HiFive1 – deska s otevřeným čipem RISC-V

František Kučera se v příspěvku na svém blogu věnuje plně otevřené vývojové desce HiFive1 s otevřeným čipem RISC-V. Deska sice nenahradí počítač a nelze na ní pustit GNU/Linux, ale přesto je poměrně výkonná a dá se na ní postavit spousta užitečných zařízení. Společnost SiFive dělá i HiFive Unleashed, což je větší a výkonnější vývojová deska, na které už lze plnohodnotný GNU/Linux provozovat.

8.8.2018 18:11 | Ladislav Hagara | Zajímavý článek

Komentáře

[BFU]

Zdrojaky toho chipu a routovani pro fabrikaci je kde , kdyz je to otevreny ?

[Ovoce]

Mě přijde, že strašení tím, jak je běžnej neotevřenej hardware nesmírně nebezpečnej a aktivně prolezlej zradou, jako suverénně největší FUD kampaň týhle dekády :) A to si nedělám srandu, to slovo 100% sedí v původní definici, i v té trošku přenesené, podle které FUD = nepravda.

[Agent]

Mě přijde, že jsi provokatér.

[snajpa]

Mne prijde, ze to prinejmensim podcenujes.

[alkoholik]

Vzhledem k chybam v ME, Spectre, Meltdown a podobne by se o Vasem nazoru dalo s uspechem pochybovat.

[Ovoce]

Nedávno se tu o FUDu debatovalo v kontextu toho ARMu a převládající názor byl, že ve FUDu je část pravdy, ale to nevadí tomu, aby se to za FUD označovalo. Link.

A to tady sedí. Proč tomu říkám FUD je proto, že to zrnko pravdy se hooodně přehání a přibarvuje, a to je to, co mi na tom vadí. A tady je to přehnané o dost víc, než v případě toho ARM vs RISC-V. ARM to vzal dost seriózně, v podstatě tvrdil celkem pravdu a nebyl ani agresivní. Stejně se na něj fandové RISC-V sesypali a dělali z toho skandál.

V případě Spectre, to je IMHO skoro jasnej bug, mluvit o tom jako o backdooru není nic jinýho než konspirační teorie, a u ME to s velkou pravděpodobností jsou jenom konspirační sračky taky. Takže mluvit o tom bez jakýhokoli bližšího vysvětlení nebo distinkce jako o backdooru a trojským koni? (tj. cpát ostatním svůj hodně radikální a nijakými důkazy nepodloženej názor jako fakt) Co jinýho je to, než FUD? Intelektuálně je to nepoctivý. Ale evidentně to málokomu vadí, krásnej dvojí standard.

Proč jsem tu o tom začal kafrat je ale proto, že si všímám, že se v open source komunitě obecně rozmohla taková šikovná zvyklost: cokoliv nepříjemného se označí za FUD a tím se to krásně diskredituje a odmítne, i když na tom třeba něco je. Ale zeto propagátoři open source se vůbec nestydí FUD úplně stejný povahy používat pro svoje potřeby* a kolikrát je to o dost nepoctivější a víc zavádějící FUD než co si třeba dovolí velké firmy (které mají právní oddělení, bojí se soudních sporů a tak, takže to, co někde vydají, bývá o dost opatrnější).

Mimo tenhle případ (hodně podobně straší třeba Raptor Engineering, Librem) jsou krásnej příklad třeba ty pamflety FSF proti Windows (BadVista, Windows Seven Sins nebo tak nějak), to taky kolem reality spíš jenom běželo.

[snajpa]

No, co na to rict, nez ze "vitej do beznyho startupovyho sveta"? Takhle to chodi uplne normalne a z vlastni zkusenosti muzu rict, ze kdo to neprehajpuje, bude muset skoncit, protoze ho prevalcujou ti, co ano. Dobry produkt, nedobry produkt, to rozhoduje az potom, az po uvodnim nadseni, jestli bude schlazene realitou, ci ne. V SiFive je nalitejch fakt hodne penez, po novu tam ma svoje penize i Intel. Management SiFive si nemuze dovolit riskovat, musi jet na jistotu a pokud na neco lidi slysi a neni to prilis v konfliktu s realitou, pouzijou to. A tady to teda v konfliktu neni vubec, jenom to neni tak horke, jak to prezentuji.

[Ovoce]

Já mluvil spíš o tom odkazovaným blogu, ne o tom, co říká SiFive. Tam si nepamatuju, jak moc tu konspirační notu jedou (Raptor vím, že docela dost, komentáře jejich člověka na PHoronixu, ten jejich kanárek, etc).

[Fluttershy, yay!]

Meanwhile…

project:rosenbridge reveals a hardware backdoor in some desktop, laptop, and embedded x86 processors.

The backdoor allows ring 3 (userland) code to circumvent processor protections to freely read and write ring 0 (kernel) data. While the backdoor is typically disabled (requiring ring 0 execution to enable it), we have found that it is enabled by default on some systems.

[Petr Tomášek]

hm,kdo dnes ještě používá procesory VIA ?

[Fluttershy, yay!]

The C-series processors are marketed towards industrial automation, point-of-sale, ATM, and healthcare hardware

[Ovoce]

Podle toho, co bylo napsané pod tou novou zprábičkou o tomhle, tak tohle bylo zdokumentované a inzerované jako feature, vypadá to jako bypass x86 dekodérů a vykonávání kódu rovnou v ISA interních uopů. Takže tím fuzzingem akorát odhalil, jak se to spouští, což bylo asi původně v NDA/placené dokumentaci (možná ani to, holt asi akorát neznal ty dřív běžně dostupný informace).

Akorát je asi bug (nebo špatné nastavení?), že to na některých deskách nevyžaduje roota, což dle desginu mělo, jestli to dobe chápu. Jenže, bug se nerovná backdoor. Jó ale jak je to "evil x86", tak je najednou OK tyhle silný slova automaticky používat. Ale to by byl skandál a spravedlivý rozhořčení, kdyby se taková chyba našla v něčem "našem" floss/etc a nějakej "shill" by si takjle dovolil FUDovat :)

[Martin Mareš]

Backdoor to sice nejspíš není, ale když výrobci BIOSu nedovedou takovouhle přímočarou featuru nakonfigurovat bezpečně, jsou na místě obavy, co všechno zvládli napáchat u dnešních daleko složitějších CPU :)

[Petr Tomášek]

Jako "modul" je to bohužel příliš drahý (srovnej např. omega2+ s linuxem), jako samotný chip sice cena ujde, ale pro takové to domácí bastlení to taky moc není, protože je nutná spousta externich komponent - např. flash, ram, to, že chip chce 3.3V + 1.8V tomu taky moc nepomůže.

Zlaté AVR, ke kterému dám stabilizovaných 5 nebo 3.3V, několik málo blokovacích kondenzátorů, když jsme moc náročný krystal s příslušnou bižuterií a můžu jet...

Ale pochopitelně idea otevřené architektury je mi sympatická...

[snajpa]

Zlate coze? Jak to muzes vubec srovnavat, strejdo? 8bit a 32bit jsou a budou naprosto nesrovnatelny svety, ktery vidim srovnavat akorat lidi, co maji problem se ucit neco novyho. U 8bitu staci busit, na 32bitu potrebujes nasavat, abys pochopil kousek vic, a byl ten cip vubec schopny poradne zapnout a naclockovat... Ale tak jasne, na aplikace, kde by stacila 555tka, AVRko co by ne. Na cokoliv slozitejsiho je to uplne zbytecnej discomfort

[snajpa]

Jinak 5 kusu tohohle cipu za $25 mi teda neprijde az takova raketa za 32bit MCU tak vysoko clockovanym... Je teda pravda, ze treba deleni vyjde pomalu, na clock per bit, ale tak, pri 350 MHz to asi neni az takova tragedie. Na to, ze je to prvni maloserie, je to IMHO vcelku slusnej vysledek. Akorat teda je to vykoupeny mensi plochou cipu, nez dodaji zabehnuti vyrobci za tech $5 - tam bude vic pameti a flashka...

[Kate]

Taky si říkám. Tohle konkuruje spíš deskám s Cortex M0, což už cenově nemusí být tak dramatický rozdíl… Srovnávat to s deskou s Linuxem už je mimo mísu totálně.

Osobně bych měla hroznou radost, kdyby se s RISC-V časem objevila nějaká řídící deska na 3D tiskárny typu Duet/Smoothieboard. U rychlejších tiskáren AVR nestíhá a na 32 bitových deskách má ARM prakticky monopol.

[snajpa]

Vsechno postupne bude, akorat nam v bejsu to bude chvili dyl trvat, protoze lvl hard via Haskell & potreba si cca vsechno, co je bezne dostupny jako C spagetolibky, reimplementovat Port na RISC-V je akorat cca underway. Pravdaze nas focus je ted spis smerem BLDC a CANOpen, nez hracicky typu stepstick, ale az se dostanou kluci k motion planneru, dodelat tikani nozickama stepsticku je tak nejak "zadarmo".

[Kate]

Blázni :) Můj momentální sen je mít dost času a zkusit si napsat řízení tiskárny v Rustu pro Cortex M0 a RISC-V :)

[Petr Tomášek]

Pro spoustu jednodudých udělátek je naprosto šumafuk, zda-li 8bit nebo 32bit. Dokonce často by stačil i klidně 4bit . A pokud už to bude tak složité, že by to chtělo 32bit, tak s největší pravděpodobností to bude chtít i linux...

[sigma]

Tak to určitě ne, třeba výše zmíněné řízení motoru, pokud se bude jednat o synchronní motor s field-oriented-control, na něčem jako 8bit AVR těžko upočítáte s rozumně krátkou periodou. A na linuxu to taky dost dobře neuděláte, když se bavíme o cyklické time-critical úloze s periodou v řádu desítek us.

[Petr Tomášek]

Ano, i takové úlohy jsou, ale jsou to výjimky (u normálního bastlíře)...

[Kate]

Lidí co si bastlí vlastní 3D tiskárny (a jednu CNC frézku) znám v poměru k ostatním bastlířům celkem dost (včetně mě). A pro nějaké to domácí bastlení je celkem fajn, že ten 32 bit udýchá třeba i webové UI.

A s tou deskou s Linuxem to byl doufám vtip, už jsem takhle bývalého kolegu odrazovala že řízení kotle v domku fakt nebude dobré dělat s Raspberry, pokud ho nenechá jen poskytovat frontend k nějakému mikrořadiči bez OS…

[sigma]

Nějaký konkrétní problém s Raspberry a Linuxem? Samozřejmě safety-critical věci to dělat nemůže, ale to ani ten mikrořadič bez OS s ubastleným firmware. Ale jinak nám jich běží mnoho v 24/7 nasazení, nejstarší >4 roky, a problémy s tím nejsou, neodchází, netuhne to. Je akorát potřeba použít lepší, nebo nejlépe průmyslové SLC, microSD karty. Např. toto: https://www.unipi.technology/products/neuron-3 je postaveno na RPi, prodávají toho překvapivě hodně, a nejsou to věci na hraní. A jsou i další podobné HW postavené na RPi.

Díky masivnímu rozšíření a komunitě je stav driverů pro Raspberry SoC v kernelu skutečně velmi dobrý. Po HW stránce tedy není problém.

Po SW stránce Linux pohání i takové věci jako Siemens Sinumerik CNC, kde jakékoliv zaváhání v real-time řízení znamená potenciální zničení obrobku s někdy i milionovými škodami.

[snajpa]

Nekdo (vc. mne) ma proste problem pouzivat hardware, ktery je ze zbytkovych chipu do nevydarene varky settopboxu - a ani novejsim cipum se architektura nezlepsila. Ty ARMove jadra jsou tam nalepene "z boku" omylem. Napr. uz jenom to, ze ani stupidni vec jako zapisy na IO periferie nedojdou in-order, pokud jdou z ARM cores, ale musi se tam hodit bariera... No proste, to je takovy HW "skoc na mne z boku". To uz radsi Sitaru, to je aspon urcene na prumyslovou automatizaci (Beaglebone).

[sigma]

Jasně, I/O na RPi je total fuckup, jakmile je potřeba něco víc než jeden UART a SPI, nebo low-latency ethernet, tak pryč od toho. Sitara super, zvlášť s těmi realtime koprocesory, s tím se dají dělat divy - jako třeba v podstatě software-based EtherCAT slave, ale je to proti RPi3(+) hodně pomalé když je potřeba něco zároveň kreslit na připojený display. Pustit na tom dnešní webový prohlížeč se moc nedá. Ale na kotel doma nebo něco nenáročného na I/O, proč ne?

Zbytkové chipy to byly možná na začátku, ale poslední verze už jsou v takových množstvích, že to jsou speciální verze pro RPi Foundation. Ale ano, pořád je to "skoc na mne z boku", bo zpětná kompatibilita a osekání nákladů.

[snajpa]

No, je to super vyukova vec, ale pak mne boli to videt v produkci. Kdyz se clovek nauci a pronikne do toho, proc by mel chut na Pickach dal stavet?

Kdyz je potreba delat neco s grafikou, je tu iMX6, nove se tesim na poradnou availability iMX8 - to je myslim cca "ono", pro tyhle user-facing panely. Na ovladani serva bych tam ale i dneska cekal porad Sitaru, ono cenove je to zatim nepredstizene, dokumentace zvladnuta, siroce rozsirene je to, na real-time tikani v robotice stale jedna z nejlepsich voleb, nez se prejde na ciste rychle DSP, nebo rovnou FPGA.

Mne se libi, kdyz vyrobce sam nekasle na komunitu a patche v kernelu pristavaji z jedenznas@vyrobcovo-firma.tld. NXP ma na spoustu veci Indy a ti se teprv uci upstreamovat, tam nad tim ted brecim, ze by mohli byt chlapci kousek rychlejsi - uvidime, jak bude vypadat situace dal. Broadcom je tradicni NDA-based business, z nich se neda nic rozumnyho vymlatit a je to casto "pomoz si sam", pokud clovek nema stovky tisic dolaru na "spolupraci" s nimi. Nesel bych do niceho s jejich cipy produkcne, jeste by nastala smula, ze by se tomu zadarilo (coz mne prave staci povazovat za uspech par stovek kusu out), a pak je clovek napospas takovym ehm...

[sigma]

Proc by mel chut na Pickach dal stavet?

Zajímavá otázka. Možná to má co dělat s obecným principem, že technická kvalita a dokonalost nerozhoduje o úspěchu produktu/technologie.

My třeba děláme kritické průmyslové aplikace. Ale na spoustu věcí i v průmyslu stačí něco levnějšího - vstup pár digitálních signálů, nějaká logika, pár výstupů, někdy zobrazení a ovládání na displeji, komunikace s něčím přes sériovou linku nebo ethernet, ukládání někam do DB. Raspberry je už dnes určitá značka, kterou zná hodně lidí, nezajímá je moc low-level technické pozadí, ale je to něco "obecně známého", a už to celkem ztrácí pověst levné hračky. Akorát je potřeba to zabalit do nějaké krabičky se svorkovnicemi na DIN lištu, aby se za to člověk nemusel stydět. To je třeba to Unipi, které jsem odkazoval výše. Nebo jeden náš obdobný vedlejší produkt, kterého prodáváme kolem 1000 ks ročně do celého světa.

Technicky by mi přišlo čistější postavit to na na BeagleBone, nebo na nějakém modulu s i.MXn. Ale pak jednak přijdu o skoro všechny zákazníky, kteří se ke mě teď dostanou skrz značku Raspberry. A pak RPi+Raspbian má historicky i teď celkem bezkonkurenční komunitní SW podporu, vč. dobrého stavu věcí v kernelu (na rozdíl od BCM, a časo i NXP). A nakonec cena - za těch 35 EUR v malém množství nic jiného rozumného nekoupím. iMX8 bude super, ale cenově zřejmě podstatně jinde.

Servo control je pak úplně něco jiného. Tam TI Sitara, nebo pro jednodušší případy nějaký Cortex-M4, TMS320, nebo pro komplexnější nějaký FPGA SoC (Cyclone V, Zynq). V průmyslových servo driverech (a že jsem jich pár měl otevřených) najdete cca tohle, nebo dokonce speciální ASICy.

[snajpa]

Jo no, po hromade workaroundu se to stalo dostacujicim, byt ne dokonalym resenim na spoustu veci. Vsak se tim da vysilat i FM radio na pinu...

[Petr Tomášek]

Tak existují i různé jiné moduly (zvláště různé SOM) než jen RPi...

[snajpa]

Navic se zacne hodit, ze jsou cykly navic na kde co - a da se uvazovat mit to vsechno vc. komunikace dat na jeden cipu a jednom jadre. Ono tyhle $5 veci bych do produkce osobne asi zatim nedal, ale je fajn s tim delat devboardy na hrani.

Zkousime si hrat se soft SoCovanim nad FPGA od Lattice a myslim, ze pro ted byde lepsi si asi na motor control nakreslit desky s FPGAckama. Komunita v tomhle postupuje neuveritelne rychle a uz se rozjizdi i podpora pro ECP5 -> nemuzu se dockat, az bude moznost delat open-source PCIe cores. Je to rady mesicu daleko, staci tomu pekne kreslit hardware a dostavat ho k lidem - pro ruzne use-cases je potreba asi tak tisic a jedna deska. (prolozena mymi nejoblibenejsimi odkazy z poslednich tydnu)

[snajpa]

Hm, pres ty odkazy to neni moc prehledny nenadelat tunu zbytecnejch preklepu... Ale tak, Petre, my jsme taky jenom bastliri, akorat radi zkousime novy veci a mame z toho sport... Obzvlast, pokud se nam "to hodi do kramu". Jestli se budeme uplne nest na vlne, nebo zvladneme i delat vlny v tomhle vyvoji, je na kazdym z nas, zejo. Ja jsem mladej motivovanej blbecek pro spoustu lidi, ale bavi mne to, co delam, a delam jenom to, co mne bavi - mozna nejsme uplne "normalni" bastliri, ale rozhodne teda nejsme sami. Takhle si po sklepech hraje fakt dost lidi a na vysledky jejich prace tady cca pravidelne nadavas, ze neco menej

[Petr Tomášek]

Ale můj původní argument není, že bych chtěl bastlířům v něčem bránit, ale v tom, že je nepraktické kvůli jednoduchým bastlům navrhovat desku se spoustou serepetiček včetně nutnosti externí flashe, když jiné čipy toto vše již mají integrované.

[Kate]

Některé z dalších RISC-V čipů to budou mít nejspíš integrované taky. Tohle je první vlaštovka a je potřeba koukat na ni tak. Prostě výrobek pro early adopters, kteří nad tím chtějí zkusit vyvíjet. A jedna z hlavních výhod u RISC-V je krom zlepšení konkurenčního prostředí na trhu o dost nižší paywall pro firmu, která by na tom chtěla postavit své vlastní řešení a začít ho prodávat. Ona ta licence ARMu není zrovna malá…

[Petr Tomášek]

A kde píšu něco, co je s tím v roporu?

[snajpa]

32bit MCU s 32k flash a 6k SRAM, 20ti pinova soucastka v prijemnym SOIC pouzdru, ke kterymu neni vubec nic potreba pripojit (slusel by aspon jeden kondik), aby jel na 48 MHz, daval UART, kterej se ne*ere (oproti AVR bez krystalu), mel USB 2.0 12Mbit (nebo misto toho po pripojeni transceiveru CAN bus, nebo chip-to-cip CAN bez xceiveru) - naposled jsem ho kupoval u Mousera za 45 Kc kus pri 100 kusech. Tak ti nevim, jestli bych zrovna jako priklad, co bastlirum staci, daval AVRko, ktery pri USBcku zacina na kolika korunach? Tady je aktualni cena.

[Petr Tomášek]

jenže procesor, o kterém tady je řeč nemá ani USB, ani CAN a nemá ani interní flash (jen 8kB OTP - hahaha, by mě zajímalo, kolik kousků lidi zničí, než v tom naprogramují něco složitějšího s OTP), dokonce ani nemá všech 31 GPIO vyvedených ven, jen 23, takže má je jeden UART vyvedený. No, nevím, zatím žádný terno, doufejme, že udělají alespon verzi ve větším pouzdře (QFN64), kde bude všech 31 GPIO a 2x UART...

[trekker.dk]

SOIC rozhodně není příjemný pouzdro.

[snajpa]

Oproti QFN? Bo lepsi to s tema packagama uz moc nebude..

[pc2005]

Co takové PoP BGA?

QFM mě přijde dobrý (i když jsem ještě nepájel), žádný piny, který se můžou urvat...

[snajpa]

QFN se da, ale cca jedine v troube, obzvlast ty s mensim pitchem. SOIC se proti tomu prave da v ruce, jako cca posledni bez nadavani - SSOP a (T)QFP uz clovek se slabyma nervama v ruce nedava. Takze na tyhle jemny veci je dulezity si poresit stencil, namaznes pastu, nahazis soucastky a das zapyct. Triakovy rizeni k troube na chleba z aukra, PT100, nejaky to PIDko a jede se :)

[pc2005]

(T)QFP uz clovek se slabyma nervama v ruce nedava

A jé, TQFP budu pájet, až někde splaším superIO čip (nechce se mě ničit funkční desky a jediná nefunkční má ještě ISA variantu).

Já jsem o víkendu zkoušel destruktivně odpájet pomocí horkovzdušky pár věcí z polomrtvýho zdroje pro monitor a mělo to takovej žár že to vyboulilo PCB a nedaly se k tomu strkat ruce.

[Petr Tomášek]

A to máš jen tu horkovzdušnou pistoli na odlakovávání dřeba nebo něco s regulovanou teplotou a proudem vzduchu (např.)?

[pc2005]

Jenom tu odlakovací, ale mám rozestavěnej triakovej regulátor,

[Petr Tomášek]

Aha, já si pořídil tu z Pollin.de a když člověk nastaví dobře teplotu a proud vzduchu tak se s tím pájí velmi dobře.

Jediný, co se mi nepodařilo (resp. asi by to šlo na větší "kule", ale to jsem si netroufl), bylo odpájení mini-pcie konektoru z jinak funkční základní desky z notebooku. (Ale opdájet jsem jej chtěl proto, že jsem jej předtím klasickou mikropájkou připájel blbě a někde tam byl zkrat mezi GND a 3.3V, kvůli čemuž se deska tvářila jako mrtvý brouk. Naštěstí ale horkovzduch v kombinaci s fluxem pomohl, stačilo pofoukat a zkrat zmizel i bez odpájení ).

[Jendа]

Já teda SSOP v ruce pájel (úspěšně a bez problému) i na homemade desku bez masky. TQFP pájím úplně běžně, myslím, že už jsem jich zapájel stovky. QFN jsem dal jednou úspěšně a jednou neúspěšný rework na nekvalitní desce a s nekvalitním fluxem (pak to fixnul kamarád).

Co mě strašně štve je, že nedávám BGAčka.

[snajpa]

Jak rikam, zalezi na pitchi :) Do 100 pinu to byva v pohode u tech quad flat packu, ale treba takove 200 pinove uz jsou horsi. BGAcka s 1mm pitchem bych rekl, ze zvladnes napozicovat rucne, na desku z ciny s prilozenym stencilem by mohla jit pripajet prave v pohackovane troube - nalozis pro jistotu jenom BGAcko a zbytek rucne, az vychytas proces, muzes to vzit vsechno, kdyz to zvladnes single-sided. Z pcbway.com to s maskou vychazi, kdyz nespechas (nebo mas 3-4 projekty najednou) pri 10ks dvouvrstvych plosnaku beznych velikosti rozumne, okolo par nizkych stovek, od tri do peti, cca. Je supr, ze mas trpelivost, kdyz to chces videt chodit, tak si to takhle pekne povodis - pekna prace, ta deska ;)

[Jendа]

Příloha:

• soldering.jpg (431238 bytů)

Pro ilustraci jak vypadá takový průměrný Jenda-made prototyp s TQFP. Povrch: postříbřená měď; technologie: fólie z techplace.com, HP LaserJet 1010 a FeCl3.

[Petr Tomášek]

Stačí horkovzduch, nepotřebuješ troubu...

[pc2005]

Na druhou stranu i 500MHz 32bit může mít v sobě integrovaný regulátor z unifikovaného 5V. Ze 3.3V má myslím i PIC32.