开源硬件交换机项目:从失败到10G以太网的征程
作者历时数年,不断迭代,终于将一个开源硬件以太网交换机项目从最初的失败走向了成功。从2012年使用低端FPGA的失败尝试,到如今使用XCKU5P FPGA实现48个1G端口和双10/25G上行链路的强大交换机,作者经历了漫长的学习和积累过程。期间,他设计了高精度探头和软件工具,并不断优化硬件设计和软件架构。虽然项目仍有许多挑战,但作者充满信心,预计在2026年完成最终产品。
作者历时数年,不断迭代,终于将一个开源硬件以太网交换机项目从最初的失败走向了成功。从2012年使用低端FPGA的失败尝试,到如今使用XCKU5P FPGA实现48个1G端口和双10/25G上行链路的强大交换机,作者经历了漫长的学习和积累过程。期间,他设计了高精度探头和软件工具,并不断优化硬件设计和软件架构。虽然项目仍有许多挑战,但作者充满信心,预计在2026年完成最终产品。
飞利浦启动了名为“Philips Fixables”的新计划,旨在鼓励用户自行修理部分产品。该计划提供官方设计的3D打印替换组件文件,可在Printables.com免费下载。目前仅提供一款剃须刀梳子组件,但飞利浦承诺未来将提供更多设备的组件。此举旨在支持可修复硬件,并为消费者提供可持续的维修选择,而非直接更换设备。该计划首先在捷克共和国推出,并与Prusa Research和LePub合作,以促进当地创客社区的采用。消费者也可以提交请求,希望飞利浦添加特定组件。
Spade 是一种新型硬件描述语言 (HDL),它借鉴软件编程语言的优点,简化了硬件描述过程,并降低了出错的可能性。它通过在语言层面支持常见的硬件结构来实现这一点,同时不会影响对生成的硬件的底层控制。Spade 的关键特性包括:一流的流水线结构,强大的类型系统(包括结构体、数组、元组和带有效负载的枚举),模式匹配,类型推断以及出色的错误消息。它还提供了一套完善的工具,包括构建工具 Swim 和测试框架 cocotb。Spade 虽然仍处于早期阶段,但已经展现出巨大的潜力,有望成为下一代硬件设计语言。
特斯拉新车型(Model 3 Highland,Model Y Juniper和Cybertruck)的蜂窝调制解调器移至独立的电信控制单元(TCU)。本文详细介绍了如何拆卸TCU,安装本地SIM卡,并使用Tesla Toolbox和Service+模式激活外置SIM卡,最终实现车辆的4G/5G网络连接。文章还包括了唤醒车辆的方法以及使用VPN绕过地区限制的技巧。
作者面临一个需要大量PWM通道的项目,单个RP2350不足以满足需求。文章介绍了一种创新的解决方案:利用第二个RP2350作为端口扩展器,并通过UART引导程序进行通信。这避免了使用不同固件的复杂性。作者详细解释了UART引导过程,包括解锁、发送固件以及从SRAM运行。文中还探讨了将RP2350固件嵌入另一个微控制器的固件中,并通过RS-485实现可靠的长距离通信。这是一个巧妙的硬件和软件结合的案例,为解决类似问题提供了新的思路。
计算器键盘的布局并非一蹴而就。早期的Comptometer采用9键布局,其原因既有机械设计上的限制(例如,按键与旋转鼓的连接方式),也有用户体验方面的考量(为了提高效率,常用键被放置在更易触及的位置)。然而,这种设计需要高度训练的用户才能达到最佳效率。Dalton的出现,带来了革命性的10键布局,首次加入了0键,并采用更紧凑的设计,大大提高了易用性。最终,Sundstrand的3x3布局,以其更符合人体工程学的设计,成为现代计算器键盘的标准,至今沿用百余年。
一款名为Auctus A6的集成芯片正在悄然改变低成本DMR对讲机的市场格局。这款由深圳力同科技(Auctus Technology)研发的芯片,集成了CPU、射频收发器、DSP和音频编解码器,其功能之强大令人惊叹。它支持100-1000MHz频段,可实现多种数字和模拟模式,并具有丰富的I/O接口,例如GPIO、I2C、SPI、UART和USB等。凭借其高度集成性,A6芯片大幅降低了对讲机的制造成本和复杂性,有望推动新一代低成本DMR对讲机的普及。
这个项目展示了一种巧妙的应变传感器设计,其传感元件直接集成在电路板上。该传感器灵敏度极高,能够测量微米级的挠度,量程可达±3厘米。它采用4元件或2元件桥式电路,可通过手工组装完成,无需回流焊。用户可以选择使用集成的Seeed Studio XIAO RP2040微控制器或外部微控制器。此外,还提供了一个Python脚本用于数据可视化和一个Jupyter Notebook用于自定义传感元件形状。
Arduino携手欧洲创新理事会,启动Desire4EU项目,研发基于PLA-亚麻的可生物降解印刷电路板(PCB)。该项目已成功制造出Arduino Nano和UNO的生物基版本,并利用更低的焊接温度降低能耗,减少电子垃圾。未来,将通过生命周期评估(LCA)进一步量化其环保效益,并计划在2026年发放1000块测试板。
一位开发者利用树莓派5、7寸触摸屏等硬件,结合3D打印外壳,打造了一个名为Xenolab的食肉植物监控系统。该系统可监控温度、湿度、土壤湿度,并模拟风和光照。开发者表示,这个项目虽然有些过度工程化,但主要是为了好玩,并分享了其3D建模和电路连接过程,以及最终运行的成果。
Zach Fredin设计了一种名为PLAttice的可组装格子结构,完全由3D打印的PLA材料制成。该结构由支撑杆、节点和销钉组成,能够搭建起比打印床尺寸大得多的可逆结构。PLAttice成功构建了一个约800g/m的方盒桁架,跨度可达4m。虽然PLA支撑杆是结构中最薄弱的环节,但该设计为大型结构的构建提供了新思路,未来可考虑使用更坚固的材料替代PLA支撑杆。PLAttice还包含一些额外的部件,例如用于连接到地面或天花板的底座,以及用于组装和拆卸的工具。虽然组装过程并非易事,但PLAttice能够构建出有趣且实用的结构,例如一个悬挂在厨房桌子上的灯具。
Radxa Orion O6是一款价格实惠的Arm ITX主板,拥有12个内核、高达64GB内存和Armv9.2支持。它通过SystemReady SR认证,可原生运行Windows on Arm和许多Linux arm64系统。然而,目前存在一些固件问题,例如多核应用性能不佳、功耗较高以及部分硬件驱动不完善等。虽然其PCIe扩展性强,并支持Windows 11 Arm,但整体体验仍需改进。对于普通用户而言,建议等待固件成熟后再购买。
作者使用一台 Dell 32 英寸 8K 显示器,在电脑休眠后唤醒时,显示器配置经常出现问题。以前需要手动 SSH 连接并运行 xrandr 命令来解决。现在,作者使用 Grobi 程序自动配置显示器,解决了这个问题。Grobi 通过监听 X11 RandR 输出变化事件,自动运行 xrandr 命令配置分辨率和位置。此外,作者还使用 zleep 程序和 myStrom 智能插座控制显示器的电源,以节约能源。
厌倦了对着Siri或Alexa大喊大叫?本文介绍了一个用吼叫声控制智能开关的项目。作者使用Sonoff S31智能开关和INMP441麦克风,结合ESPHome和Arduino代码,实现了通过检测声音的频率和幅度来控制开关的功能。虽然使用ESPHome略显过度,但该项目简单易懂,且无需网络连接即可运行。未来版本计划改进硬件选择,并探索更多应用场景,例如控制车库门或改变灯光颜色。
Brandon Li开发了一款强大的半导体仿真器,可在浏览器中运行。该程序允许用户绘制电路图,并实时模拟电磁场,支持多种材料(金属、半导体、电介质等)。该仿真器提供了丰富的示例,涵盖简单电路、半导体器件和数字逻辑等方面,例如RC电路、PN结二极管、BJT晶体管以及MOSFET等。为了获得最佳性能,建议使用高性能电脑,也提供可下载的Java版本。
Dasung发布了Paperlike 13K,一款13.3英寸、3200 x 2400像素彩色墨水屏显示器。它支持高达37Hz的刷新率(灰度模式下),并兼容USB-C和HDMI输入。该显示器还具有触摸屏和反向触摸控制功能,可与Android设备镜像互动。Paperlike 13K售价749美元,黑白版本售价679美元,预购将于5月中下旬发货。其铝合金机身轻薄便携,并附带多种配件,包括可折叠支架和磁性保护套。虽然彩色模式下的像素密度会降低,且色彩略显暗淡,但其低功耗和护眼特性使其成为电子阅读和办公的理想选择。但需要注意的是,目前该显示器暂不支持苹果设备。
ZombieVerter是一个开源的电动车改装车辆控制单元(VCU),它能控制来自报废电动汽车的电机、电池和充电器等零部件。不同厂商的电动汽车组件控制和通信方式各异,开发控制器复杂且耗时。ZombieVerter 提供了多种输入/输出接口、控制逻辑和基于Web的配置及数据记录界面,支持日产Leaf、三菱欧蓝德混合动力等车型组件,并具有充电器控制、电机控制、加热器控制等功能,为电动车改装提供了强大的解决方案。
1980年,西门子公司发布的PC 100汇编手册中,意外地包含了6502处理器的“非法”指令文档。PC 100是基于Rockwell AIM-65的单板计算机,西门子在其手册中添加了名为“Sonderbefehle”(特殊指令)的额外指令,包括AAX、DCM、LAX和ISB等,这些指令可用于优化程序开发。虽然这些指令不被官方支持,且可能随时更改,但它们的存在为6502编程带来了新的可能性,也展示了西门子对该处理器深入研究的成果。这不仅是对复古计算的精彩补充,也反映了当时工程师们对硬件和软件的创造性探索。
微软近期上调了部分Surface配件的价格,例如Surface USB-C旅行集线器涨价20美元,Surface Arc鼠标涨价10美元。同时,Xbox游戏主机价格也已上涨,部分游戏未来售价可能高达80美元。虽然微软声称新款Surface Pro和Laptop的起步价保持不变,但256GB版本已停产,变相涨价。分析认为,特朗普政府的进口关税和全球供应链成本上涨可能是导致涨价的部分原因。
Artifact 是一款面向硬件工程师的协同 IDE,旨在加速工程生命周期的每个阶段,涵盖设计、采购、制造、集成、测试和维护。它获得了 350 万美元的融资,用于构建一个集成的、可验证的 AI 辅助工具,拥有直观的 UI,并能反映硬件的实际构建过程。Artifact 的所有工件都是自动生成的,并可追溯到单一事实来源。Artifact 致力于使硬件工程更加严谨、周全和系统化,并与客户紧密合作,解决世界上最复杂的工程技术难题。
英特尔宣布将停止在12代酷睿处理器中支持SGX(软件保护扩展)技术,仅保留在高端至强服务器CPU中。SGX旨在增强云环境中的安全信任,但其复杂的实现,包括硬件、微码和固件等多个层面,导致成本高昂且易受攻击。文章分析了SGX的复杂性、风险(密钥泄露、侧信道攻击等)和错误的威胁模型,以及市场炒作过高的问题。最终,英特尔将SGX的应用范围缩小到服务器市场,承认其并非“银弹”级的安全解决方案。
由于美中贸易战加剧,Arduboy公司创始人Kevin面临巨大的挑战。高额关税使Arduboy在美国市场的销售变得极其困难,甚至可能导致公司倒闭。Kevin正在探索各种方案,包括国际代发货、在其他国家生产以及寻求政府资助等,以应对困境。他甚至考虑将公司迁往欧洲或澳大利亚,并寻求社区的支持来维持Arduboy的未来。
一位摩托车爱好者在一次CBT训练中受到启发,设计了一款名为BrakeBright的智能刹车灯系统。该系统利用传感器和微控制器,在发动机制动时自动激活刹车灯,并在紧急制动时闪烁,提高摩托车行驶安全性。经过多次迭代和严格测试,BrakeBright最终实现了防水、防震和易于安装等特点,并通过USB接口支持用户自定义功能。作者的创业故事充满激情和挑战,也体现了科技创新为提高道路安全所做的努力。
一款2012年发布的Gigabyte B75M-D3H主板,近期通过固件更新(F16f)获得了意想不到的升级——支持从M.2 NVMe SSD启动。这块已经过时多年的主板原本不支持该功能,更新主要目的是修复PKfail漏洞,但意外地解锁了NVMe启动能力。虽然性能受限于PCIe 2.0,但对于老旧系统来说,依然是性能的显著提升。这一发现引发了人们对于厂商是否故意添加此功能的猜测。
本文讲述了如何配置一台搭载AMD ThreadRipper Pro处理器和10个PCIe 4.0 SSD的工作站,以实现高达1100万IOPS的4kB随机读取和66 GiB/s的大型IO吞吐量。作者克服了RAM访问和CPU瓶颈等挑战,并深入探讨了Linux块I/O内部机制以及与现代硬件的交互。文章还涵盖了硬件选择、I/O配置(直接I/O和I/O调度器)、多磁盘测试以及BIOS设置等方面,最终成功实现了令人惊叹的性能。
这个课程的目标是通过从零开始构建一个完整的计算机系统,来深入理解现代计算机体系结构。课程涵盖了从Verilog硬件描述语言编写简单的LED闪烁程序,到用Haskell编写C编译器,再到构建一个简单的操作系统和文本浏览器等多个阶段。学生将学习使用FPGA,并最终在自制的硬件上运行他们构建的系统。整个过程充满挑战,但也极具成就感,适合那些渴望深入理解计算机底层原理的学习者。
最近Roku系统更新后,许多用户反映在Disney+等Roku应用上观看HDR内容时,色彩出现严重失真,显得非常“水洗”。问题并非仅限于Disney+,Apple TV+和Netflix等应用也受到影响。Roku官方已介入调查,并呼吁用户反馈更多信息以帮助定位问题。受影响的设备包括多个型号的TCL、海信和夏普电视,但Roku流媒体播放棒似乎不受影响。一些用户表示,将Roku流媒体播放棒连接到Roku电视可以解决此问题。
本文深入探讨了90年代Tektronix TDS684B示波器惊人的5Gsps采样率背后的技术。作者通过拆解和测量,发现其核心在于一个未知的ADG286D芯片,它很可能是一个模拟CCD FIFO存储器,以极高的速度捕获模拟信号,然后以较低的速率(8MHz)数字化。尽管ADC输入信号噪声很大,但示波器最终显示的波形却非常干净,这其中的处理过程仍需进一步研究。这台老式示波器在当时的硬件条件下实现如此高的采样率,展现了其卓越的设计和工程实力。
作者将一个1985年的苹果M0100鼠标改造成了无线语音转文本输入设备。文章详细描述了改造过程,包括选择合适的微控制器(Seeed Xiao nRF52840)、3D建模定制底座、焊接元件、烧录固件等步骤。作者尝试了两种方案:一种使用3D打印的底座和现代开关,另一种则巧妙地利用了原有的电路板和开关。最终,作者成功地将一个老旧的鼠标赋予了新的生命,并对改造过程中的挑战和收获进行了总结。
UoWPrint是一款将旧款USB打印机、扫描仪和一体机升级为无线设备的现代化打印服务器。它无需安装特定驱动程序,兼容Windows、macOS、Linux、Android和iOS,并支持AirPrint和Mopria。UoWPrint基于Orange Pi Zero 3,体积小巧,功能强大,支持多种打印机型号,包括HP、Samsung、Xerox和Canon等,但兼容性因型号而异。该项目旨在减少电子垃圾,并通过开源软件和免费技术支持,为用户提供便捷的打印解决方案。