Show HN: Atopile – Thiết kế bo mạch bằng code

• Giới thiệu về atopile

  • atopile là một dự án do các nhà sáng lập đang phát triển công cụ mô tả thiết bị điện tử bằng code tạo ra.
  • Họ cảm thấy việc thiết kế phần cứng cũng khó khăn như xây dựng một sản phẩm phần mềm chỉ bằng mã hợp ngữ.
  • Hiện chưa có cách tốt nào để tái sử dụng các thiết kế hiện có và biên dịch phần mô tả đó thành sản phẩm.

• Mục tiêu của atopile

  • atopile là một ngôn ngữ và toolchain mã nguồn mở để mô tả mạch điện bằng code.
  • Trình biên dịch được cung cấp trên GitHub, còn tài liệu có thể xem trên website của atopile.
  • Có thể xem phần phân tích chuyên sâu chi tiết về thiết kế mô-đun ESP32 qua liên kết video được cung cấp.

• Bối cảnh phát triển

  • Các nhà sáng lập từng phải tự vẽ và xuất bo mạch điện tử thủ công ở công việc trước đây.
  • Sau khi một người bạn là kỹ sư phần mềm cho họ thấy quy trình phát triển tự động hóa, họ bắt đầu tự hỏi liệu có thể xây dựng điều tương tự cho phần cứng hay không.

• Ngôn ngữ ato

  • Họ đã phát triển ngôn ngữ "ato" để trừu tượng hóa thiết bị điện tử một cách hiệu quả.
  • Trong ngôn ngữ ato, mạch điện được chia thành mô-đun, thành phần và giao diện, và các khối này có thể được kết nối với nhau.
  • Có cung cấp mã ví dụ sử dụng vi điều khiển RP2040.

• Chức năng của trình biên dịch

  • Trình biên dịch tạo ra netlist mô tả cách mạch được kết nối, đồng thời chọn các linh kiện jellybean cho người dùng.
  • Trong tương lai, họ dự định bổ sung khả năng tái sử dụng layout, thêm quan hệ toán học giữa các giá trị và định nghĩa mạch theo cách tương tự như các trait của Rust.

• Phạm vi sử dụng của atopile

  • Hiện tại, atopile được nhắm tới việc thiết kế mọi loại bo mạch in (PCB) có độ phức tạp từ thấp đến trung bình.
  • Độ phức tạp của các mạch mà trình biên dịch có thể xử lý sẽ dần tăng lên để phù hợp cho sử dụng trong môi trường sản xuất.
  • Họ làm rõ rằng trình biên dịch chỉ được dùng cho PCB chứ không phải cho thiết kế chip.

• Kế hoạch mã nguồn mở và tạo doanh thu

  • Cộng đồng phần mềm phát triển mạnh mẽ nhờ mã nguồn mở và công nghệ open core.
  • Để các kỹ sư phần cứng cũng có thể hưởng lợi như vậy, họ cung cấp phần cốt lõi của atopile dưới dạng mã nguồn mở (Apache 2.0).
  • Họ có kế hoạch tạo doanh thu bằng cách bán các tính năng dành cho doanh nghiệp theo mô hình tương tự GitLab.

• Kêu gọi ý kiến từ cộng đồng

  • Họ mong nhận được góp ý về trình biên dịch, đồng thời hỏi người dùng về trải nghiệm của họ trong lĩnh vực điện tử và những điều họ kỳ vọng ở atopile.

Ý kiến của GN⁺

• Dự án atopile có thể được xem là một nỗ lực đổi mới nhằm cải thiện khả năng tự động hóa và tái sử dụng trong thiết kế phần cứng.
• Cách tiếp cận mã nguồn mở có tiềm năng thúc đẩy văn hóa hợp tác và chia sẻ trong cộng đồng kỹ thuật phần cứng.
• Dự án này là một bước tiến quan trọng nhằm áp dụng hiệu quả và tính linh hoạt của phát triển phần mềm vào thiết kế phần cứng, và có thể mang lại thay đổi lớn cho lĩnh vực kỹ thuật phần cứng.

[GN⁺]

Ý kiến trên Hacker News

• Ý kiến về việc biểu diễn mạch bằng mã

  • Đây không phải là biểu diễn mạch bằng mã mà là biểu diễn bằng văn bản. Nó thể hiện netlist theo cách phi tiêu chuẩn và bổ sung metadata, nên vẫn hữu ích, nhưng không nêu rõ các đặc tính phân tách thực tế hay dung sai.
  • Sẽ tốt hơn nếu định nghĩa các hàm tạo mô-đun để tạo mô-đun phân áp dựa trên tỷ lệ mong muốn, dung sai đầu ra và dòng đầu ra tối đa. Đồng thời, việc thêm các linh kiện khả dụng vào BOM cũng rất quan trọng.
  • Cách tiếp cận này giúp giảm công việc lặp lại trong thiết kế mạch và cho phép xem xét các tệp mạch giống như code review.

• Ý kiến về công cụ linh kiện điện tử

  • Tình trạng công cụ linh kiện điện tử hiện rất tệ, và phần lớn kỹ sư thiết kế hiện vẫn phải sao chép từ PDF các tụ điện, crystal, cổng lập trình và những thành phần cần thiết khi thêm regulator hoặc microcontroller vào sơ đồ mạch.
  • Việc nhiều người cùng làm trên một thiết kế và gộp các thay đổi là cực kỳ khó.
  • Nếu chuyển sang một thế giới mô-đun hóa, việc thiết kế sẽ trở nên dễ dàng hơn, và đó là một triển vọng rất thú vị.

• Ý kiến về việc chia sẻ mô-đun

  • Chia sẻ và thư viện hóa các mô-đun như bộ chia điện áp là một ý tưởng hay.
  • Nếu mô-đun hóa các ràng buộc bố cục, có thể tự động tạo layout cho toàn bộ dự án, từ đó cho phép thiết kế hiệu quả hơn.

• Ý kiến về cách tiếp cận mới cho thiết kế PCB

  • Việc đặt nền tảng về độ phong phú dữ liệu và khả năng tương tác cho một cách tiếp cận mới trong thiết kế PCB là một ý tưởng rất hay.
  • Vì sơ đồ điện quen thuộc hơn với kỹ sư điện, nên cần có khả năng chuyển đổi giữa văn bản và sơ đồ trực quan.

• Đề xuất sử dụng Verilog

  • Có đề xuất dùng Verilog hoặc SystemVerilog để định nghĩa thông tin linh kiện dưới dạng tham số và dùng nó để tạo sơ đồ mạch.
  • Cũng có thể mô phỏng analog bằng Verilog-AMS.

• Ý kiến về sự khác biệt giữa chương trình EDA và CAD cơ khí

  • So với CAD cơ khí, người ta ngạc nhiên vì sự thiếu hụt "quan hệ" trong các chương trình EDA.
  • Các công cụ như KiCad có cung cấp 'netclasses' để đặt thủ công độ rộng trace, nhưng vẫn cần những công cụ hiệu quả hơn.

• Ý kiến về cú pháp import trong mã

  • import Y from X nên được đổi thành import X.Y hoặc from X import Y để có thể sử dụng công cụ tự động hoàn thành.

• BFH - Health Without Borders

  • BFH, tức BorderFreeHealth, ủng hộ việc tiếp cận phổ quát với các sản phẩm sức khỏe bằng cách xóa bỏ rào cản địa lý và cung cấp dịch vụ giao hàng toàn cầu cho nhiều loại vật tư y tế.

• Sự hứng thú với các tác vụ tự động hóa gia đình

  • Có người làm rất nhiều việc liên quan đến tự động hóa gia đình và bày tỏ sự không hài lòng khi phải dành quá nhiều thời gian để dùng breadboard hoặc thiết kế các mô-đun relay có IO tùy chỉnh.
  • Họ hỏi liệu có cách nào để đóng góp cho dự án hay không.