Материалы со встречи: https://getdev.net/Event/virt2real

2. План
● Что такое Виртурилка?
● Как вообще работает разработка и
производство электроники?
● История Виртурилки и собранные грабли
● Как программировать под Виртурилку
● Что вообще из нее можно сделать

5. Размеры - 70 х 42 х 10 мм
Вес - 25 грамм
Процессор
Texas Instruments DaVinci DM365
SOC — TMS320DM365, 65nm
ARM9 300Mhz (ARM926EJ-S rev 5)
DSP (720p 30 fps, On-Screen Display
(OSD))
Память
DDR2 RAM 128Mb
NAND ROM 256Mb
Питание
2.8-15 Вольт. Потребляемый ток
(основная плата) — 220mA (при
напряжении >= 5В)

6. Интерфейсы
GPIO (3.3В и 1.8В) — 51 шт
PWM — 4 шт
I2C
SPI — 5 шт
UART — 2 шт
DAC — 3 шт
ADC — 6 шт
USB 2.0 High-Speed host port OTG
USB-клиент
microSD
Аналоговый компонентный
видеовыход
Аудиовыход (моно, 300 mV на
нагрузке 8 Ом)
Аналоговый микрофонный аудиовход
10/100Mb RJ45 Ethernet
Вход для цифровой камеры
McBSP интерфейс (Multi-Channel
Buffered Serial Port)

7. Видео-входы
Сенсоры:
- OV2643 (стандарт)
- OV5642 (через переходник)
Модули сопряжения:
- аналоговые SD-камеры (TVP5150)
- HDMI (эксперимерты)

8. Платы расширения
Мезонин Wi-Fi
RJ-45 коннектор
Плата разработки
Релейный модуль
Моторный модуль

9. Создатели

10. География на рынке
● Arduino / AVR / PIC / Cortex-M0
● MIPS + WiFi (Carambola, VoCore)
● Virt2Real
● BeagleBone, HummingBoard, Olimex A*
● Raspberry Pi, Orange Pi, Banana Pi,
CubieBoard
● Jetson Tegra K1

11. Процесс производства
электроники
Инженер-системотехник: выбор платформы
- Документация / SDK
- Development board
- Reference design + Bill of materials (BOM)
- Программные компоненты и IP
Выход: принципиальная схема
Инженер-схемотехник: разводка печатной
платы
- Особенности разводки на высоких частотах
- Много практики
Выход: файлы для производства (макеты слоев, карты
сверлений и металлизации, маски контактных площадок и т.д.)

12. Процесс производства
электроники - 2
● Производство печатной платы
Количество слоев
Плотность упаковки
● Монтаж компонентов
ручной
полуавтоматизированный
автоматизированный
● Тестирование и отбраковка
автоматизированная проверка
стенды для приемного тестирования

13. Электроника — наука о контактах
● Непропай и КЗ
● Паразитная емкость и индуктивность
● Помехи и наводки / Мало земли
● Дребезг контактов / Переходные процессы
● Неправильная коммутация / Термо эффекты
● Ошибки проектирования
● Ошибки монтажа / Брак производства / Пересортица
● Ошибки эксплуатации / Вибрация / Окисление
● MTBF / Закон больших чисел

14. Тиражи Virt2real
Три тиража:
● Т-10 (экспериментальная партия)
● T-100 (предтиражный заказ для проверки
внесенных изменений)
● Т-1000 (продаваемый тираж)
На каждом из них были свои сложности и
проблемы...

15. T-10
● WiFi на основной плате, а microSD и консоль — на
мезонине
● Родной Ethernet
● Аппаратный патч для UART
● Клеммные колодки для питания и моторов
● Нет зазора и возможна неправильная установка плат
расширения (как раз на фото)

16. T-100
Конструктивные изменения:
- Wi-Fi переместился на мезонин, а
microSD — на основную плату
- добавлен чип Ethernet для
экономии прерываний
- поменялась контактная группа
питания и мезонина
- появилась защита от
неправильного крепления плат
расширения
- microUSB на плате выполняет
роль не только питания, но и USB
OTG

17. T-1000

18. Проблемы и их решения
●
Т-10
- на пятом слое перепутали дорожки TX/RX консоли, пришлось накладывать аппаратный патч
- выбранный чип Wi-Fi оказался с закрытыми драйверами и не поддерживающий AP
●
T-100
- перепутаны дорожки на NAND (аппаратный патч)
- вместо резисторов номиналом порядка мОм впаяли резисторы порядка МОм (ошиблись в
миллиард раз, лечится пайкой)
- перепутаны дорожки на плате сенсора (не лечили)
● Т-1000
- отбраковка 25% тиража Wi-Fi (не проверили на месте)
- SEPIC-схема греется больше заявленного (предположительно — брак компонента, не критично)
- нашли аппаратную ошибку в процессоре (программное исправление в ядре)
- процессор может быть «разогнан» (дает заметный прирост производительности)
- особенности реализации видеоподсистемы: на каждый тип устройства захвата требуется по
своему ядру

19. Особенности разработки
● Кросс-компиляция и toolchains
● Всего мало (мало памяти, мало постоянного
хранилища, мало производительности процессора)
● Приемы из HPC
● Оптимизация по размеру и скорости, в т.ч.
низкоуровневые
● Аппаратные ускорители
● Аппаратные ошибки

20. Загрузка и карта памяти
● Загрузка происходит с
- microSD
- NAND Flash
- через UART
● Основные разделы:
- загрузчик (UBL + Uboot)
- ядро (Linux kernel)
- файловая система (UBIFS, UnionFS:
cramfs+jffs2)

21. Языки программирования
● Интерпретируемые:
PHP, Python, Ruby, JavaScript/NodeJS
Lua (RT = 139kB)
● Компилируемые
C, C++, ObjectiveC
Vala, Go
Java, Mono/C#
Erlang

22. SDK — и что дальше?
● make getsdk; make build; make install
● Собирает
Uboot
Ядро (2.9.0rc2-davinci)
FS (buildroot)
DaVinci SDK (аппаратные ускорения)
Админка
Утилиты (прошивка Flash, развертывание образа
microSD)

23. Что из этого всего
можно сделать

24. IP/PTZ/Live-камера
Питание от широкого диапазона
напряжений
Контроль разряда батареи
Малый вес и компактные
размеры
Низкое энергопотребление
Поддержка 3G и 4G модемов
Множество протоколов вещания
— RTP, RTSP, RTMP
Легкое подключение
сервоприводов

25. Трансляция игр в сеть

26. Управляемая машинка

27. Управляемый танк

28. Снегоуборщик

29. Самолет

30. Робот-манипулятор

31. Удаленное включение-
выключение устройств

32. Управление светодиодной лентой

33. Управление фотоаппаратом

34. Метеостанция

35. Системы навигации

36. IP KVM

37. Новые потребительские продукты

38. Больше информации
● http://virt2real.ru/
● http://forum.virt2real.ru/
● http://wiki.virt2real.ru/
● http://github.com/virt2real
● http://g0l.ru/
● http://twitter.com/virt2real
● http://youtube.com/virt2real

39. Спасибо за внимание
Готов ответить на вопросы
Максим Крентовский
http://devimpress.com/
@mkrentovskiy на Twitter и GitHub