Cách dễ nhất để biến ý tưởng các ứng dụng của bạn thành thiết bị

The easiest way to turn your app idea into an appliance

Jen Wike (originally published March 2014)

Jen Wike (lần đầu được xuất bản vào tháng 3/2014)

Theo: https://opensource.com/life/14/3/interview-jason-kridner-beagleboard

Xem thêm: http://vnfoss.blogspot.com/search/label/Open-Hardware

Jason Kridner là đồng sáng lập viên của BeagleBoard.org, nơi ông đã giúp tạo ra các công cụ phát triển nguồn mở như BeagleBone Black, BeagleBone, BeagleBoard, và BeagleBoard-xM. Kridner cũng là nhà quản lý kiến trúc phần mềm cho các vi xử lý nhúng ở Texas Instruments (TI).

Trong nhiệm kỳ 20 năm của ông với TI, Kridner đã trở thành lãnh đạo tích cực trong cộng đồng nguồn mở. Ông đã lôi cuốn các khán thính phòng với sự đa dạng khác nhau của giới công nghiệp và các triển lãm của các lập trình viên phần cứng và phần mềm, bao gồm Maker Faire, Embedded Linux Conference, Android Builders Summit, OSCON, CES, Design West và Linux Collaboration Summit.

Mục tiêu đối với BeagleBoard.org là truyền cảm hứng cho bất kỳ ai - từ trẻ con trong các vườn trẻ cho tới các lập trình viên khởi nghiệp - để học về cách mà các máy tính có thể được sử dụng hàng ngày để loại bỏ các rào cản đối với việc học tập, làm mẫu, và sản xuất. Sự thành công là khi thậm chí một đứa trẻ có thể cắm vào bo mạch chủ, trực quan những gì đứa trẻ có thể xây dựng với nó, và chia sẻ các thiết kế của nó với thế giới.

Cái gì là những đồ bán chạy nhất của ông?

Nhờ có giá bán lẻ thấp tới 45 USD, BeagleBone Black là thiết kế bo mạch bán chạy nhất từ BeagleBoard.org. Tất cả các bo mạch tiếp tục sẽ là sẵn sàng và tiếp tục sẽ được bán hàng ngày, nhờ số lượng lớn các tư liệu giáo dục được xây dựng xung quanh chúng. Một số người có quan tâm đặc biệt về các khả năng của DSP và các cổng đặt USB bổ sung của BeagleBoard-xM. Một số người có quan tâm về các khả năng tìm và sửa lỗi ở mức thấp được xây dựng sẵn của BeagleBone gốc ban đầu. Hơn nữa, BeagleBone Black bây giờ đã bán chạy hơn tất cả các thiết kế khác cộng lại.

Chúng tôi đã phủ OpenROV vào tháng 3/2012. Điều gì mới với dự án này?

OpenROV từng được thiết kế và được xây dựng xung quanh BeagleBoard gốc ban đầu và bây giờ đã chuyển sang BeagleBone Black mới hơn. Chúng tôi chia sẻ với mọi người trong các cộng đồng các lập trình viên của chúng tôi, hỗ trợ lẫn nhau các giải pháp đối với các thách thức chung. OpenROV ban đầu đã làm việc hoàn toàn độc lập với BeagleBoard.org như là điển hình của các dự án sử dụng các bo mạch hoặc thiết kế, nhưng chúng tôi bây giờ làm bất kỳ điều gì chúng tôi có thể để nghe theo các nhu cầu của chúng để tiến lên phía trước, bao gồm cả nhu cầu chúng phải giảm chi phí của BeagleBone được sử dụng trong thiết kế của chúng.

Hãy kể cho chúng tôi về loạt các video dạy học của ông trên YouTube. Ai sẽ dùng nó?

Bạn phải tham chiếu tới loạt video dạy học của TS. Molloy. Nó được rất nhiều sinh viên và dân chơi sử dụng khi họ có quan tâm trong việc xây dựng bất kỳ giải pháp thiết bị kết nối mạng nhỏ hoặc xử lý ảnh, hoặc tính toán vật lý nào xung quanh BeagleBone hoặc BeagleBone Black, mà nó cũng có số lượng kha khá tham chiếu từ các kỹ sư muốn tiếp kiệm thời gian học để giải quyết các nhiệm vụ thiết lập chung. Tôi chắc chắn khuyến cáo loạt video xuất sắc này, khi chúng đã được hơn 100.000 người xem.

Replicape, đầu máy in 3D cho BeagleBone làm việc như thế nào?

Replicape cung cấp 5 trình điều khiển bước theo sự kiểm soát nhanh, khá (fine), và thời gian thực khắt khe (hard-real-time) của 2 Đơn vị Thời gian thực có khả năng Lập trình được - PRU (Programmable Real-time Units) với tần số 200-MHz được nhúng vào con vi xử lý TI Sitara AM335x trong BeagleBone và BeagleBone Black. Chúng loại trừ nhu cầu ngắt CPU đầu với 1-GHz ARM® Cortex®-A8 CPU mà chạy Linux, cung cấp sự kết nối mạng/các phương tiện và thậm chí có khả năng tạo ra các lớp lót và mặt cắt của mô hình sẽ được in, các đặc tính không phổ biến đối với các máy in 3D ngày nay mà thường dựa vào một PC có kết nối để cung cấp các chức năng đó. Sự kết hợp hiệu năng cao này của kiểm soát mức thấp và chức năng mức cao làm cho máy in Thing Printer được xây dựng xung quanh Replicape nổi lên trong số các bạn ngang hàng của nó.

Bổ sung thêm vào 5 trình điều khiển máy tạo bước và các ưu điểm về hiệu năng/khả năng kết nối/xem trước tới từ việc sử dụng BeagleBone Black, Replicape cũng bao gồm 3 MOSFETs năng lượng cao (high-power) cho máy đúc ép và đĩa nóng, 3 MOSFETs năng lượng trung bình cho các quạt, 3 cổng đầu vào tương tự (analog) cho các thermistors, 6 đầu vào cho các điểm dừng cuối, và 1 bus có dây cho 10 cảm biến nhiệt độ bổ sung và một đầu vào duy nhất 12-24V. Từng trong số các thành phần và giao diện đó cung cấp chức năng sống còn để xây dựng các máy in 3D, loại bỏ nhu cầu các linh kiện điện tử bổ sung.

Hãy giới thiệu qua cho chúng tôi kinh nghiệm của người sử dụng trong BeagleBoard.org

Trong số các nền tảng phần cứng mở, kinh nghiệm với BeagleBone Black nổi lên như là mức độ đơn giản mới, và chúng tôi tiếp tục cải thiện kinh nghiệm đó. Không giống như vài nền tảng khác, không có nhu cầu đưa lên Internet các chỉ dẫn hoặc các bản tải về phần mềm. Không có nhu cầu phải lập trình bất kỳ lưu trữ có khả năng tháo lắp nào trước khi bạn có thể bắt đầu. Chỉ đơn giản hãy cắm bo mạch vào, và bạn sẵn sàng để bắt đầu. Nếu các trình điều khiển được yêu cầu để thiết lập một kết nối mạng qua cáp USB được cung cấp tới máy tính chạy Windows, Mac, hoặc Linux của bạn, thì chúng có thể được cài đặt trực tiếp từ ổ USB ảo mà bo mạch phục vụ cho máy tính của bạn. Một khi các trình điều khiển được cài đặt, kết nối mạng sẽ phục vụ trang web với tài liệu về phần cứng và phần mềm. Bo mạch sử dụng trình duyệt web của bạn để phục vụ môi trường phát triển với một trình soạn thảo để tạo các chương trình đơn giản để nói cho các yếu tố phần cứng khác nhau bằng việc sử dụng các tín hiệu số, liên tục, và tương tự. Bạn có thể đứng lên và nói cho các chuyển mạch switch, các đèn LED, các cảm biến nhiệt độ, các cảm biến ánh sáng, các động cơ, và hơn thế trong vòng vài phút loại bỏ bo mạch khỏi hộp của nó.

Bức tranh phần cứng mở đã thay đổi trong năm qua như thế nào? Trong tháng qua?

Nhìn vào năm qua, tuyên bố của Arduino Tre, sự cộng tác giữa BeagleBoard.org và Arduino, có lẽ là ảnh hưởng đáng kể nhất lên bức tranh. Tre sẽ cung cấp hiệu năng, các khả năng kết nối và kết nối mạng quan trọng nhất của BeagleBone Black cùng với sự đơn giản của Arduino.

Còn trong tháng qua, tôi phải nói tôi thích thú nhất về những gì tôi đang thấy có liên quan tới giáo dục trên trực tuyến cho các lập trình viên phần cứng. Tất nhiên, nhiều độc giả của các bạn có khả năng quen rồi với các site như Khan Academy và Code Academy, nhưng việc có liên quan tới phần cứng luôn đòi hỏi một chút đầu tư nhiều hơn. Chris Gammell đã bỏ công việc của mình để làm việc toàn thời gian trong khóa học điện tử có lấy tiền, Contextual Electronics, là nổi bật đối với tôi. Nhìn vào các khóa học không lấy tiền, thì khóa học rất phổ biến được Georgia Tech tạo ra về “Kiểm soát các Người máy Di động” (Control of Mobile Robots) được đặt ở Coursera sử dụng BeagleBone Black rất tốt trong phần về phần cứng và đưa ra sự đối xử xuất sắc cả về lý thuyết và thực hành. Cả 2 chương trình riêng rẽ đó và các xu thế mà chúng đại diện sẽ có những tác động khổng lồ trong những năm sắp tới.

Những gì có trong kho đối với BeagleBoard.org trong năm 2014? Những gì có trong kho đối với phần cứng mở trong năm 2014?

Như tôi đã nêu, tôi tin tưởng xu thế hướng tới các khóa huấn luyện trên trực tuyến cuốn hút hơn cho sự phát triển phần cứng sẽ tăng tốc trong năm 2014. Hiệu ứng bông tuyết ngụ ý là nhiều người sẽ tham gia vào nhiều hơn là giới thiệu hời hợt về việc cải thiện tình trạng của phần cứng mở cho tất cả chúng ta.

Thách thức tiếp tục cho các lập trình viên phần cứng mở, bất chấp các cơ hội giáo dục lớn hơn và các giải pháp nguồn đám đông đã nổi lên, sẽ tiếp tục là việc quản lý và chuỗi cung ứng ngoài việc xây dựng một ít các mẫu ban đầu. Tôi mong đợi nhất những bất ngờ trong năm 2014 những gì sẽ cho phép tất cả các lập trình viên có khả năng mới đó không chỉ có tiền để xây dựng khái niệm sản phẩm của họ, mà còn biết cách làm việc với các đối tác và phân phối được cho các fan hâm mộ đầy ngưỡng mộ của họ.

Đặc biệt đối với BeagleBoard.org và BeagleBone Black, chúng tôi đang dịch chuyển phát tán Linux bao gồm cả trên bo mạch sang Debian và nâng cấp phát tán của chúng tôi lên phiên bản 3 của Cloud9 IDE, điều tôi coi như là sự cải tiến đáng kể với sự hỗ trợ của Python, các khả năng shell tốt hơn, và việc gỡ lỗi được cải thiện. Chúng tôi cũng đang bắt đầu đưa vào các thư viện khác để lập trình I/O vật lý của bo mạch trong Python, C/C++ và các bản thảo. Việc nâng cao năng lực của bo mạch và cải thiện kinh nghiệm phần mềm sẽ là các hạng mục trọng tâm chính mà cộng đồng những người sử dụng của chúng tôi sẽ lưu ý và giúp dẫn lối. Trong số các hoạt động phát triển nhìn thấy được và thú vị nhất sẽ xảy ra như một phần của Google Summer of Code năm 2014, theo đó Quỹ BeagleBoard.org Foundation là tổ chức hướng dẫn được phê chuẩn và theo đó một số sinh viên sẽ được trả tiền cho công việc phát triển phần mềm nguồn mở của họ. Với ít nhất nửa tá các cuốn sách có liên quan tới Beagle sẽ được phát hành và phổ biến ở mức cao điểm, thì năm 2014 có thể dễ dàng định hình là năm thú vị nhất cho BeagleBoard.org!

Jason Kridner is the co-founder of BeagleBoard.org, where he has helped create open source development tools such as BeagleBone Black, BeagleBone, BeagleBoard, and BeagleBoard-xM. Kridner is also a software architecture manager for embedded processors at Texas Instruments (TI).

During his 20-year tenure with TI, Kridner has become an active leader in the open source community. He has engaged audiences at a variety of industry and hardware and software developer shows, including Maker Faire, Embedded Linux Conference, Android Builders Summit, OSCON, CES, Design West and Linux Collaboration Summit.

The goal for BeagleBoard.org is to inspire anyone—from kindergarteners to Kickstarter developers—to learn about how computers can be used in an everyday ways to remove barriers to learning, prototyping, and production. Success is when even a child can plug in the board, intuit what he or she can build with it, and share his or her designs with the world.

What are some of your best sellers?

Thanks to the low retail sales price of $45, the BeagleBone Black is the best-selling board design from BeagleBoard.org. All boards continue to be available and continue to be sold every day, thanks greatly to the amount of educational materials built around them. Some people are particularly interested in the DSP capabilities and additional USB host ports of the BeagleBoard-xM. Some people are interested in the built-in low-level debug capabilities of the original BeagleBone. Still, BeagleBone Black has now outsold all of the other designs combined.

We covered OpenROV in March 2012. What's new with this project?

OpenROV was designed and built around the original BeagleBoard and has now moved to the newer BeagleBone Black. We share with people in our developer communities, supporting each other with solutions to common challenges. OpenROV initially worked fully independently of BeagleBoard.org as is typical of projects using the boards or designs, but we now do whatever we can to listen to their needs moving forward, including the need they had to reduce the cost of the BeagleBone used in their design.

Tell us about your teaching video series on YouTube. Who uses it?

You must be referring to Dr. Molloy’s teaching video series. It gets a lot of use from students and hobbyists interested in building just about any physical computing, image processing, or miniature networked device solutions around BeagleBone or BeagleBone Black, but it also has a fair amount of reference from engineers looking to save time learning to solve common setup tasks. I absolutely recommend this excellent series that has been watched by more than 100,000 viewers.

How does Replicape, a 3D printer cape for BeagleBone work?

The Replicape provides 5 stepper motor drivers under the fast, fine, and hard-real-time control of the two 200-MHz Programmable Real-time Units (PRUs) embedded in the TI Sitara™ AM335x processor on BeagleBone and BeagleBone Black. These eliminate the need to interrupt the primary 1-GHz ARM® Cortex®-A8 CPU that runs Linux, provides network/media connectivity and is even able to produce live renders and slicing of the model to be printed, features not common to 3D printers today that more generally rely on a connected PC to provide those functions. This high-performance combination of low-level control and high-level functionality makes the Thing Printer built around the Replicape stand out from its peers.

In addition to the 5 stepper motor drivers and performance/connectivity/preview advantages that come from using BeagleBone Black, Replicape also includes 3 high-power MOSFETs for extruders and hot plate, 3 medium-power MOSFETs for fans, 3 analog input ports for thermistors, 6 inputs for end-stops, a 1-wire bus for up to 10 additional temperature sensors and a single 12-24V input. Each of these components and interfaces provide critical functionality for building 3D printers, eliminating the need for additional electronics.

Walk us through the user experience on BeagleBoard.org.

Among open hardware platforms, the experience with BeagleBone Black stands out as a new degree of simplicity, and we continue to improve the experience. Unlike some other platforms, there’s no need to go to the Internet for instructions or software downloads. There’s no need to program any removable storage before you can get started. Simply plug the board in, and you are ready to get started. If drivers are required to establish a network connection over the provided USB cable to your Windows, Mac, or Linux computer, they can be installed directly off of the virtual flash drive the board serves up to your computer. Once the drivers are installed, the network connection serves up a web page with documentation about the hardware and software. The board uses your web browser to serve up a development environment with an editor for creating simple programs to talk to various hardware elements using digital, serial, and analog signals. You can be up and talking to switches, LEDs, temperature sensors, light sensors, motors, and much more within minutes of removing the board from its box.

How has the open hardware landscape changed over the past year? The past month?

Looking over the last year, the announcement of the Arduino Tre, a collaboration between BeagleBoard.org and Arduino, is probably the most significant impact on the landscape. The Tre will provide the most important performance, connectivity and networking capabilities of BeagleBone Black along with the simplicity of Arduino.

Over the last month, I have to say I’m most excited about what I’m seeing regarding on-line education for hardware developers. Of course, many of your readers are likely familiar with sites like Khan Academy and Code Academy, but getting involved with hardware always requires a bit more investment. Chris Gammell quitting his job to work full-time on his for-pay electronics course, Contextual Electronics, stands out to me. Looking at free courses, the highly popular Georgia Tech-created course on "Control of Mobile Robots" hosted on Coursera makes good use of the BeagleBone Black in the hardware portion and provides an excellent treatment of both theory and practice. Both these individual programs and the trend they represent will have huge impacts over the next year.

What's in store for BeagleBoard.org in 2014? What's in store for open hardware in 2014?

As I mentioned, I believe the trend toward more compelling online trainings for hardware development will accelerate in 2014. The snowball effect means that many people will be getting more than a superficial introduction to advancing the state of open hardware for all of us.

The continued challenge for open hardware developers, despite the greater educational opportunities and crowdfunding solutions that have emerged, will continue to be managing a supply chain beyond building the first few prototypes. I look most forward to surprises in 2014 that will enable all of these newly-capable developers to not only have the money to build their product concept, but to also know how to work with partners and deliver to their admiring fans.

For BeagleBoard.org and BeagleBone Black in particular, we are shifting the Linux distribution included on the board to Debian and upgrading our to version 3 of the Cloud9 IDE, which I see as a significant improvement with Python support, better shell capabilities, and improved debugging. We are also starting to include other libraries to program the board’s physical I/Os in Python, C/C++ and sketches. Upping board capacity and improving the software experience will be major focus items that our community of users should notice and help direct. Among the most visible and interesting development activities will be happening as part of the 2014 Google Summer of Code, for which the BeagleBoard.org Foundation is an approved mentoring organization and for which some number of students will get paid for their open source software development work. With at least half a dozen Beagle-related books coming out and popularity at an all-time high, 2014 could easily shape up to be the most exciting year for BeagleBoard.org yet!

Dịch: Lê Trung Nghĩa

letrungnghia.foss@gmail.com