Projek papan kekunci sumber terbuka Clavier telah mencetuskan perbincangan menarik dalam komuniti teknologi mengenai merit penggunaan perkakasan mewah untuk tugas harian. Papan kekunci unik ini menggunakan cip FPGA (Field-Programmable Gate Array) dan bukannya mikropengawal tradisional, menimbulkan persoalan sama ada kerumitan kejuruteraan sedemikian memberikan faedah yang bermakna.
Spesifikasi Papan Kekunci Clavier
- Kekunci: Susun atur 105 ISO + 1 kekunci tambahan "coffee"
- Keserasian suis: Suis PCB-mounted Cherry MX
- Kadar polling: 1000Hz
- Key rollover: N-key rollover (tiada ghosting)
- Hab USB: 2-port USB 2.0
- Antara muka komunikasi: JTAG, SPI, IPC, 2x UART, 8x GPIO
- FPGA: Lattice LFE5U-25F (~$20 USD dari Digikey, ~$5 USD dari LCSC)
- PCB: Reka bentuk 4-lapisan dengan komponen 0402 dan pembungkusan BGA
 |
|---|
| Halaman GitHub untuk projek papan kekunci Clavier, yang menggambarkan reka bentuk sumber terbuka dan latar belakang kejuruteraannya |
Dakwaan Prestasi Berbanding Realiti
Clavier menjanjikan spesifikasi yang mengagumkan: kadar tinjauan 1000Hz, tiada hantu kekunci, dan sambungan pin terus untuk setiap daripada 106 kekunci. Walau bagaimanapun, ahli komuniti mempersoalkan sama ada penambahbaikan ini penting dalam amalan. Kadar tinjauan 1000Hz papan kekunci ini sepadan dengan apa yang telah ditawarkan oleh banyak papan kekunci permainan standard, dan sesetengah pengilang kini menyediakan kadar tinjauan 8000Hz menggunakan mikropengawal konvensional.
Faedah latensi, walaupun secara teorinya wujud, nampaknya minimum dalam senario dunia sebenar. Perbezaan antara reka bentuk berasaskan FPGA dan papan kekunci berasaskan mikropengawal mungkin hanya 0.005 milisaat - jauh di bawah ambang persepsi manusia.
FPGA: Cip boleh atur cara yang boleh dikonfigurasikan untuk melaksanakan fungsi perkakasan khusus, tidak seperti mikropengawal yang menjalankan program perisian.
Kebimbangan Keselamatan dengan Header Terdedah
Satu titik perbincangan yang tidak dijangka muncul berkaitan antara muka komunikasi berbilang papan kekunci. Papan ini menampilkan sambungan JTAG, SPI, UART, dan pin GPIO - berguna untuk peminat elektronik tetapi berpotensi berbahaya. Beberapa ahli komuniti berkongsi pengalaman dengan kecederaan tidak sengaja daripada pin header terdedah, terutamanya ketika bekerja di sekitar perkakasan komputer.
Selepas beberapa kemalangan bodoh yang melibatkan pin header, saya telah sampai kepada kesimpulan bahawa pin header jantan terdedah di atas meja saya adalah bahaya.
Perbualan meluas melampaui keselamatan fizikal kepada kebimbangan tentang secara tidak sengaja merosakkan cip FPGA melalui sambungan yang tidak betul.
Pertukaran Kos dan Kerumitan
Projek ini menggunakan FPGA Lattice LFE5U-25F, berharga sekitar 20 dolar Amerika Syarikat daripada pengedar utama atau 5 dolar Amerika Syarikat daripada pembekal China. Walaupun tidak terlalu mahal, cip ini memerlukan PCB 4-lapisan yang kompleks dengan komponen bersaiz 0402 dan pembungkusan BGA, menjadikan pemasangan tangan mencabar bagi kebanyakan penghobi.
Ahli komuniti menyatakan bahawa mencapai fungsi yang sama dengan mikropengawal standard akan jauh lebih mudah dan murah, mempersoalkan sama ada pendekatan FPGA menawarkan kelebihan yang mencukupi untuk mewajarkan kerumitan tambahan.
Alat Reka Bentuk yang Diperlukan (Semua Sumber Terbuka)
- Reka Bentuk PCB: KiCad
- Reka Bentuk Perumah: FreeCAD atau OpenSCAD
- Pembangunan FPGA: OSS CAD Suite ( GHDL , Yosys , nextpnr-ecp5 , ecppack , openFPGALoader )
- Sistem Binaan: GNU Make
Falsafah Alat Reka Bentuk
Komitmen projek terhadap alat sumber terbuka sepanjang keseluruhan proses reka bentuk telah mendapat penghargaan. Menggunakan KiCad untuk reka bentuk PCB, FreeCAD atau OpenSCAD untuk perumahan, dan OSS CAD Suite untuk pembangunan FPGA menunjukkan bahawa perkakasan berkualiti profesional boleh dicipta tanpa perisian proprietari yang mahal.
Walau bagaimanapun, perbincangan mendedahkan pendapat bercampur tentang OpenSCAD berbanding FreeCAD untuk reka bentuk mekanikal, dengan ramai yang lebih suka FreeCAD untuk projek kompleks.
Clavier mewakili eksperimen menarik dalam mengaplikasikan perkakasan berprestasi tinggi kepada peranti komputer harian. Walaupun faedah praktikal mungkin dipersoalkan, projek ini berfungsi sebagai platform pembelajaran yang sangat baik untuk pembangunan FPGA dan menunjukkan kemungkinan apabila kekangan kejuruteraan disingkirkan memihak kepada penerokaan teknikal.
Rujukan: Clavier