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一個小方塊顛覆工程師想象,它能做的不只是個控制器

2019/03/01
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閱讀需 21 分鐘
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你一定很好奇,這個橘色的小方塊是什么呢?


首先,它是一個漂亮的立方體,放在你的桌子上,豐富了你電腦周圍的空間。它還代表了 SupplyFrame 的著名徽標(biāo),由四個支架將 4×4 個正方形固定在一起。最后也是最重要的,里面還有一個控制器


但是注意,沒有按鈕,沒有顯示器,只有一個 USB micro-b 接口!很奇怪吧,你也許會想問…為什么還說它值得期待?讓我們把它連接到電腦上看看有什么神奇的事情發(fā)生!


首先,可以看到底部有 12 個白色 LED,它們是隨機(jī)運行的。但是,如果你在徽章和電腦之間建立了聯(lián)系,那么它能做的就更多了。


立方體有自己的 trng(真隨機(jī)數(shù)生成器),可以創(chuàng)建隨機(jī)數(shù)流。它也有 prng(偽 rng),因此可以用作密碼引擎,主要用于試驗和游戲。它有一個 16 兆比特(2 兆字節(jié))的閃存,可以用來存儲 OTP(一次填充)隨機(jī)數(shù)基,這是唯一一種不能破解的密碼方法,不管壞人有多強大的計算機(jī),也不管他們多聰明。當(dāng)然這種方法也有一些缺點,我們稍后將討論。


通信是通過虛擬串行端口執(zhí)行的,因此你要有一些串行終端程序(realterm 或類似程序)。參數(shù)為 115200、8、N、1。此端口用于向多維數(shù)據(jù)集發(fā)出命令或參數(shù)、發(fā)送或接收加密或解密的文件、獲取狀態(tài)或讀取當(dāng)前數(shù)據(jù)。兩個或兩個以上的立方體也可以通過容性鏈路進(jìn)行無線通信,前提是它們要緊密相鄰,距離不超過 1~2 英寸(或幾厘米)。


命令行不區(qū)分大小寫。它包含一個命令字符、一個或多個(可選)操作數(shù)和一個(可選)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),用空格分隔。這是命令列表(n 是一個半字節(jié),或者如果前面有“0x”,則為一個十六進(jìn)制數(shù)字),n n n n 是 16 位數(shù)字,n n n n n n n n 是 32 位數(shù)字):
M? ?S? ?D? ?[NNNN]? ? ? ??將 nnnn 塊從 s 移動到 d(默認(rèn) 1 個塊=512 字節(jié))
X? ?S? ?D? ? [NNNN]??? ? ? 移動和 xor nnnn 塊從 s 到 d(默認(rèn)為 1 個塊)
R? ?NNNN? ??? ? ? ? ? ? ? ??? flash read address 設(shè)置為 nnnn(請閱讀勘誤表注釋)
W? NNNN??? ? ? ? ? ? ? ? ?? 閃存寫入地址設(shè)置為 nnnn(請閱讀勘誤表注釋)
S? ?NNNNNNNN??? ? ? ?? prng seed 設(shè)置為 nnnnnnnn(32 位數(shù)字,僅限十六進(jìn)制輸入)
?Q? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??????? 退出當(dāng)前命令執(zhí)行(僅限運行時)
??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?幫助
?H? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 幫助


分配給 m、x、r 和 w 命令的數(shù)值用十進(jìn)制或十六進(jìn)制(帶 0x 前綴)代碼表示。S 命令中的 32 位數(shù)字只能是十六進(jìn)制。請注意,r 和 w 命令中的 nnnn 文本是地址,但它們不是以字節(jié)表示的,而是以 512 字節(jié)塊表示的。


S 和 D(在操作數(shù)組中)代表源和目標(biāo)。它們中的每一個都可以是:
B 緩沖區(qū) 1(單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲器中 512 字節(jié))
C 緩沖區(qū) 2(單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲器中 512 字節(jié))
N 網(wǎng)絡(luò)(立方體之間的電容鏈接)
U UART(通過虛擬端口)
F (內(nèi)置閃存)
P prng(僅限來源)
T TRNG(僅限來源)
S 種子(僅限來源)
A 加速度計(僅限震源)


重要提示:有一個限制對幾乎所有閃存都有效,這是設(shè)計技術(shù)和優(yōu)化的結(jié)果。你知道所有的閃存(像 eprom 和 eeprom)在寫入之前必須被擦除到所有 1(bytes 0xff),如果不被擦除,它會同時記錄以前的內(nèi)容與新的內(nèi)容。本項目使用的閃存芯片 MX25V1635FM 只能擦除 4K(或更大)塊。如果多維數(shù)據(jù)集固件寫入 4K 塊的第一頁(或第一個 512 字節(jié)塊),則會自動執(zhí)行此操作,但當(dāng) MCU 寫入 4K 塊內(nèi)的其他頁面時,不會進(jìn)行擦除。因此,寫入塊 1 不會擦除閃存的先前內(nèi)容,但寫入塊 0 將自動擦除地址 0x0000 到 0x0fff(塊 0…7)中的所有塊。

2019 年 3 月 20 日 14:00~16:00,上海新國際博覽中心,這個神奇的小方塊將出現(xiàn)在 E5.5352,與非網(wǎng)的展位上,通過報名在這期間來到展位的工程師都將獲得一個小方塊。我們等你來!

與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容,未經(jīng)許可, 不得轉(zhuǎn)載!

現(xiàn)在就掃描二維碼報名吧

關(guān)于 Hackaday Prize

有人說硬件技術(shù)將很快達(dá)到極限,而在我們看來,硬件創(chuàng)新,尤其是中國硬件工程師的創(chuàng)新,還遠(yuǎn)未走到盡頭,而只是剛剛開始。作為致力于為全球硬件開發(fā)者提供技術(shù)共享服務(wù)的平臺,與非網(wǎng)母公司 SupplyFrame 旗下最大的全球硬件開發(fā)者社區(qū) Hackaday.com 已連續(xù)五年舉辦全球硬件開發(fā)者大賽 Hackadayprize,有超過 3000 多個硬件團(tuán)隊在這個賽事中互動交流、切磋技藝。

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這個《硬件改變世界》系列,我們挑選在前幾屆 Hackadayprize 大賽中獲獎的優(yōu)秀作品加以展示,硬件技術(shù)可以多有意思,硬件開發(fā)者可以多有創(chuàng)意,從這些作品中你可以看到。



2019 年 3 月,Hackadayprize 中國區(qū)賽事將隆重開啟,我們很期待看到國內(nèi)的硬件開發(fā)者大開腦洞、大展技藝。你準(zhǔn)備好了沒,與來自全球的硬件開發(fā)者同臺 PK?

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