家電なLinux

386のシングルボードコンピューター

概要

• 家電なLinux？
  　Flashカードで動作する、ハードディスクなしの linuxパソコンだ。
  これならいつでもバチっと電源が切れる。

  　とりあえず今回は、据え置きのMP3プレイヤーを作ってみようかと思う。
  ethernetが付いていれば ftpで /dev/mp3に mp3を転送すると音が鳴るぞ。





ハードウェア

• シングルボードコンピュータ
  　５Ｖ単電源、FDC/HDC/PIO/SIO/Key などのI/Fがひと揃い付いていて、大きさがハーフISAサイズと大変小型だ。 一番安いもので２万円弱で買える。 もすこしお金を出すと 10cm角大のものも買えるようだ。
  
  今回使ったSBC、JUKI-732E(31,500円)のスペック
  
  • 386-40MHz内蔵 Ali6117チップセット
    
  • 72pinSIMM x 2(max 32MB)
    
  • オンボードVGA(1MB)、LCD I/F
    
  • オンボードEthernet RTL8019(NE2000コンパチ)、SIO x 2、PIO、FDC、IDE、IrDA
    
  • PC/104バス付き、+5V単一電源動作、ボードサイズ 125mm x 180mm
    
  
  
  
• BOOK型PCベアボーン
  　i810チップセット＋CD-ROM＋専用ケースで３万円以下で買えるものもある。 あと、CPUとSDRAMとHDDを付ければちゃんとしたパソコンになる。 中にはS-Video出力が付いていて BIOS画面から表示できるものもあるので、グラフィックを使ってＴＶ画面に情報を出すこともできる。
  　今回使ったものは筐体の大きさが最小な代わり、拡張バスの無いものを選んが、サウンドボードは絶対 SB-Liveじゃないとイヤだとかいう人は、一回り筐体のおおきい代わりに拡張スロットが付いているタイプがあるのでそちらを使うと良いだろう。
  
  　今回使ったBK-i810(21,500〜29,800円)のスペック
  
  • i810チップセット、Socket370
    
  • SDRAMスロット２枚
    
  • 52倍速IDE CD-ROMドライブ
    
  • 56K内蔵モデム
    
  • VGAオンボード、NTSC S-Video出力
    
  • AC97サウンド、10M/100M Ethernet
    
  • USBx2、LPT、GAMEポート
    
  • (注)シリアルポートと、拡張バスが無い
    
    
  • 他に、CPU、CPUクーラー、HDD、SDRAMが必要。 今回は Cerelon366MHz、山洋のクーラー、IDE 270MBディスク、SDRAM 32MBを付けている。
    
  
  
  
• コンパクトフラッシュアダプター
  　シングルボードコンピュータ(以下SBC)の中には、基板上に最初から付いているモデルもあるが、５万円以上もして、ちとサブいので、IDE->CFアダプターを自作することにした。
  　CFをATAモードに設定してIDEポートに接続すれば、ハードディスクと全く同じに機能するワケである。 もちろんカードからブートも可能なはずだ。

  　DiskOnChip(DOC)と言う8MBとかのROMチップサイズのディスクデバイスを直接ボードに搭載できるようであるが、容量の割にはバカ高いので却下した。
  　ちなみに、DOCは、BIOS付きのSCSI-H/Aなどと同じ性質を持ち、メモリーエリアに BIOSを展開してブートする格好なようである。

  　実は、CF->IDE アダプター基板(専用のFlashモジュールと呼ばれるオプション端子も装備されている)も市販されていることはされているのだが、国内のあるカタログ販売商社では、そのFlashモジュール(4MB)と抱き合わせ販売されていて、１台24,000円と、アダプター単体の価格 US$41.0に比べるとひっくり返るほど高額である。 オマケに、単体で買いたいんだけどいくら？とメールで質問したら無視ときたもんだ。

  　商社・代理店は、個人でも、こういったものがインターネットで直接購入できる事を忘れてはならない。 商社から買うことよって得られる付加価値が無ければ、わざわざ高い金を出して買ってなんかもらえない。 通販モノで国内で出せる値段は、少なくとも通販価格＋国際便送料以下だ。

  
  

  CF-IDEアダプタ試作回路図

  　CF用のコネクタは、RSコンポーネンツという通販会社から購入することができる。 ちなみに、ここはスマメのソケットも扱っている。

  
  
  　なーんて事を言いながら、DOM(DiskOnModule)という既製品を買ってしまった。 IDE-HDD互換のフラッシュメモリで、8MBのやつが7,500円だった。 取り付けは、マザー上のIDEコネクタに直接挿して、電源コネクタを接続するだけだ。 もちろん、ブートもできる。
  　IDEが1チャンネルしかないSBCは、ケーブル圧着型のオスコネクタをIDEケーブルに付けなければならないだろう。 ちなみに DOMは MASTER設定固定だ。

  
  
  
• MP3デコーダーボード
  　プリンターポート経由にするか、PC/104バス直結にするか考え中
  なお、Pentium以上のマシンではソフトデコーダが使える。

  
  
  

• ステップダウン電源
  　SBCを使う場所は、自動車の中を予定しているので、バッテリー12Vの電源から、+5V 2A程の電源を作らねばならない。 ３端子レギュレータで 12Vから 5Vに落とすのは 2Aも電流が流れるとなると非常に辛いので、スイッチングレギュレータを使って +5Vを得ることにする。

  　参考書を元に、抵抗のワット数とかテキトーで作ってみた。 必要最小限の値で作って、もっと小型化しなければならない。
  　試しに、5V 1.6Aほど流してみると、+15V入力では 0.85Aだった。 ３端子レギュレータよりずっぽど効率が良い。

  
  回路図と各部の電圧





ソフトウェア

• ＯＳ
  　Linuxを最小オプションでコンパイルして使う。 必要ならばRT-Linuxのパッチも当てる。

  　DOS用コンパイラの都合が付くなら、PC-DOSとかも候補の内だ。

  
  

• デバイスドライバ
  　SBCの方にはMP3デコーダ用のドライバが必要だ。 DACとデコーダ制御のキャラクタドライバ、ストリーム転送用のブロックドライバを作ることになる。

  　Windowsのドライバの理解は難解なのに、linuxのドライバはソースを見ただけでできちゃいそうな気分になるのはなぜ？

  
  

• 再生ソフト
  　BOOK-PCではソフトデコーダを搭載しなければならいが、デコード数学は得意ではないのでどっかのデコーダーを見本にして流用させてもらうことにする。 多少遅いアルゴリズムなデコーダでも、Cerelon366MHzもあれば充分リアルタイムに耐えるだろう。





参考文献

• CompactFlash Specification Rev1.3/CFA
  

リンク

• ICP Electronics Inc.
  
• RSコンポーネンツ
  
• Lineo Embedix
  
• Pocket Linux
  

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