Что умеет «486SX на максималках»? Запускаем промышленный мини‑ПК из двухтысячных

Сейчас уже мало кого удивишь миниатюрными и одноплатными компьютерами. Но всё же иногда среди них находятся крайне примечательные артефакты. Например, eBox-2300SX, промышленный компьютер с не менее экзотическим процессором Vortex86SX.

Ко мне как раз попал один такой мини-ПК. Что же он умеет, как его можно использовать, и как так получилось, что система, по частоте и объёму памяти сравнимая с Pentium II, на деле неспособна запустить даже Windows 98? Давайте узнаем...

Не так давно на Хабре вышел пост @monobogdan про весьма интересный мини-ПК на процессоре от DM&P. В комментариях к нему была выложена ссылка на объявление на вторичке, где продавались более древние такие железки по крайне молодёжной цене.

После этого произошёл настоящий хабраэффект, продавец заверял, что в наличии около шестидесяти таких коробочек, но буквально за несколько часов все они кончились. В тематических чатиках многие радостно показывали свежекупленные eBox'ы, зачастую даже несколько штук.

Периодически я видел на просторах вторички такие девайсы, но желание купить себе экземпляр упорно обходило меня стороной. Но вот в тот день я тоже вписался в это всё и стал обладателем совершенно нового мини-ПК. Конечно, того объявления уже давно нет, но периодически подобные коробочки всё ещё попадаются (зачастую тоже новые в заводской упаковке и полной комплектации), так что будет очень интересно узнать, на что способна эта железка и чего вообще можно от неё ожидать. Сейчас мы это и выясним.

❯ DM&P, eBox и всё о них

Если вы никогда не слышали про DM&P и то, чем они занимаются, настоятельно рекомендую прочитать вот этот пост, а также его продолжение (к сожалению, второй части, которую автор обещал выкатить позже, так и не суждено было оказаться дописанной).

Итак, DM&P начали свой путь с выпуска SoC на базе 386SX по лицензии ALi.

В своё время этот чип стал очень популярен для разных промышленных ПК, даже у меня завалялась плата на таком.

Но сейчас не о нём. Много позже ими был создан Vortex86 — SoC, основанная на Rise mP6.

На базе этого чипа ими выпускался eBox-2300, мини-ПК околопромышленного назначения, он же родоначальник всего семейства eBox'ов, тех самых миниПК от DM&P (точнее, их подразделения CompactPC). Такой eBox у меня тоже есть, но расскажу о нём я чуть позже.

Позже производство «оригинального» Vortex86 было свёрнуто, а на смену ему пришёл куда худший в плане характеристик Vortex86SX.

На базе него тоже создавались мини-ПК и промышленные платы. Именно на нём и основан предмет нашего обзора.

Выпущено было этих девайсов огромное количество моделей.

Из интересного, назывались они... довольно своеобразно. К примеру, eBox-2300, eBox-2300SX, eBox-2300SXA, eBox-2300DX для обывателя могут показаться разными конфигурациями какой-то одной модели, однако на деле это абсолютно разные ПК, отличающиеся решительно всем, от процессора до корпусных деталей. Это тоже надо учитывать, если вдруг соберётесь покупать себе экземпляр.

Чаще всего коробочки использовали в качестве тонких клиентов.

К примеру, у нас помимо "базового" eBox-2300SX продавались также тонкие клиенты на его базе, например, Norma-TS С36D и WTPRO Easy2Use. Единственным отличием их было наличие предустановленного софта и наклеек вендора.

Тем не менее, самими DM&P коробочки позиционировались как промышленные мини-ПК общего назначения. У многих из этих девайсов есть некоторые фишки, совершенно ненужные тонким клиентам, но совершенно обычные для промПК. Чуть позже покажу их подробнее.

❯ Обзор оборудования

Девайс достался мне абсолютно новым в коробке и в плёнке. Так что сразу проведём и распаковку.

Поставляется аппарат вот в такой коробке.

На фото на ней он представлен в максимальной «комплектации»: с GPIO, COM‑портами и Wi‑Fi. Ну‑ну.

Обратная сторона.

Под обложкой картонная коробка без маркировок.

Открываем.

Внутри нас ждёт сам девайс, БП и монтажный комплект. Какой-то бумажной инструкции не предусмотрено. Впрочем, всё здесь понятно и так.

Тот самый монтажный комплект: четыре резиновые ножки для установки на столе и четыре винта для крепления на задник монитора.

А вот и сам девайс.

К сожалению, мне досталась минимальная комплектация. Здесь нет ни GPIO, ни жёсткого диска, ни RS-232, ни Wi-Fi, ни miniPCI. На передней панели слот под Compact Flash, два USB-порта и индикаторы. Со звуком не повезло, его здесь нет в принципе.

Сверху крышка, служащая заодно радиатором.

Снизу ничего интересного.

Сзади порты: питание, клавиатура и мышь (здесь используется классический для промПК сдвоенный разъём PS/2, если нужно воткнуть сразу и клаву, и мышь, нужен Y-образный кабель), VGA, Ethernet, ещё один USB.

Под ними выключатель и незадействованные отверстия под два COM-порта и антенну Wi-Fi. Упоминание miniPCI намекает на то, что Wi-Fi-модуль мог быть воткнут в него.

БП на пять вольт и четыре китайских ампера.

При подключении нашего девайса он начинает громко и неприятно пищать, явно намекая, что такая нагрузка ему не нравится. Впоследствии заменил его на БП от более старого eBox'а.

На конце кабеля штекер PC-MDP-401-3P.

Разъёмчик этот достаточно подлый, так как данный соединитель по сути является стандартом для питания целого модельного ряда торгового оборудования разных фирм и годов (и, что характерно, в торговле эти мини-ПК тоже одно время были очень распространены). Тем не менее, девайс рассчитан исключительно на стабилизированные пять вольт, так что случайное подключение 24-вольтового БП от принтера, весов, POS-терминала или фискального регистратора вызовет большой бабах.

❯ Внутренности

Разумеется, мы не упустим возможность заглянуть внутрь.

Откручиваем четыре винта и снимаем крышку.

Перед снятием рекомендую прогреть радиатор термофеном или нижним подогревом хотя бы градусов до семидесяти: термопрокладки в этом ПК очень липкие и большие по площади, так что при попытке просто вытащить крышку вы либо оторвёте чипы (не думаю, что в ваших планах устроить внеплановый тест качества их пайки), либо погнёте плату.

В целом внутри чего-то этакого нет. Если не требуется как-то модернизировать аппарат или поменять в нём батарейку, то разбирать его особого смысла нет. Единственный параметр, который аппаратно вообще можно поменять — режим Master/Slave для Compact Flash, задаваемый переключателем внизу платы.

Понятия не имею, чем китайцы закручивали винты, но один из них был затянут настолько туго, что при откручивании лопнула стойка с резьбой. Впрочем, капля поксипола решает проблему.

В центре платы MSTI PSX-300 — та самая SoC Vortex86SX.

Рядом микрухи памяти.

Над ними разъём непонятного предназначения. Вообще, на плате много нераспаянных коннекторов, никак не описанных в документации. В углу справа, например, явно два COM-порта, задействованные в eBox-2300SX-JSK. Абсолютно уверен, что если запаять драйверы RS-232, их обвязку и штырьки, эти порты можно добавить и сюда. Ну, или можно нащупать, где на плате выведен UART, и подпаяться туда.

А это XGI Volari Z9s — 2D-видеочип на шину PCI. Встроенного видеоядра в Vortex86SX нет.

Видеопамять.

Из интересного, выпускались и отдельно стоящие видеокарты на базе данного чипа.

На фото плата Advantech PCA-5612. Производитель намекает на применение в составе разных промышленных ПК, пультах оператора, станках с ЧПУ и прочем спецоборудовании.

Также здесь есть возможность установки 2,5-дюймового IDE-диска. Шлейф от него в комплект не входит, но сам разъём имеется.

❯ Первый запуск

Подключаем блок питания и щёлкаем тумблером.

Девайс довольно быстро запускается и показывает хорошо знакомый экран.

Заглянем в BIOS.

На экране характеристики компа. Ниже всё ещё актуальные дата и время. За столько лет простоя батарейка всё ещё не села.

В целом BIOS здесь достаточно функциональный (не просто дата и время, пароль и порядок загрузки, как на некоторых ноутах и брендовых ПК).

Подкрутить тайминги памяти или делитель частоты процессора здесь не выйдет, но кое-какие параметры есть.

Загрузка с USB тоже в наличии.

А вот тут несколько функций, присущих именно промышленным ПК.

Первая из них — возможность перенаправить POST в COM‑порт. Это позволяет наблюдать за работой компа или менять какие-то параметры без необходимости подключать монитор и клавиатуру, достаточно только соединить его с другим ПК обычным нуль-модемным кабелем. На некоторых Vortex'ах и вовсе была возможность эмулировать видеокарту в текстовом режиме, передавая данные в последовательный порт.

Настройки Watchdog.

Прямо из BIOS Setup можно пощёлкать GPIO.

❯ Windows CE

Я не раз встречал варианты использования eBox на разных процессорах в качестве этакого ретро-игрового автомата. Тем не менее, покупать коробочку конкретно данной модели ради такого я настоятельно не рекомендую. Во-первых, в данном ПК нет звука, что уже серьёзно ограничивает область применения. Во-вторых, нет в нём и FPU, по сути процессор, на котором основан eBox-2300SX — сильно навороченный 486SX. Это значит, что на нём не запустится практически ни одна версия Windows: уже 98 обязательно требовала для работы сопроцессор и вылетала при его отсутствии, что тут говорить о более новых системах. Вот так вот бывает — при беглом взгляде на характеристики процессор кажется довольно мощным (по меркам промПК), но на деле способен запустить всего‑ничего.

Так что лично мне было интересно использование данной штуки именно как промышленного ПК, для чего он и предназначался. Сами DM&P заявляют поддержку трёх ОС: Windows CE, DOS и Linux.

Ради интереса воткнул в ПК валявшуюся под рукой Compact Flash с Windows XP Embedded. Было интересно, что произойдёт, но, увы, комп показал только мигающий курсор. Даже сообщения об ошибке не было никакого.

Поэтому перейдём к Windows CE. Как раз недавно писал, что ни разу не видел CE на X86, ну вот, теперь появился повод протестировать.

Windows CE - встраиваемая система, поэтому привычного нам инсталлятора или загрузочного образа у неё нет. Вместо установки её собирают при помощи Platform Builder и записывают на диск или Flash. На сайте DM&P выложены BSP (Board Support Package) для eBox разных моделей, так что можно собрать свой образ, включив туда всё, что нужно. Но мы пойдём более простым путём: скачаем уже готовый экземпляр.

Заходим на сайт DM&P и качаем архив под нужную коробочку и желаемое разрешение экрана.

Внутри будет лежать файл NK.BIN.

Для записи на карту памяти он не пригоден, нужен ещё и загрузчик, который будет его считывать. В документации рекомендуется использовать cepcboot.144, содержащий MS-DOS и экзешник LOADCEPC.EXE, как раз отвечающий за запуск NK.BIN. Отдельно я его нигде для скачивания не нашёл, качать весь Platform Builder исключительно ради разового опыта не хотелось, поэтому пошёл другим путём.

На просторах были найдены готовые образы WinCE X86.

Остаётся только скачать нужный, произвести с ним кое-какие изменения, и всё, можно записывать на флешку, втыкать и пробовать загружаться.

Сконвертировав VHD в обычный образ диска, видим внутри такое содержимое.

Набор файлов несколько отличается, вместо MS-DOS здесь загрузчик BLDR (BIOS Bootloader). Нам же остаётся только удалить местный NK.BIN, закинуть тот, что был скачан с сайта DM&P, и раскатать образ на Compact Flash.

И оно даже загружается и работает!

Через несколько секунд появляется рабочий стол.

Даже довольно непривычно было его увидеть. У меня подобная картинка ассоциируется в основном с навигаторами, КПК и ТСД, а никак не с X86-машинами.

И, к сожалению, именно с КПК связано то, что особого толку от Windows CE на данной машине не очень‑то и много. Несмотря на не такое уж и малое количество софта под данную ОС, практически ничего из него на данной машине никогда не заработает. Дело даже не в производительности, а в том, что практически всё ПО написано под портативные машинки на процессорах с архитектурой ARM, MIPS или SH-3. Софта именно под X86 существовало всего‑ничего. Причина тут банальна — КПК на такой архитектуре были считанные единицы, а разное промышленное ПО обычно сразу встраивалось в образ и не распространялось отдельно.

❯ X-Linux и это всё

Кроме DOS и WinCE есть здесь и Linux.

На сайте DM&P можно скачать X‑Linux — сборку специально для eBox.

Многого в этом дистрибутиве нет, но можно собрать свой на базе ядра от X-Linux. Много лет назад здесь даже был пост о том, как это сделать.

❯ GPIO

Хотя на моём экземпляре GPIO нет, мне всё же было интересно, как с ними можно работать.

Как оказалось, всё абсолютно типично для промПК: регистр порта и регистр направления, с которыми можно взаимодействовать через стандартные IN и OUT в ассемблере.

А вот пример работы с портами на Си от самих DM&P:

#include <dos.h>
#include <stdio.h>

void main(void)
{
  /* set GPIO port0[7-0] as input mode */
  outportb(0x98, 0x00);

  /* read data from GPIO port0 */
  inportb(0x78);

  /* set GPIO port1[7-0] as output mode */
  outportb(0x99, 0xff);

  /* write data to GPIO port1 */
  outportb(0x79, 0x55);

  /* set GPIO port2[7-4] as output and [3-0] as input*/
  outportb(0x9a, 0xf0);

  /* write data to GPIO port2[7-4], the low nibble (0x0a) will be ignored */
  outportb(0x7a, 0x5a);

  /* read data from port2[3-0] */
  unsigned char c = inportb(0x7a) & 0x0f;

  /*--- if GPIO port3 is free, those codes can work ---*/

  /* set GPIO port3[7-2] as output and [1-0] as input*/
  outportb(0x9b, 0xfc);

  /* write data to GPIO port2[7-2], the bit 1-0 will be ignored */
  outportb(0x7b, 0xa5);

  /* read data from port3[1-0] */
  c = inportb(0x7b) & 0x03;

  /*--- if GPIO port4 is free, those codes can work ---*/

  /* set GPIO port4[7,5,3,1] as output and port4[6,4,2,0] as input*/
  outportb(0x9c, 0xaa);

  /* write data to GPIO port4[7,5,3,1], the bit 6,4,2 and0 will be ignored */
  outportb(0x7c, 0xff);

  /* read data from port4[6,4,2,0] */
  c = inportb(0x7c) & 0xaa;
}

По идее, если допаять недостающие детали (если у кого-то есть модель eBox со встроенными GPIO, то буду рад, если подскажете, какие элементы там стоят), то функционал портов можно будет добавить самому. Но пока что делать этого не буду, поскольку eBox я купил всего один и случайно запороть его такими экспериментами не хочется.

❯ Что же в итоге?

Как видно, штука эта довольно интересная, но всё же применение её для обывателя достаточно ограничено. Если вдруг хочется купить eBox именно в качестве ретро-ПК или чего-то подобного, лучше присмотреться к более навороченным моделям по типу 3300 или найти более древний 2300, где сопроцессор наличествует.

Самый интересный, на мой взгляд, вариант применения этой штуки — собрать на базе коробочки домашний мини-сервер или контроллер для умного дома или ещё какой‑то автоматики (но тогда потребуется раздобыть конфигурацию с GPIO).

Также из примечательного — в своё время существовала сборка OpenWRT под eBox-2300SX. К сожалению, сейчас ни одна ссылка не открывается, а файлы не сохранились даже в Web Archive, так что проверить всё это в действии пока что не представляется возможным.

Такие дела.

К слову, сегодня для подобных задач необязательно обзаводиться отдельным железом — можно воспользоваться облачными сервисами. А узнать больше об их возможностях и обновлениях можно в Telegram-канале Timeweb Cloud.