对于一个工程师，如何在名片上宣示自己的实力？在其上构建整台计算机可能是个好主意。近日，美国嵌入式系统工程师GeorgeHilliard的名片引起了大家的关注。他以自己的名片为“主板”，在狭小的空间内印制了计算机系统所需的所有部件，使其成为一台可以运行Linux的计算机。上面还有一个简化版的Python解释器。这个极客的想法在社交网络上引起了广泛的钦佩。他的文章出现在HackerNews上不到一天，点赞数就超过了2000。要做这样一张名片，除了要有足够的理论知识外，需要的零件可以在淘宝上买到（没错，这个美国小伙就是这样做的），一张名片的成本大概在20元左右。让我们看看他是怎么做到的。作为一名嵌入式系统工程师，GeorgeHilliard一直在追求完美的设计，其中之一就是最简单的基于Linux的计算机。他一直在大量的处理器型号中寻找最优解，终于发现了一片新大陆。“这些处理器便宜得要命，”他自言自语，很快就萌生了用它们制作一张可以运行Linux的名片的想法。此前，很多极客先锋在名片上都有自己的创意，包括U盘名片、带有闪光灯的名片，甚至还有带有无线电发射功能的名片。但是从来没有一张名片可以运行Linux系统。所以George自己建造了一个：这是成品的样子，一台完整的基于ARM的计算机，运行由Buildroot构建的定制Linux固件。那么如何让它运行呢？卡的左下角是一个USB口，插到电脑上6秒开机，显示为U盘，还有一个虚拟串口，可以用卡壳登录。闪存驱动器内有一个README文件、一份我的简历和一些照片。shell上有很多游戏，比如Unix上的经典fortune和rogue，2048，还有一个小的MicroPython解释器。这一切都是在一张容量仅为8MB的闪存卡上实现的。bootloader的大小为256KB，内核为1.6MB，整个根文件系统占用2.4MB。所以装个系统绰绰有余。它还包含一个可写的主目录，以防有人想在那里存放一些东西。最终，一张名片的成本保持在20元左右，这对于电脑来说似乎已经足够便宜了。名片设计是一项“技术活”。GeorgeHilliard亲自设计并制作了整张名片。虽然这是作者的工作，但要找到足够便宜的元器件还是很麻烦的。处理器选择是最重要的部分，它将控制成本并确保整个项目的可行性。经过一系列的考察，George选择了F1C100s，这是Allwinner出品的一款廉价芯片，在成本优化上下了功夫。这个芯片集成了RAM和CPU，至少在功能上满足要求。没想到George小哥在淘宝上买了F1C100s，其他元器件都是在LCSC上买的。George使用JLC制作PCB板，10份约56美元。George说他对JCL的板子印象深刻，不如OSHPark的板子好，但质量还是不错的，重点是价格。第一次出来的板子是磨砂黑，有点指纹的磁性。第一次做板子的时候也遇到了一点小麻烦：第一，USB口不够长，很难接更多的USB口；其次，闪存封装错误，George手动将引脚压到组件背面。在我们验证了每个部分之后，我们可以通过重新制作板来获得文章的强度。由于电路板尺寸较小，George决定使用廉价的回流焊机一次回流所有组件。由于他可以使用激光切割机，因此他可以激光切割压模压制的焊锡模板。模板工作得很好，芯片的0.2mm引脚需要特别注意保持清洁：激光功率和聚焦非常重要。其他空白PCB板是固定板以处理引脚的好夹具，固定可以用透明胶水完成。George使用焊料手动焊接组件，他确保电路板和组件处理无铅且无害，因此用作名片没有问题。上图显示的过程结果有点偏差，但焊料实际上很容易处理，而且组装起来也很容易。每个组件的组装时间约为10秒，因此作者尽量减少了组件数量。这样的名片多少钱？此前，乔治已经尽可能地降低了成本。他觉得现在已经够便宜了，就算把名片寄给别人也不会心疼。当然，只有重要的熟人才会收到这样的名片，毕竟所有的部件都得一个一个组装起来。以下所有费用均不考虑组装时间，动手能力强的读者可以考虑自己制作。当然，笔者也表示，还有很多成本是无法量化的，比如运费、试错等等。但是20块钱已经很低了，尤其是对于一块可以跑linux系统的板子来说。这其实反映了企业生产端设备的成本，元器件的成本比我们想象的要低很多。名片性能如何嗯，6秒启动超级精简的Linux系统。由于格式和成本等因素，名片上没有I/O、网络模块等占用资源比较大的程序。不管怎样，George已经将一些有趣的应用程序复制到固件映像中。USB我们可以通过USB做很多有趣的事情，但是作者有意将名片保持得很精简，我们可以在电脑上尝试一些事情。Linux允许我们使用一些像设备这样的小工具。作者还将芯片之前的一些开发工作转移到了名片上，因此可以拥有USBgadgetframework的全部功能。George决定模拟一个预先构建的闪存驱动器，并通过虚拟串行端口提供shell服务。以root用户登录shell后，我们就可以运行所有的模拟串口控制台了：rogue：经典Unix游戏《地牢爬虫》；2048：2048游戏主机版；fortune：各种名言，为其他应用节省空间，不包含完整的数据库；micropython：一个非常轻量级的Python解释器。在编译仿真闪存驱动器期间，构建工具可以生成一个小的FAT32映像并将其添加到UBI分区。如前所述，LinuxGadget子系统将其作为存储设备提供给PC。如果你想看看闪存驱动器是怎么回事，最简单的方法就是查看源代码，其中有一些作者的传记和介绍。优盘源码地址：https://github.com/thirtythreeforty/businesscard-linux/tree/master/package/businesscard-flashdrive/files制作这种名片需要什么资源？在制作主板名片的过程中，George使用了一颗F1C100s芯片，上面运行着Linux5.2的主流版本。此外，他还提供了一些关于F1C100s芯片的文档，供读者学习。源码George在GitHub上开源了Buildroot树，读者可以自行查看。Buildroot树包含生成NOR闪存映像的代码，然后通过处理器的USB下载模式安装该映像。此外，Buildroot树还包含游戏和其他有用的包，例如将财富软件添加到Buildroot。如果您想在项目中使用F1C100s芯片，这是一个很好的起点（如有任何问题，请随时联系）。Buildroot树项目地址：https://github.com/thirtythreeforty/businesscard-linux另外George重新安排了Icenowy发布的F1C100s的开发，可以运行Linux4.9版本。George的卡片运行在接近主流的5.2版本上，带有补丁和调试。Icenowy/linux项目地址：https://github.com/Icenowy/linux/tree/f1c100sthirtythreeforty/linux项目地址：https://github.com/thirtythreeforty/linux/tree/f1c100s-v5.2.4对于F1C100s芯片，George相信他拥有迄今为止最好的U-Boot配置编译端口，同样部分基于Icenowy的工作。U-Boo项目地址：https://github.com/thirtythreeforty/u-boot/tree/f1c100s-v2019.04F1C100sDocumentationGeorge找到了以下关于F1C100s的文档：AllwinnerF1C100sDatasheet（提供pinouts和generalinformation）：https://www.thirtythreeforty.net/media/F1C100s_Datasheet_V1.0.pdf；AllwinnerF1C600ReferenceManual（提供F1C600的寄存器定义，是F1C100s改版的改进版，支持Linux）：https://www.AllwinnerF1C600ReferenceManualthirtythreeforty.net/media/Allwinner_F1C600_User_Manual_V1.0.pdf；Sipeed的LicheeNano（乔治用来让他的软件顺利运行的开发板）的示意图：http://dl.sipeed.com/LICHEE/Nano/。最后，如下图所示，George上传了制作电路板名片的原理图。有网友评论电路板名片原理图：“让我难以置信的是，这么一块售价1.42美元（约合人民币10元）的芯片，几乎包含了驱动Linux所需的所有硬件：500MHzCPU、32MBSDRAM、2DGPU,SD/MMCsupport,USBcontroller。它们都被封装在一个10mm×10mm的微型芯片中。这让我很想进入嵌入式开发的坑。”项目感悟George说他从这个名片项目中学到了对很多人来说，这是他第一个使用回流焊接来回流元器件的项目。另外，对于一些缺乏文档的元器件，George不得不学会寻找必要的资源。在项目过程中，George借鉴了他在嵌入式Linux和设计PCB方面的经验。该项目并非完全没有缺陷，但它体现了他的能力。此外，乔治说他正在研究如何从头开始构建硬件和软件，用于小型、廉价的Linux系统，如电路板商业名片。
