दुनिया का सबसे छोटा और सस्ता open source network switch mrxSwitch

 (docs.murexrobotics.com)
1 पॉइंट द्वारा GN⁺ 2024-06-17 | 1 टिप्पणियां | WhatsApp पर शेयर करें
  • mrxSwitch MUREX Robotics द्वारा जारी किया गया पूरी तरह open source 5-पोर्ट 100BASE-TX unmanaged Ethernet switch है, जिसे छोटे आकार और कम लागत को प्राथमिकता देकर डिज़ाइन किया गया है
  • हार्डवेयर में IP175Gx switch IC, बाहरी magnetics, और 1.25mm pitch Fast Ethernet connector का उपयोग किया गया है, और यह अधिकतम 15V इनपुट को 3.3V ऑपरेटिंग वोल्टेज तक घटाता है
  • V2 का आकार 44.9mm × 42.2mm है, और इसमें 4-layer board, Bob-Smith style termination, 100Ω differential pair, magnetic transformer और common mode choke का उपयोग कर IEEE 802.3 अनुपालन को लक्ष्य बनाया गया है
  • V2.0 और V1.0 दोनों का परीक्षण और संचालन सत्यापन पूरा हो चुका है, और V2 board layout files तथा V1 blog post सार्वजनिक हैं
  • V2 में आकार 30% कम किया गया है, BOM लागत 15% घटी है, और 2 QT24A23 को QT48A03 से बदला गया है तथा configuration components और EEPROM हटा दिए गए हैं

mrxSwitch का डिज़ाइन और उपयोग का दायरा

  • mrxSwitch को MUREX Ethernet Switch भी कहा जाता है, और यह IP175Gx Ethernet Integrated Switch IC का उपयोग करने वाला 5-पोर्ट 100BASE-TX unmanaged switch है
  • यह अधिकतम 15V इनपुट स्वीकार कर सकता है और इसे ऑपरेटिंग वोल्टेज 3.3V तक step-down करता है
  • noise कम करने के लिए board को 4-layer संरचना में डिज़ाइन किया गया है
  • सभी center tap पर Bob-Smith style termination लागू किया गया है, और differential pair को 100Ω के अनुसार गणना की गई है
  • IEEE 802.3 standard अनुपालन के लक्ष्य से 10 जोड़ी magnetic transformer और common mode choke का उपयोग किया गया है
  • V2 का आकार 44.9mm × 42.2mm है, और दस्तावेज़ के अनुसार जून 2024 तक इसे दुनिया का सबसे छोटा networking switch बताया गया है
  • उपयोग के क्षेत्र में embedded systems, ROV, AUV, consumer electronics, DIY projects, और space-constrained networking applications शामिल हैं

सार्वजनिक सामग्री और components संरचना

  • परीक्षण स्थिति

    • V2.0 का परीक्षण और संचालन सत्यापन पूरा हो चुका है, और board layout files सार्वजनिक हैं
    • V1.0 का भी परीक्षण और संचालन सत्यापन पूरा हो चुका है, और इसे blog post में देखा जा सकता है

  • मुख्य IC और components

    • IC Plus IP175Gx: 5-पोर्ट 10/100 Ethernet integrated switch
      • 5-पोर्ट 100BASE-TX embedded switch
      • 85nm CMOS process
      • status LED support
      • EEPROM configuration support
    • LM1117MP-3.3: 800mA LDO
      • fixed 3.3V output
      • अधिकतम 15V input
      • 1.2V dropout
    • QT48A03: 1000Base-T dual-port transformer
      • 350uH primary
      • 8mA DC bias
    • BT16A07: 10/100 Base-T single-port transformer
      • 350uH primary
    • 2x QT24A23: retired किए गए 10/100/1000Base-T single-port transformer
      • 350uH primary
      • 8mA DC bias
    • Schematic PDF भी साथ में सार्वजनिक किया गया है

V2 में क्या बदला है

  • आकार को 30% कम किया गया, जिससे जून 2024 तक यह दुनिया का सबसे छोटा networking switch बन गया
  • अधिक बुनियादी components का उपयोग कर कुल BOM लागत 15% कम की गई
  • 2 QT24A23 को अधिक सस्ते और अधिक compact QT48A03 से बदला गया
  • configuration components और EEPROM हटा दिए गए

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1 टिप्पणियां

 
GN⁺ 2024-06-17
Hacker News की रायें

  • हाई स्कूल के छात्रों की टीम ने ऐसा कुछ बनाया, यह सच में शानदार है। Purdue Space Program में liquid rocket avionics डिज़ाइन करते समय हमने BotBlox switch 80 डॉलर प्रति पीस में इस्तेमाल किया था, और उस समय यह बेतुका लगा था
    इन-हाउस Ethernet switch खुद बनाने का प्रस्ताव “गंदे CS छात्र” होने की वजह से खारिज कर दिया गया था (मज़ाक), और electronics के co-lead का मानना था कि ऐसे component को डिज़ाइन और validate करने में लगने वाला समय वाजिब नहीं था
    JLCPCB से सीधे 6.9 डॉलर का Ethernet switch बनवा पाना कमाल है, और इस product category को थोड़ा भी बेहतर बनाने के लिए धन्यवाद
    https://sagarpatil.me/projects/cms-avi-hw
    https://botblox.io/products/micro-gigabit-ethernet-switch

    • project page को अलग Show HN के रूप में भी पोस्ट करना अच्छा रहेगा। पढ़कर दिलचस्प लगा
      I2C का इस्तेमाल न करने से मैं सहमत हूं। I2C को कई CubeSat missions की विफलता का मूल कारण बताया गया है, और clock stretching सच में बहुत खराब है। मेरा मानना है कि multi-board communication में I2C पर रोक होनी चाहिए
      https://pure.tudelft.nl/ws/portalfiles/portal/10531886/art_3...
      https://webapps.unsworks.library.unsw.edu.au/fapi/datastream...
      Classic CAN में frame preemption के साथ 8-byte MTU होता है, इसलिए यह time-sensitive automotive data transmission के अपने मूल उद्देश्य के लिए उपयोगी है। आखिर अगर 4-byte brake packet किसी 1500-byte packet के पीछे अटक जाए, तो कार टकराकर फट सकती है। लेकिन bulk data transmission के लिए यह बहुत धीमा हो जाता है
    • “इस product category को थोड़ा बेहतर बनाना” ही MUREX करना चाहता है। हम इस पर सचमुच विश्वास करते हैं, और जब तक हम हैं, इसे जारी रखेंगे
      विश्वास करना मुश्किल होगा, लेकिन Ethernet switch हमारे tech stack में सबसे कम समस्या वाला hardware था। दूसरे boards भी documentation में हैं, चाहें तो देख सकते हैं। आपका rocket भी सच में शानदार है, और college जाने पर मैं भी वैसा कुछ जरूर करना चाहूंगा
    • बाजार में अलग-अलग कीमतों पर कई products हैं; उदाहरण के लिए हमारी कंपनी Brainboxes का 55x55mm switch भी 50 डॉलर से कम का है। हमने यह size इसलिए चुना ताकि उसी form factor में gigabit option भी बनाया जा सके
      microMatch-style connector चुना ताकि board-to-board और board-to-cable दोनों options इस्तेमाल किए जा सकें। आपके co-leader का खरीदने का फैसला आम है, और off-the-shelf parts इस्तेमाल करने से time-to-market घटता है और component lifecycle management से भी बचा जा सकता है
      https://www.brainboxes.com/product/pure-embedded/pe-505
      https://www.te.com/en/products/brands/micro-match.html?tab=p...
    • आपने जिस switch का link दिया है, उसे gigabit switch बताया गया है, जबकि MUREX switch 100Mbps है—यह बात ध्यान देने लायक है। इससे कीमत का फर्क जायज़ ठहरता है या नहीं, मुझे पक्का नहीं पता

  • दिखने में बढ़िया है। मेरी समझ में linear voltage regulator, buck converter की तरह output current को switch करने के बजाय voltage difference को target voltage तक heat के रूप में dissipate करता है
    इसलिए 12V input होने पर, load current के हिसाब से (12-3.3)V * 0.8A = 6.96W तक heat board पर खर्च हो सकती है। असल FE switch में शायद 0.8A का बहुत छोटा हिस्सा ही इस्तेमाल होगा, लेकिन जिज्ञासा है कि board छूने पर पर्याप्त ठंडा रहता है या नहीं। अगर निश्चित न हों, तो हाथ के पिछले हिस्से या उंगली के पिछले हिस्से से जांचना बेहतर है

    • असल में छूने पर यह गर्म होता है। board 800mA नहीं खाता, लेकिन करीब 60°C तक पहुंच जाता है
      V2 के मुख्य designer Max ने heatsink की सलाह दी थी। thermal vias वाले समाधान से यह कुछ हद तक सुरक्षित temperature range में रहता है। लागत कम रखने के लिए LDO चुना गया, और हमारे robot में हम पूरे system के लिए 3.3V बनाने वाले Max के power board buck converter से सीधे 3.3V supply करते हैं
    • LDO बहुत छोटा होता है और switching power supply की तरह noise पैदा नहीं करता। यह सच है कि इससे कुछ power waste होती है, लेकिन dropout voltage को जितना संभव हो उतना छोटा रखकर इसे घटाया जा सकता है

  • अच्छा प्रोजेक्ट है और अच्छी तरह बनाया गया है। हालांकि, अभी जैसा है, यह पहले से मौजूद products से compete करता है, इसलिए कहना मुश्किल है कि यह किसी नए market या मौजूदा market को ठीक से target कर रहा है
    उदाहरण के लिए TrendNet 10/100 छोटा switch hub नहीं है, और case व power supply सहित shipping के साथ eBay पर 7.31 डॉलर का है। commodity products से अलग होना है तो automotive, aerospace, military, marine जैसे demand वाले niche खोजने होंगे
    2.88MB 3.5-inch floppy drive भी desktop से गायब होने के बाद 2020 के आसपास तक industrial और turnkey commercial systems में मुख्य रूप से इस्तेमाल होती रही। dinosaur जैसी technologies भी उन critical systems में बहुत लंबे समय तक जिंदा रहती हैं जहाँ replacement cost बहुत ज्यादा मानी जाती है
    आगे बढ़ते रहो, सीखते रहो, और बेहतर बनते रहो
    साथ में, अगर कोई 48-port 10GBASE-T POE++ 960W~1600W+, कम से कम L2, unmanaged से लेकर fully managed तक support करने वाला लेकिन cloud features के बिना, 4 x 100GBASE QSFP28 uplinks, dual hot-swap PSU, दो तरह की port orientation, 19-inch 1U half-depth में wall-mountable, और full load पर भी jet engine जैसी आवाज़ न करने वाला switch बनाए, तो मैं 6 हजार डॉलर range तक देने को तैयार हूँ
    comparison के लिए FS S5860-48XMG-U 4800 डॉलर model करीब है, लेकिन dual 1U PSU और 3 hot-swap chassis fans की वजह से jet engine जैसा शोर करता है, और सिर्फ सामान्य rack-top front-port type में आता है, जिससे cabling management बेवजह लंबा और messy हो जाता है

    • यह desktop Ethernet switch नहीं है। industrial cameras या high-end laser sensors जैसे robot parts USB या RS232C के बजाय अक्सर Ethernet interface इस्तेमाल करते हैं
      इससे peripheral bus की cable length limits और connection reliability problems हल हो जाती हैं। Ethernet और TCP/IP जैसे node-to-node communication protocols इस्तेमाल करने का overhead जरूर है, लेकिन यह trade-off पूरी तरह स्वीकार्य है
      robot के अंदर normal-size switch लगाना स्वीकार करना मुश्किल है। वह बहुत bulky होता है, इसलिए humanoid के upper arm या pelvis के अंदर लगाना हो तो normal switch या hub fit नहीं बैठता
      यह product ठीक उसी robot packaging problem को हल करता है। electrically यह switch/hub है, लेकिन physically बहुत छोटा है—यही मुख्य बात है
    • Juniper EX4100 हो तो सारी requirements पूरी हो जाती हैं
      noise requirement जोड़ना बेमानी है। यह ऐसा है जैसे 90W वाले 48 devices की power supplies को एक छोटे, dense box में ठूँसकर साथ ही शिकायत करना कि वह cool भी रहे
      अगर 48 PoE devices रखने की जगह है, तो properly cooled और soundproofed IDF रखने की जगह भी है
    • case, power supply और RJ45 connector सहित 1G switch भी Ali पर 10 डॉलर से कम में मिल जाता है
    • 3.4kW heat dissipate करते हुए माँगे गए size और noise constraints भी पूरा करने वाला combination, cost की बात से पहले ही, reasonable range से काफी बाहर जा सकता है। फिर भी उम्मीद रखने की थोड़ी गुंजाइश है

  • अच्छी तरह बनाया गया है। hardware side का व्यक्ति न होने के कारण terminology से 100% परिचित न लोगों के लिए और photos डालें तो अच्छा होगा
    खासकर enclosure की photo देखना चाहूँगा। समझ नहीं आ रहा कि बस headers exposed हैं, या board पर normal Ethernet plugs हैं

    • board को जितना हो सके छोटा रखने के लिए 1.25mm pitch Molex Picoblade connector expose किया है
      built-in magnetics की वजह से RJ45 connector पर wires जोड़ देने भर से इसे किसी भी Ethernet device से connect किया जा सकता है। photos भी अभी और add करने वाला हूँ

  • comparison target BotBlox SwitchBlox Nano में ports 2 कम हैं, लेकिन उसका size 25.50 x 25.50mm है। यह product 44.90 x 42.11mm है, तो दुनिया का सबसे छोटा होने का दावा कैसे justify होता है?

    • मैं Max हूँ, V2 revision का lead designer। बात सही है। team और मुझे BotBlox के 3-port switch के बारे में पता नहीं था, इसलिए ज्यादा accurate यह कहना होगा कि यह दुनिया का सबसे छोटा 5-port unmanaged switch है
      हमें मिला सबसे छोटा commercial alternative भी BotBlox का 5-port unmanaged switch था, और size व cost दोनों में हम बेहतर थे
      हमारा लक्ष्य ज्यादा से ज्यादा लोगों के लिए open source, cost-effective और accessible electronics बनाना है। उस लिहाज से हमारा board कहीं ज्यादा attractive है, और व्यक्तिगत रूप से मैं इसे success मानता हूँ
      https://botblox.io/products/small-ethernet-switch

  • 6.9 डॉलर हो तो, असल में 30~40 डॉलर में बेचा जाए तब भी काफी अच्छी deal लगेगी
    वहीं Blue Robotics का अंदाज है: “175 डॉलर में लो, 50 डॉलर shipping दो, और फिर 175 डॉलर के आधार पर customs duty भी भरो”
    https://bluerobotics.com/store/comm-control-power/tether-int...
    वहाँ बिकने वाली हर चीज़ बेतहाशा महंगी है, और लगता है उन्हें proper competitor की जरूरत है

    • low-volume hardware prices हमेशा गुस्सा दिलाने जितनी ऊँची लगती हैं, लेकिन जब खुद इसमें उतरते हैं, तो development में लगे person-hours को McDonald’s hourly wage से गुणा करते ही, या affordable unit price को expected sales volume से गुणा करते ही, numbers निराशाजनक रूप से कम लगने लगते हैं
      Blue Robotics के बारे में पहली बार सुन रहा हूँ, लेकिन उस 175 डॉलर product की सालाना 1,000 units बिक्री होना मुश्किल लगता है। मान भी लें कि होती है, तो revenue 170 हजार डॉलर है, और tax या HR costs तो दूर, किसी भी expense को घटाने से पहले cash recovery लगभग दो entry-level engineers की salary जितनी है
      optimistic होकर मानें कि हर साल 1,000 units बिकती हैं, तब भी शायद एक व्यक्ति का खर्च निकालना ही मुश्किल होगा। बड़ी multinational companies लाखों-करोड़ों units ship करती हैं, इसलिए वे one-time engineering cost को कहीं आसानी से amortize कर सकती हैं और छोटे products को लगभग cost पर बेच सकती हैं

  • यह teenagers ने बनाया है, यह सच में impressive और प्रशंसनीय है
    एक बात पूछनी है: क्या अंदाजा है कि आपके parents ने ऐसा क्या किया जिससे आप electronics और hacking में इतने डूब गए?
    मैं अपने तीन बच्चों को computer science और electrical/electronics engineering से परिचित कराना चाहता हूँ, और यही काम profession के तौर पर करता हूँ, लेकिन समझ नहीं आता कैसे करूँ। मेरे parents ने मेरी माँगी हुई किताबें खरीद देने के अलावा कुछ खास नहीं किया था, और मैं बस और cool चीज़ें जानने की जिद में लगा रहता था
    ऐसा शानदार project दुनिया के साथ share करने के लिए धन्यवाद, और आगे का रास्ता बहुत उज्ज्वल दिखता है

  • शानदार काम है। लेकिन यह जानने की जिज्ञासा है कि Gigabit Ethernet सपोर्ट क्यों नहीं किया गया। 100Mbit Ethernet मैंने 10 साल से ज़्यादा समय से इस्तेमाल नहीं किया है

    • मैं Murex का सदस्य Altan हूं। इस switch के कई design decisions हमारी underwater robot requirements से आए हैं
      हमारे case में communication speed tether के ज़रिए transmission speed से बंधी हुई थी। power line पर data भेजने के लिए हम galvanically isolated OFDM का इस्तेमाल करते हैं
      size और cost मुख्य लक्ष्य थे, इसलिए Gigabit Ethernet की तुलना में 100Mbit ज़्यादा उपयुक्त था। Gigabit switch होता तो ज़्यादा शानदार होता, लेकिन size और cost भी बढ़ जाते
    • background तो नहीं पता, लेकिन 100Mb Ethernet embedded devices में और उन applications में अभी भी काफ़ी common है जहां network protocols को मुख्यतः UART serial communication के सहायक के रूप में इस्तेमाल किया जाता है। इस specific use case पर detailed जवाब के लिए team के जवाब को ही मानना सही होगा
    • modern Ethernet standards कहीं बेहतर हैं। मेरे घर की wiring भी पूरी तरह 10Gb है और कुछ जगहों पर 40Gb Infiniband भी चल रहा है
      फिर भी 100Mbps की अभी भी अपनी जगह है। खासकर embedded, slow devices और low-cost devices में। अगर microcontroller प्रति सेकंड बस कुछ packets भेजता है, तो 4 और wires, pins और routing पर extra पैसा खर्च करने की वजह नहीं है
    • tether वाले ROV में tether weight बहुत बड़ी समस्या होती है, इसलिए 4 और wires जोड़ना option नहीं है
      बहुत deep जाने वाले equipment हल्का optical fiber इस्तेमाल करते हैं, लेकिन स्वाभाविक रूप से cost बहुत बढ़ जाती है, इसलिए संभव हो तो इससे बचना चाहेंगे
    • GigE को दोगुने pins चाहिए होते हैं। इस board में input/output और जोड़ने की जगह ज़्यादा नहीं दिखती
      Gigabit अच्छा है, यह सही है, लेकिन कई applications के लिए 100M भी पर्याप्त है

  • अगर embedded use को target कर रहे हैं, तो यह जानने की जिज्ञासा है कि single-pair Ethernet (base-t1, t1l/t1s) के बजाय traditional Fast Ethernet base-tx क्यों इस्तेमाल किया गया

    • हम बहुत standard Ethernet connection इस्तेमाल करते हैं, इसलिए Fast Ethernet इस्तेमाल करने से चीज़ें बहुत simple हो जाती हैं। cable काटकर जोड़ दें, और बस काम हो जाता है

  • हैरान करने वाला और बहुत अच्छी तरह बनाया गया है। release होने पर खरीदना चाहूंगा
    यह सही है कि यह general-purpose parts और price के आधार पर नहीं जीतता, लेकिन large-scale manufacturer भी नहीं है, और open hardware होने के साथ अच्छी documentation होना ऐसी niche में साफ़ तौर पर decisive advantage बन सकता है

    • अभी के लिए byran@mrx.ee पर email भेज दें