Diseñar y construir una computadora de una sola placa [cerrado]

AFAIK, no hay una buena fuente general sobre el diseño de una computadora de placa única (SBC). Puede encontrar alguna ayuda específica en las notas de las aplicaciones de los fabricantes.

Desarrolle sus habilidades haciendo proyectos pequeños, específicos y de bajo costo. En mi humilde opinión, empiece poco a poco y aprenderá más rápido, con menos costo o frustración.

(Los fabricantes de telescopios dicen: "¿Cuál es la forma más rápida de hacer un telescopio de 12"? Primero haga un telescopio de 4 ".")

Comience con los MCU, que son los más sencillos para comenzar a trabajar. Luego agregue memoria externa a través de una MCU con interfaces de memoria externa. Luego Ethernet y USB para acostumbrarse a ellos.

Puedes comenzar con algo donde puedas obtener mucha ayuda, como un Arduino.

Plan de hacer varios proyectos. Trate de hacer que cada uno funcione correctamente. Espere que algunos puedan ser difíciles, o no funcionen. Las mayores sorpresas son las cosas que no imaginamos. Hacer que algo funcione correctamente, en lugar de trabajar parcialmente, ayuda a encontrar las mayores sorpresas.

Intente decidir la escala de tiempo para un proyecto y apéguese a ella. Es muy fácil ser demasiado optimista, entonces cuando todo lleva más tiempo, ignora ese aprendizaje. En mi humilde opinión es mejor establecer un objetivo, reconocer las cosas que tardaron más de lo esperado y aprender de ello.

Espera tomar 6 meses o más, así que no trates de hacer demasiado en un solo proyecto. Incluso si puede hacer esto a tiempo completo, habrá tareas que dependen de los demás y que demoran más de lo esperado. Debido a que están fuera de su control, no hay mucho que se pueda hacer (aparte de lanzarles dinero).

A menos que tenga fácil acceso al equipo de prueba, espere gastar más en herramientas y equipo que en piezas y PCB. Esté preparado para comprar tablas de desarrollo; tener una forma de probar y verificar el comportamiento ahorra una gran cantidad de tiempo. Incluso para un tablero de bricolaje, tener una comparación de trabajo ayuda mucho y se amortiza de manera inesperada.

1. Investiga lo que puedas de diseños existentes. R-Pi es probablemente el más fácil de descubrir. Reutilizar buenas ideas. Los fabricantes publican algunas notas de aplicación para familias de piezas específicas que pueden ayudar.

2. Aumente su competencia con un paquete de diseño de PCB. Es probable que los paquetes BGA necesiten más de dos tableros de capas, por lo que Eagle es menos útil que otras alternativas gratuitas. Si es posible, encontrar algunos paquetes de diseño de PCB. Pruébalos por unos días y decide cuál te gusta, intentando hacer un proyecto. Hay algunas guías en la red de fabricantes sobre cómo diseñar tableros para MCU o bajo nivel de ruido. Hazlo más desafiante; trate de hacer tablas con una pista / espacio grande y muy pequeño en un área restringida. La práctica en tableros más simples debería ser rentable más adelante porque verá más rápidamente cómo colocar las piezas para facilitar el enrutamiento.

3. Soldadura de montaje superficial. Los paquetes BGA son duros. Comience con un tono similar, pero con paquetes más fáciles como LQFP, luego mueva a UFQFP, luego a BGA. Diseñe y haga algo, preferiblemente utilizando PCB de 2 capas, para que pueda experimentar cómo hacer, depurar y hacer que funcionen. Hay MCU útiles disponibles en todos esos paquetes por unos pocos $.

4. Cultiva un fabricante de PCB. Busque servicios con una buena reputación y con las especificaciones que cree que necesitará. Un servicio de PCB de bajo costo y pequeño volumen como OSHPark podría valer la pena cultivarlo. Encontré laen en OSHpark muy útil.

5. Diseñar hardware depurable. Práctica. Revisa cada proyecto cuando esté completo y funcionando. Cada proyecto enseñará algo. Mantenga un "libro de registro" o un registro escrito para recordarse lo que fue difícil, fácil y sorprendente en cada proyecto, así como la forma en que lo hizo.

6. Practica abrir un sistema operativo en un SoC. ¿Cómo se mencionaría por ejemplo? Linux en una nueva placa? Puedes practicar eso usando un R-Pi o BeagleBone. Una vez que tenga esto bajo su control, podría pasar a los SoC que desea usar, o tener mucho menos soporte. (O manténgase en SoC con un montón de soporte de sistema operativo ya).

Editar:
Si tiene una idea muy clara sobre qué familia de SoC desea utilizar, y el mismo fabricante hace MCU en partes de frecuencia mucho más baja (TI, STM, Freescale, etc. .) entonces puede querer comenzar con sus MCU. De esa manera, se acostumbrará a leer su documentación, a usar sus foros, y también comenzará a tener una idea de lo difícil que es utilizar sus productos.