I en verden dominert av stadig kraftigere enheter, med dedikerte grafikkort, flerkjerneprosessorer og operativsystemer som krever stadig mer ressurser, ser det ut til at initiativer som det utviklet av ingeniør Dimity Grinberg går mot strømmen, men de åpner også nye veier for utforskning. Og han har klart å designe en funksjonell datamaskin som er i stand til å kjøre Linux bruker bare tre grunnleggende elektroniske komponenter.
Denne unike datamaskinen passer i håndflaten din, og selv om den ikke er ment å erstatte tradisjonelle datamaskiner, gir den et håndgripelig bevis på hvor langt du kan gå mht. maskinvareoptimalisering og effektivitet. Forpliktelsen til å redusere fysiske elementer til et minimum uten å ofre funksjonalitet fremhever potensialet til Linux i sammenhenger hvor plass og ressurser er ekstremt begrenset. For å utforske mer om systemer som dette, sjekk ut vår guide på LinuxCNC programvare.
Et minimalistisk design på en liten tallerken
Prosjektet, som Grinberg selv har kalt «8pinLinux», er basert på en Printed Circuit Board (PCB) designet for å integrere kun tre brikker med 8-pinners SOIC-emballasje hver. Disse sjetongene er ikke spesielt kraftige, men hver og en fyller en grunnleggende funksjon i systemet.
Først av alt er prosessoren som brukes en modell STM32G0 med arkitektur ARM Cortex-M0 +, et mer enn beskjedent alternativ, men tilstrekkelig for formålet med prosjektet. Et minne legges til den 8 MB PSRAM, også i 8-pinners emballasje, som fungerer som system-RAM. En USB-kontroller lukker trioen av brikker PL2303GL, som gir tilkobling og regulert 3.3V strøm med 100mA utgang. For de som leter etter spesifikk ytelse i lignende enheter, er det interessant å sjekke ut den beste CAM-programvaren for Linux.
I tillegg integrerer brettet et microSD-kortspor, brukt som et eksternt lagringssystem. Denne lille detaljen er avgjørende, da den gjør det mulig å huse operativsystemet og noen midlertidige filer, selv om hastighets- og kapasitetsbegrensninger fortsatt er.
Bruke emulering for å overvinne maskinvarebegrensninger
For å kjøre Linux på så begrenset maskinvare, brukte Grinberg teknikker for MIPS arkitektur emulering. Dette lar deg bruke Linux-kjernen, tilpasse den til et miljø den ikke opprinnelig var ment for. Det valgte operativsystemet har blitt Debian, som selv om den starter og fungerer, gjør den det med en merkbar treghet på grunn av de begrensede mulighetene til konfigurasjonen.
En av de største tekniske utfordringene var å få de forskjellige elementene til å dele samme databuss uten forstyrrelser. For å oppnå dette ble det implementert en filtreringsløsning som tillater separate SPI-signaler med forskjellige frekvenser, slik at både SD-kortet og USB-tilkoblingen kunne fungere samtidig uten konflikter. Hvis du er interessert i emulering og bruk av begrenset maskinvare, anbefaler vi å lese om Pine64, en gratis minidatamaskin.
Hele designet er optimalisert ned til millimeteren. Selv om de nøyaktige dimensjonene til platen ikke er avslørt, anslås det at den kan være mindre enn 3 cm x 3 cm, altså en liten brøkdel sammenlignet med en standard Raspberry Pi, som er rundt 8.5 cm x 5.6 cm.
En teknisk demonstrasjon, ikke et kommersielt produkt
Denne mini-PC-en er ikke ment å være en reell erstatning for dagens systemer, selv ikke for de mest beskjedne mini-PC-ene som er tilgjengelige på markedet. Det handler snarere om en teknisk og konseptuell øvelse, med sikte på å vise hvor langt effektiviteten kan gå hvis den tilgjengelige maskinvaren presses maksimalt.
Initiativet minner litt om andre pedagogiske og eksperimentelle prosjekter, som bruk av mikrokontrollere for å emulere grunnleggende nettverksmiljøer, retrovideospill eller industrielle kontrollsystemer. Her ligger verdien i å demonstrere det Linux-kjernen kan tilpasses selv til plattformer med ekstremt begrensede muligheter. For de som er interessert i programvareutvikling i disse miljøene, er det nyttig å utforske Arduino IDE på Raspberry Pi.
Denne typen fremskritt kan også ha praktiske implikasjoner i miljøer der størrelse, energiforbruk og kostnader er kritiske faktorer. La oss for eksempel tenke på Internet of Things (IoT) prosjekter, hvor det å ha En funksjonell Linux-base med så lite maskinvare kan være interessant for svært spesifikke oppgaver..
Selv om det i dag er mer egnet som proof of concept, er det ikke utelukket at disse ideene i fremtiden vil bli brukt på industrielle, utdannings- eller forskningsplattformer, åpner døren for mer tilgjengelig, bærekraftig og effektiv utvikling.
Resultatet er en kombinasjon av fleksibel programvare og minimal maskinvare, en idé som utfordrer tradisjonelle konsepter om hva som skal til for å kjøre et komplett og nyttig operativsystem.
Det kan sies at denne typen prosjekter fungerer som en testplass for nye generasjoner av maskinvare- og programvaredesignere og utviklere. Å kjøre et så komplekst system på en så begrenset konfigurasjon åpner for mange muligheter for eksterne miljøer, innebygde systemer og engangsenheter med spesifikke funksjoner. En tilnærming som også kan relateres til prosjektet av Noodle Pi, et nysgjerrig håndholdt prosjekt.
"8pinLinux"-eksperimentet, til tross for at det ikke er spesielt kraftig eller raskt, klarer å gjøre det klart at det er rom for å revurdere hvordan teknologien er utformet og distribuert, og vurderer ikke bare ytelsen, men også effektivitet, tilgjengelighet og teknologisk bærekraft.
Det forsterker fortsatt bildet av Linux som et ekstremt formbart operativsystem, som kan tilpasses nesten enhver kontekst, fra superdatamaskiner til eksperimentelle lommeprosjekter.
