Diseñar Motherboard

[jnric]

Hola electro-geeks!

Siempre he tenido la curiosidad de saber cómo crear una placa base desde cero.. con su procesadorcillo, su memoria, sus controladores, etc. Supongo que desde la teoría a todos nos parecerá relativamente sencillo, pero cuando uno se lo plantea enserio, empieza a temblar!

He abierto este tema para que entre todos podamos compartir información sobre diseños OpenSource y sistemas desde donde partir un diseño fiable. He googleado un poco el tema pero me encantaría saber vuestra opinión y puntos de vista .

Mi idea inicial es usar un esquema muy sencillo con el que empezar, con un procesador de la familia atom (mejor en cuanto a consumo), varias ranuras PCI para tarjetas externas (cutres graf. y sound...), algo básico de RAM, y una memoria flash como "disco duro", así como un controlador USB Host y poca cosita más para no complicar el tema (como por ejemplo el reloj y la BIOS).

Lo que se querría intentar también es hacer correr sobre él alguna distribución UNIX que no esté demasiado cargada de gráficos y historias que consuman cpu. Lógicamente no espero correr W. Vista sobre algo tan frágil, no vaya a ser que implosione y cree un agujero negro.. DDD dejémosle ese trabajo a los del LHC D

En fin máquinas, ahí os dejo mi propuesta, me encantaría que el tema progresara y sacáramos algo decente entre todos!

Saludoooos !!

 

[MGustavo]

Muy interesante la propuesta. Hace unos pocos días estuve con la misma inquietud que la que planteás en el POST. Yo estoy cursando Ing. Electrónica, en micros, más o menos estuve viendo algo de ARM7, pero muyyy por arriba. En fin, si puedo aportar algo, con gusto, aunque no va a ser mucho... casi nada en realidad ¬¬ . Pero me anoto para seguir el tema, y leer un poco, a lo mejor algo sale.

Habría que partir del procesador, bien sencillo, y ya trabajar en base a dicho micro. Para que el hilo del POST no sea demasiado extenso, y que se pueda llegar a una idea concreta finalmente.

Es tu idea .. así que elegí un microprocesador, y empezamos buscando hojas de datos como para calentar motores!. Si alguien tiene más conocimientos, dará su opinión, y si hay que modificar algo ... se hace.

PD: Estoy por rendir unos finales, pero apenas termine, me pongo al día con el POST.

Saludos!!

 

[jnric]

Gracias MGustavo por responder tan rápido Me alegro de que este tema te motive tanto como a mi. (Yo también estudio ingeniería electrónica)

He tardado algo en contestar por que he estado debatiéndome conmigo mismo sobre cómo encarar este "proyecto"...

En este caso encuentro lógico hablar de LowCost. No hay que olvidar que es un proyecto amateur, y la electrónica a este nivel suele ser algo cara.

Para elegir procesador es necesario saber las prestaciones que le queremos dar a nuestro dispositivo... Por tanto, tras comparar todos los dispositivos existentes, y si os parece buena idea, creo que el diseño que deberíamos tener en mente y el que guarda más equilibrio entre el coste y las ganas es un tabletPC.
¿Por qué?

• Es sencillo: Al ser un dispositivo móvil necesita de un bajo consumo, por tanto menos componentes, procesadores con menos instrucciones y más lentos... lo cual disminuye el precio y la dificultad.
• Cumple con los requisitos que habíamos propuesto: procesador simple, poca necesidad de RAM, la memoria flash evita elementos mecánicos (HD), por lo que baja el consumo, peso, tamaño...
• Sobre él puede correr un SO sin muchas aplicaciones innecesarias, del estilo Android o Linux.
• Más cosas: necesitaría una conexión a internet, lo cual nos daría paso a aprender cómo instalar un módulo wireless, que también es interesante. Otro elemento muy atractivo para aprender a manejar es una pantalla táctil, supongo que resistiva que serán las más baratas.

Esta es mi opinión. ¿Creéis que es acertada? ¿Veis algún contra que no haya visto? ¿Creéis que podría haber algo más simple e igual de útil? (Porque ya que nos proponemos diseñar algo, tendrá que tener una utilidad futura)

Gracias por escuchar, y espero vuestras respuestas para empezar a pensar en componentes y diseños!!

Saludos !!

 

[dragondgold]

Mmm si tu objetivo es construir algo como una tablet PC yo no me tiraría a algo como microprocesadores sino microcontroladores, podrías usar algún dSPIC de Microchip, las memorias externas son facilmente aplicables con targetas SD y microSD de varios Gb al igual que los módulos Wireless, GSM, GPS.
Me parece que un microprocesador es demasiado para esa aplicación, además hay mucha información y ejemplos sobre el control de esos dispositivos en la red y no tienen costos tan elevados. El control de las Pantallas LCD Color podría ser un tema algo complicado, los paneles touch para funciones táctiles no son nada complicados de manejar. En fin es mi humilde opinión, yo estoy realizando un proyecto similar pero mucho más pequeño en poder y tamaño con un LCD de celular color algunos botones táctiles y un PIC18F4550.

Saludos y espero poder colaborar en algo se ve muy interesante!!

 

[jnric]

Hola dragondgold, gracias por el interés!

Creo que un microcontrolador esta pensado para tareas mucho más específicas que ésta (control de recursos, como por ejemplo una pantalla, un puerto serie, audio...), y si hay que correr un SO sobre ello necesitaremos un microprocesador, ya que han sido pensados para ello. Más que nada por la diferencia de velocidades. Un controlador suele funcionar como mucho a centenas de MHz, en cambio un procesador trabaja desde 400MHz (por ejemplo) hasta los GHz. Tampoco buscamos velocidades muy altas, simplemente que se mueva con agilidad y poder hacer cositas chulas con él después...
Está claro que no le vamos a instalar un procesador de grafeno a 100GHz... aunque no estaría mal ... Sé que meterle según qué procesador a un tabletPC sería exagerar, por eso quiero trabajar con los más baratos y sencillos... pero tampoco hay que olvidar el tema del que tratamos: Diseñar una Motherboard

Actualmente estoy dudando entre una arquitectura intel Atom o una ARM (que son los que usan muchos móviles)

He encontrado este procesador atom [http://es.rs-online.com/web/search/searchBrowseAction.html?method=getProduct&R=6827390] que siendo el más baratito cuesta 26€ + gastos de envío + I.V.A.

Todavía no he encontrado ninguno ARM para comparar... ¿¿me hecháis una mano?? ¿¿Conocéis algún otro dispositivo con el que comparar??

Gracias a todos por el interés

Saludooos

 

[jnric]

[...] las memorias externas son facilmente aplicables con targetas SD y microSD de varios Gb [...]

Por cierto dragondgold, esa idea me ha gustado investigaremos sobre ello, en cuanto a velocidad de acceso y formato.. GRACIAS

Saludoos!

 

[dragondgold]

Antes de seguir, sí perdí el objetivo principal que es desarrollar un motherboard disculpa. Es correcto lo que dices ahora que lo pienso mejor, pero te comento que estas intentando fabricar una PC, encima portátil, con limitaciones de espacio y consumo que conlleva. Me parece que es empezar demasiado de una digamos, no es algo muy fácil de hacer. Tienes alguna experiencia previa con microprocesadores? Sabes programarlos? Yo antes de elegir el procesador haría una lista de cosas que quieres que tenga la TabletPC, que LCD, que resolución, que programas piensas correr, espacio de almacenamiento, vida útil de la batería, tamaño, como piensas disipar el calor producido y esas cosas antes de elegir el procesador en cuestión, haz una lista y posteala así tenemos más en claro los objetivos y a partir de ahí seguimos con el resto.

Saludos

 

[HADES]

Bueno yo no es que sepa como hacer un motherboard(como una computadora de verdad) pero he visto que cuando tratan de recrear una computadora el cpu y los perifericos pues la verdad no tiran a tanto en general usan para programar el Zilog Z80 y compuertas y demas perifericos

Les adjunto un diagrama con el cual pues no seria la computadora Apollo pero seria muy buen primer proyecto con uProcesador para experimentar ojala y les sirva!!!

Saludos! HADES

 

[dragondgold]

Esta interesante el esquema, pero para una TabletPC se queda basante corta en poder no Por eso comentaba anteriormente que no es facil arrancar así de una con tanto procesamiento como un Tablet PC.

Saludos

 

[HADES]

Esta interesante el esquema, pero para una TabletPC se queda basante corta en poder no Por eso comentaba anteriormente que no es facil arrancar así de una con tanto procesamiento como un Tablet PC.

Saludos

jejej si es cierto! yo comentaba que pues podria hacerse o experimentar primera en hacer esta primero para tener una idea bien cimentada (despues de hacerlo funcionar claro esta) de como funciona un entorno basado en uProcesador y despues pues ya tirar un poco mas alto en fin mi opinion ojala a alguien le llegue a servidor saludos y sigo al pendiente de esto!


HADES

 

[jnric]

Hola a todos!

La verdad es que sí que esta interesante el esquema que nos has proporcionado HADES. Y sí dragondgold, a lo mejor estoy apuntando demasiado alto para un inicio. La verdad es que sólo tengo experiencia sobre microcontroladores, como cualquier ingeniero electrónico, y realmente esperaba que con microprocesadores funcionase de forma similar.

estas intentando fabricar una PC, encima portátil, con limitaciones de espacio y consumo que conlleva.

El primer problema que has marcado, dragondgold, que es lo de diseñar un PC, es lo que más me atrae y por lo que más curiosidad siento, porque nunca he sabido cómo hacen para programar el core del procesador para que arranque sin SO y poder administrar BIOS (EEPROM) y todo eso... y luego instalarle el SO encima. Me encantaría aprenderlo, y suponiendo (mal o bien) que todos los procesadores funcionarán del mismo estilo pero con las peculiaridades de cada uno, prefiero no andar con rodeos y empezar centrándonos con el que más nos interese. Por eso me he visto motivado a generar este tema

En cuanto a lo de las limitaciones de espacio tampoco lo veo un problema, ya que no busco fabricar una réplica del iPad Soy realista y sé que será un prototipo que dependerá de los recursos que tengamos cada uno en su universidad/casa. El tema es que lleguemos a un esquema funcional y que disfrutemos fabricando y aumentando nuestro espíritu geek

Y lo de la batería, consumo etc, se puede discutir. Si nos centramos en componentes que sabemos que funcionan perfectamente en dispositivos reales móviles, como tablets, netbooks, celulares, etc, creo que lo del bajo consumo saldrá por si solo. De todas maneras podemos partir de un modelo estático, creándonos una fuente de alimentación y enchufándolo a la red.

Pese a todo lo que he dicho, todavía no esta definido el esquema definitivo, de hecho acabamos de empezarlo, por tanto estoy abierto a nuevas estrategias.. Me encanta que aporten ideas y que pongan en duda las mias, es un ejercicio de debug perfecto Muchas gracias a todos y espero sus respuestas!

Saludooos!

 

[dragondgold]

La verdad es que sólo tengo experiencia sobre microcontroladores, como cualquier ingeniero electrónico, y realmente esperaba que con microprocesadores funcionase de forma similar.

Bien, empecemos por ahí, si vamos a ponernos las pilas ese es el comienzo, hay que aprender y estudiarse como funciona un uProcesador, por lo menos lo básico. No se si los uProcesadores se programan pero de ser así buscaría que compiladores estan al alcance y a partir de ahí buscar el uProcesador y empezar a desarrollar algún programa simple que por ejemplo muestre la palabra HOLA en un display LCD color e ir avanzando de a poco. Es mi opinión.

 

[jnric]

Yo antes de elegir el procesador haría una lista de cosas que quieres que tenga la TabletPC, que LCD, que resolución, que programas piensas correr, espacio de almacenamiento, vida útil de la batería, tamaño, como piensas disipar el calor producido y esas cosas antes de elegir el procesador en cuestión, haz una lista y posteala así tenemos más en claro los objetivos y a partir de ahí seguimos con el resto.

Me parece muy buena idea. Entre todos podríamos ir aclarando cada uno de esos puntos.

Por ejemplo yo no conozco ningún fabricante o tienda de LCD's táctiles baratos ni siquiera cómo funcionan. Podríamos buscar algo sencillo, cuanto más barato mejor, poniendo un límite de 10 pulgadas (suficientemente grande).

Los programas, más que nada serian los que usa cualquier tablet.. editor/visualizador de texto, acceso a web, visualización de imágenes y vídeos poco pesados, etc. Cuanto más le exijamos sera peor en cuanto a precio, consumo y prestaciones... ¿Que pensáis sobre ello?

El espacio de almacenamiento puede solucionarse con cualquier memoria SD, microSD, icluso dispositivos USB. El peso del SO no creo que supere los 10GB ni mucho menos, sino lo encontraría exagerado, y de tamaños superiores a ese podemos encontrar muchos típos de memoria.

Lo de la batería y el tamaño lo dejamos para más adelante...

Disipación, se tendría que ver, creo que las tablets no llevan ventilador, pero por ejemplo un atom suele ir en netbooks y estos si que llevan ventilación.... a ser posible evitaremos eso.. Pero tampoco lo veo muy problemático.

¿Se os ocurren más puntos a tener en cuenta?

Gracias a todos.

Saludos!

 

[dragondgold]

Sí, un punto que debemos tener en cuenta también es el tema gráficos, el procesador debe ir a compañado de otro procesador de gráficos que sería el encargado de la pantalla LCD y de todo cálculo para descifrar archivos a pixeles para el LCD. Comienza investigando sobre microprocesadores y procesadores de video, busca lo que tienes a tu alcanze, buscamos algún LCD color con alguna memoria y empezamos a hacer algunas pruebas básicas antes de seguir.

 

[jnric]

Estupendo!! Hacía falta esa motivación Gracias dragondgold

A partir de ahora nos centraremos en buscar información sobre la preprogramación del microprocesador y la cooperación con un procesador gráfico. Se agradecerá cualquier aportación sobre el tema, cualquiera que sea, let's go!

Saludoos!

 

[dragondgold]

Bueno antes de seguir quiero decirte algo jnric, cual es tu nombre? Me parece que debería encaminarte en otro proyecto más simple y luego mejorarlo para el uso de microprocesadores, no es echarme para atras ni tirar mala onda pero es algo bastante complejo la comunicación de todos los periféricos, almacenamiento de datos, buses, operaciones de punto flotante para procesamiento gráfico, sistema operativo, pantallas LCD color y táctil, internet, y todas esas cosas es un salto grandísimo jnric. Mi humilde opinión es que hagamos un proyecto algo menos ambicioso que le sirva al mundo si es que esa es tu intención y que vas a poder aprender mucho también y a costos menores y luego puedes ir mejorandola e ir de a poco introduciéndote en los uProcesadores.

Por ejemplo, siempre me resulto fastidioso que cuando trabajas en electrónica tengas las cosas que necesitas por separado en diferentes lugares que debes ir a buscarlas, que no tienen bateria, que este o funciona, que no tenemos, que no funciona bien. Un día se me ocurrió hacer un dispositivo que incluyera un amperímetro, voltímetro, calculadora, calculador de ley de ohm y watt, medidor de resistencias y continuidad, medidor de capacitores y bobinas, frecuencímetro, generador de señales y esas cosas todo en un pequeño dispositivo del tamaño no mayor a un celular con una interfaz gráfica amigable. Esto es fácilmente aplicable a uControladores, no demasiado complicado y muy util a la vez para todos los que estamos en este grandioso mundo de la electrónica. Luego podrías llevar esto a algo mas complejo con uProcesadores y pantallas táctiles y esas cosas. No se, que te parece?

Saludoooos

PD: observa aquí lo que era un motherboard hace 14 años, y eso no procesa demasiado que digamos no? :S http://www.taringa.net/posts/apunte...ix-MediaGX_-CPU_GPU-existio-hace-14-anos.html

 

[jnric]

Hola again! Para todos, mi nombre es Joan Enric (Juan Enrique en Español) que simplificado resulto jnric

Mira dragondgold, desde un principio soy consciente de la complicación que conlleva el tema en cuestión, y no esperaba para nada tenerlo terminado mañana jajaja, la cuestión es ir paso a paso con cosas pequeñas, aprendiendo y creciendo, y algún día poder sacar un "manual del ingeniero electrónico" donde se incluya este tema como tutorial, sobre cosas a tener en cuenta a la hora de diseñar un PC.

No me has hechado para atrás ni mucho menos, tranquilo Y tu idea me parece igual de interesante, me encantaría tener uno de esos aparatos multiuso a mi alcance pero creo que deberías abrir otro tema para tratarlo, en el que me encantaría participar.

Igualmente, si os parece, seguiremos investigando sobre el tema y poco a poco creo que llegaremos a buen puerto. Como dice tu firma dragondgold:

"La conclusión final es que sabemos muy poco y sin embargo, es asombroso lo mucho que conocemos. Y más asombroso todavía es que un conocimiento tan pequeño nos pueda dar tanto poder."

Yo sé muy poco, pero la suma de todos nuestros pocos conocimientos puede resultar algo maravilloso !!

Gracias por la atención a todos !

Saludoos!

 

[dragondgold]

Jaja ok esta bien. Voy a hacerme un tiempo a ver que averiguo sobre programación de los uProcesadores y comento apenas tenga algo. Seria bueno que alguien que alla tenido experiencia con esto se acercara y nos guiara un poco

Saludos!!

Encontré un PDF sobre uProcesadores no lo leí demasiado pero parece interesante como para empesar echenle un vistazo

 

[jnric]

Yo encontre este tablet bastante sencillo (NVSBL P4DV1)[http://www.carrefouronline.carrefou...o&nivel_desplegado=nivel2_5&itemId=141701088 ]

Sin antes saber cómo estaban hechos los tablets, veo que no vamos tan mal encaminados. Podemos tomarlo como referencia.

Otros tablets interesantes:
[ http://en.wikipedia.org/wiki/WeTab ]
[ http://www.junauza.com/2010/05/shogo-linux-tablet-potential-ipad.html ]

Otro apunte, si usamos un GPU standard, creo que no será nada complicado utilizarlo mediante openGL, o eso es lo que he entendido leyendo: [http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_procesamiento_gráfico] El problema sera encontrar el esquema y componentes de un GPU standard

Let's see.

Saludos !

 

[HADES]

Bien, empecemos por ahí, si vamos a ponernos las pilas ese es el comienzo, hay que aprender y estudiarse como funciona un uProcesador, por lo menos lo básico. No se si los uProcesadores se programan pero de ser así buscaría que compiladores estan al alcance y a partir de ahí buscar el uProcesador y empezar a desarrollar algún programa simple que por ejemplo muestre la palabra HOLA en un display LCD color e ir avanzando de a poco. Es mi opinión.

solo un comentario:

hasta donde se si y es en Assembler (o por lo menos donde estudie solo enseñaron) y asi mismo se que los simuladores de oshon soft traen para silmular el Zilog Z80 pero igual no se que uProcesador van a terminar usando...