 4,5-18 V 20 A SWIFT), jak wyjaśniono na stronie 37 w naszych schematach elektrycznych.

Rampa rozruchowa musi być starannie skalibrowana; skomplikowany układ scalony z pewną logiką, którą trzeba zaprogramować, aby działał poprawnie (tj. rampy, progi napięcia, wewnętrzne sposoby włączenia regulatora PWM itp.).

Pozostałe źródła zasilania to pół tuzina stabilizatorów napięcia i są przeznaczone do elementów, takich jak PCIe, pamięć RAM, wewnętrzne magistrale peryferyjne, podłączone urządzenia, Non-Volatile Memory Express (NVMe) i zegar (generator częstotliwości), są niezbędne aby płyta główna działała poprawnie. Bateria Eclipse Legacy została przetestowana i ładuje się prawidłowo.

Urządzenie Complex Programmable Logic Device (CPLD) to FPGA Lattice LCMXO640C-3TN100C i musi być zaprogramowane do zarządzania wszystkimi tymi zewnętrznymi peryferiami, które są do niego podłączone (patrz schemat blokowy i schemat połączeń na stronie 15 ), zarządzania przerwaniami, danymi, odczytem rozruchu, ustawiania zasobów zgodnie z CPU i resetowania wszystkich peryferii.

Powerboard Tyche, strona górna. Widoczny największy szary układ to procesor NXP T2080 Power Architecture CPU.

Jak na razie jest dobrze, projekt elektroniczny wydaje się działać poprawnie, w tej chwili jedynie dostrajamy każdy element elektroniczny. Jeśli wszystkie kontrole będą kontynuowane w ten sposób, możemy zakończyć wszystkie elektroniczne debugowanie w ciągu najbliższych kilku tygodni i będziemy mogli uznać ten bardzo delikatny etap za zakończony sukcesem. Następnie planujemy umieścić pierwszy kod w CPLD, a zaraz po tym powinniśmy być gotowi do załadowania U-Boota, bootloadera pierwszego i drugiego stopnia. Próbujemy ponownie wgrać ostatnią wersję U-Boota, minęło już sporo czasu od kiedy go poprawiliśmy, aby rozpoznawał płytkę graficzną, którą zamontowaliśmy na porcie PCIe na płycie NXP T2080RDB. Mało tego, musimy dokładnie dostosować drzewo urządzeń, aby poprawnie odwzorować wszystkie peryferia dostępne na płycie głównej.

O ile w kwestii podzespołów elektronicznych możemy spokojnie liczyć na (płatne) wsparcie fachowca, to w przypadku konfiguracji U-Boota to my musimy zadbać o jego prawidłowe działanie, a co ważniejsze o to, aby poprawnie rozpoznał wszystkie peryferia, a w szczególności kartę SD, FLASH oraz, co jeszcze ważniejsze, dwa sloty pamięci RAM DDR3L.

Dziękujemy wszystkim za stały dopływ datków i prosimy o dalsze.

W tej chwili wciąż potrzebujemy funduszy na pokrycie dodatkowych kosztów, które ponieśliśmy z powodu po prostu szalonych cen, które zapłaciliśmy za komponenty elektroniczne montowane na płytach głównych prototypów, a zwłaszcza za zdobycie w nasze ręce dwóch kart graficznych MXM opartych na układach AMD.

Dla dwóch kart graficznych MXM AMD E9174 z 4 GB RAM wydaliśmy 780 dolarów ( 360 każda) i 185 euro podatku importowego około 965 euro. Biorąc pod uwagę wszystkie chipy, koszt każdego prototypu spowodował 1200 euro więcej niż to co było początkowo planowane 4392 euro więcej (1200 x 3 + 22% VAT). Więc musimy zebrać około 5357 euro więcej niż cel ostatniej kampanii darowizn.

Darowizny i fachowcy do U-boota

Ponadto, po wstępnej rundzie eksperymentów, wciąż zmagamy się z problemem udanego dostosowania U-Boota i prawidłowego skonfigurowania drzewa urządzeń. Większość z nas poświęciła już sporo czasu na to zadanie w swoim wolnym czasie (pamiętajcie, że wszyscy jesteśmy wolontariuszami z odpowiednią pracą na etacie i życiem osobistym ;), więc poważnie rozważamy powierzenie tego zadania profesjonaliście, który wykona je w rozsądnym czasie, a żeby to zrobić potrzebujemy Waszego wsparcia finansowego!

Prototypy gotowe, przetestujmy je

Wreszcie trzy prototypy są gotowe, co wyraźnie widać na poniższych zdjęciach.

Koszt każdego prototypu był o 1200 euro (bez VAT) wyższy niż początkowo planowano ze względu na globalne niedobory komponentów elektronicznych, które spowodowały gwałtowny wzrost cen niektórych ważnych chipów. Tak więc potrzeba więcej darowizn, aby sfinansować te 4392 euro więcej (1200 x 3 + 22% VAT).

Płyta Tyche, dolna strona.
Płyta Tyche, górna strona. Widoczny największy szary układ to procesor NXP T2080 Power Architecture CPU.

Teraz rozpoczął się etap testów sprzętowych, ale wcześniej musimy jeszcze przylutować złącze HDMI, które dotarło zbyt późno, aby mogło zostać uwzględnione w fazie produkcyjnej.

Wkrótce nasza płyta główna Open Hardware o nazwie „Powerboard Tyche” zostanie umieszczona w obudowie notebooka w celu rozpoczęcia wielu testów sprzętowych. Poniżej zdjęcie starej atrapy PCB użytej do przetestowania zmieszczenia w notebooku.

 

Slimbook Eclipse Notebook
Zewnętrzny widok korpusu notebooka. 

Prototypy w produkcji pomimo dużych braków chipów

Mieliśmy rozpocząć produkcję prototypów laptopów pod koniec września, ale natknęliśmy się na gwałtownie rosnące ceny, szczególnie w przypadku czterech podstawowych chipów. Nie mieliśmy innego wyjścia, jak zapłacić te niewiarygodnie wyższe ceny, jedyną alternatywą byłoby zaprzestanie wszystkich naszych działań.

Miło nam poinformować, że w tym tygodniu ruszyła produkcja prototypów i – trzymając kciuki – spodziewamy się, że będą gotowe na początku listopada. Oto cztery podstawowe chipy i ich rzeczywisty koszt:

  • Kontroler Marvell Sata 3 88SE9235A1-NAA2C000, około 130 euro za sztukę + VAT, 1 na płytkę, łącznie 3 sztuki
  • TPS544B20RVFT 4,5-V do 18-V, 20-A synchroniczny konwerter SWIFT™ buck z programowalnością i monitorowaniem PMBus około 550 euro za sztukę + VAT, 1 na płytkę, łącznie 3 sztuki
  • 6-portowy, 12-liniowy, PCIe 2.0 Packet Switch PI7C9X2G612GP – Diody około 250 euro za sztukę + VAT, 1 na PCB, łącznie 3 sztuki
  • Tłumiki przepięć 100V OV, UV, OC i kontroler ochrony przed odwrotnym zasilaniem z progiem odwrotnym -50mV LTC4368IDD-1#PBF około 100 euro za sztukę + VAT, 1 na płytkę, łącznie 3 sztuki

Złącza HDMI (2041481-1) były całkowicie niemożliwe do znalezienia na rynku w rozsądnym czasie. Po długich poszukiwaniach mogliśmy w końcu rozwiązać problem dzięki życzliwemu wsparciu Slimbooka, wkrótce wyślą nam trzy złącza, po jednym dla każdego prototypu.

Biorąc pod uwagę wszystkie chipy, koszt każdego prototypu był o 1200 euro wyższy niż pierwotnie planowano, 3600 euro więcej, biorąc pod uwagę wszystkie trzy prototypy obecnie produkowane. Więcej informacji o tych trzech prototypach można znaleźć w poście z lipca 2022 i maja 2022.

Jak już wspomnieliśmy w naszym poście w lipcu, nadal prosimy o kontynuowanie darowizn, aby pomóc nam wesprzeć dramatyczny wzrost rzeczywistych kosztów, które osobiście oczekiwaliśmy w związku z produkcją. Możesz nadal korzystać z bieżącej kampanii, aby przekazać datek.

Nasza obecność w okresie październik-listopad na wydarzeniach związanych z Wolnym Oprogramowaniem i IT

Zaplanowaliśmy nasze kolejne wystąpienie na LinuxDay w Mediolanie (Włochy) 22 października.

Jesteśmy na Dniach Technologicznych NXP w Mediolanie 27 października z naszą ekspozycją, bardzo cieszymy się z możliwości, jaką dało nam NXP.

Mamy nadzieję, że po raz pierwszy pokażemy przynajmniej jeden prototyp na konferencji SFScon – Free Software Conference – 11 listopada w Bolzano (Włochy) przy okazji naszego kolejnego wystąpienia.

Gotowi do produkcji prototypów z przerobionym projektem PCB ze wszystkimi dostępnymi komponentami

Ilustracja: Dmitry Abramov z Pixabay

Karty graficzne AMD MXM w naszych rękach!

Jak już pisaliśmy w lipcu, nasz sprzedawca AMD poinformował nas, że nowe karty graficzne MXM nie będą dostępne. Wybraliśmy producenta, który nadal produkuje i sprzedaje niedrogie karty wideo MXM oparte na AMD (Typ A – rozmiar 82mm x 70mm) .

W tej chwili otwarte sterowniki AMD są lepsze niż NVIDIA, więc naszym zdaniem jest to najlepsza opcja dla GNU/Linuksa i unikalne rozwiązanie do obsługi pochodnych Amiga OS. Zatem, nawet jeśli łatwiej jest znaleźć karty wideo NVIDIA MXM (Typ A), nadal preferujemy używanie kart wideo AMD MXM.

W związku z tym zamówiliśmy i otrzymaliśmy dwie karty graficzne MXM AMD E9174 z 4 GB RAM, właściwie to jedyna dostępna opcja, bo wersja 2 GB nie jest już dostępna.

Główne cechy
AMD Embedded Radeon E9174
Obsługuje DirectX 12, Vulkan, OpenGL 4.5, Open CL 2.0
MXM 3.0 Type A
Obsługuje 5 wyjść
128-bit width, 4 GB pamięci typu GDDR5

Są one gotowe do przetestowania z naszymi prototypami. Wydaliśmy 780 dolarów (360 za sztukę) i 185 euro podatku importowego. Zakup był możliwy dzięki ostatnim darowiznom, które przekroczyły cel dedykowanej kampanii darowizn na rzecz certyfikacji CE więc jeszcze raz dziękujemy wszystkim darczyńcom.

Opublikowane przerobione źródła PCB płyty Tyche

W końcu, przerobione źródło projektu PCB płyty Tyche z uaktualnionymi dostępnymi komponentami jest gotowe (w starszych postach możecie zagłębić się bardziej w temat “naszych” problemów z brakiem komponentów elektronicznych). Praca ta została wykonana przy użyciu Mentor Expedition i jest już gotowa i wgrana do naszego repozytorium ze wszystkimi zgłoszonymi poprawionymi błędami, włączając w to błąd numer 5, który został poprawiony jako ostatni. Dzięki naszym współpracownikom jesteśmy w stanie wyeksportować tę pracę w formacie Altium, więc w najbliższych dniach opublikujemy ją i spróbujemy przekonwertować do formatu Open Source Kicad (prawdopodobnie gubiąc coś w procesie konwersji). W naszym starszym poście podaliśmy więcej szczegółów dotyczących źródeł PCB.

Wewnątrz folderu Output można znaleźć wiele interesujących plików, które można łatwo przeglądać, takich jak “the plot separate sheet” CAM350/DFM STREAM oraz Motherboard Assembly TOP i BOTTOM.

 

Podsumowując, teraz mamy wszystko do wyprodukowania i wykonania testów sprzętowych we wrześniu.