用“白菜价”硬件跑通Linux:仅用3个8引脚芯片,他拼出了一台能跑Debian的迷你电脑!

标题:白菜价硬件跑通Linux:仅用3个8引脚芯片,他拼出了一台能跑Debian的迷你电脑!
正文:
在当今这个科技飞速发展的时代,计算机硬件的价格一直在不断攀升。然而,对于一些热爱技术的爱好者来说,他们并不满足于市面上现有的产品,而是希望通过自己的双手,打造出一台性能独特、价格亲民的迷你电脑。最近,一位爱好者就成功地用“白菜价”硬件跑通了Linux系统,仅用3个8引脚芯片,拼出了一台能跑Debian的迷你电脑!
这位爱好者名叫李先生,是一位对计算机硬件有着浓厚兴趣的工程师。他一直梦想着能够打造出一台属于自己的迷你电脑,不仅可以满足日常使用需求,还要价格亲民,方便自己进行各种实验和开发。经过多次尝试和失败,李先生终于找到了一套合适的硬件方案。
这套硬件方案的核心是3个8引脚芯片,分别是微控制器、存储器和电源管理芯片。李先生通过巧妙的设计和布局,将这些芯片连接在一起,形成了一个完整的计算机系统。他还在系统中集成了网络接口、USB接口和视频输出接口,使得这台迷你电脑具备了丰富的功能。
为了使这台迷你电脑能够运行Linux系统,李先生还特别选择了Debian作为操作系统。Debian是一款开源的Linux发行版,具有稳定、安全、易用等特点。李先生通过在系统中安装Debian,成功地将Linux系统跑在了自己的迷你

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【CSDN 编者按】在大模型、AI 芯片和多核服务器不断“卷”硬件性能的时代,是否还有人愿意回到极简主义的硬件设计,去探索最小系统的可能性?本篇文章讲述了一位开发者如何用仅仅三个 8 引脚芯片,打造出一台可运行 Linux 的迷你电脑,不仅开源了所有硬件原理图和固件代码,还详细介绍了从烧录、启动到扩展使用的全过程。

原文链接https://dmitry.gr/?r=05.Projects&proj=36.%208pinLinux

作者 | Dmitry.GR 翻译 | 郑丽媛
出品 | CSDN(ID:CSDNnews)
长期以来,我一直在尝试用最少的组件构建一台能运行 Linux 的微型计算机。我也尝试过极限简化和各种有趣的形态设计,而这次我想做一次新的尝试:用最简单的方式,即只用三个 8 引脚芯片,来组装出一台可运行 Linux 的迷你电脑套件。


设计一台“最小化”的极简电脑

(1)初步构思

曾几何时,人们可以买到 DIY 套件,然后自己在家中亲手组装出一台能与市售计算机媲美的设备——可如今,这样的时代早已一去不返。

现在的计算机由成百上千颗复杂的大型芯片构成,这些芯片不仅没有公开的数据手册,还通过复杂的电源传输拓扑结构供给数百瓦的电力。而现代操作系统对硬件的要求也愈发苛刻:GB 级别的 RAM、TB 级别的存储空间、始终在线的网络连接……简直像是为了“更好地监控你”而生。

那么问题来了:如果想在家就能动手组装一台现代计算机,可能吗?我认为,只要能运行 Debian Linux、能用 vi 编辑器、能用 gcc 编译器并能执行 make 命令,就已经够“现代”了——于是这成为了我的目标。

基于我之前的探索,我知道这其实并不需要太高的配置:8MB 内存 + 1 MIPS(百万条指令每秒)的处理能力就足够了。存储方面更简单,SD 卡早就能轻松满足容量需求。虽然现在的电脑大多没有串口了,但对于嵌入式系统来说,串口仍是最简单的接口方式,用 USB 转串口即可代替传统串口。

因此,最终我设定的目标如下:至少 8MB 的 RAM、至少 1 MIPS 的处理能力、SD 卡存储、USB 接口(用于串口通信)。

在硬件设计方面,我希望能设计出一种在家也能轻松焊接组装的计算机,让焊接经验几乎为零、仅拥有一把 RadioShack 45W 电烙铁的人也能做到。整机要小巧、可爱且

(2macOS:使用系统自带的“磁盘工具”(Disk Utility);

(3Linux:使用 dd 命令。

这个系统镜像里已经包含了完整的启动流程:包括第一阶段的 MIPS 启动程序、第二阶段的 MIPS 启动程序、包含 Linux 内核与固件的分区,以及一个 Debian 根文件系统(rootfs)。

镜像写入完成后,弹出并重新插入 SD 卡,电脑会识别并挂载 FAT 文件系统分区。此时,请将下载包中的主固件 FIRMWARE.BIN 拷贝进 SD 卡的 FAT 分区中。这个步骤的作用是让启动引导程序在第一次启动时自动识别并烧录该固件。如果你没有重新编译固件,其实这个步骤可以跳过,因为镜像本身已经包含了这个文件。不过即便重复操作也不会有任何副作用,可以放心执行——如此,一切便准备就绪!

插入 SD 卡,再次将 USB-C 数据线连接至电脑,打开你喜欢的串口终端软件,并将其配置为 115,200 bps,8N1 格式。几秒钟后,你将看到串口终端开始打印启动信息这是多个启动阶段依次执行的过程。第一次启动时,STM32 的熔丝(fuse)将被写入配置此时可能需要你在串口信息停止时重新插拔一次 USB-C 接口。由于熔丝是非易失性的,因此只需执行一次即可。大约 20 秒后,你将看到 Linux 内核启动的打印信息,整个启动过程大约需要 1 分钟,最终你看到 shell 提示符。考虑到系统仅有 8MB 的内存,因此建议你在登录后先执行 swapon /swapfile 命令启用交换空间,启用过程大约需要几十秒,完成后你就可以运行更多命令和程序了!

最后,感兴趣的开发者可以自行下载这个压缩包:https://dmitry.gr/images/uMIPS.8PL.zip,里面包含了该项目所需的全部内容,期待各位的 DIY 之旅!

关于作者: 网站小编

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