在机械键盘爱好者和硬件开发者的世界里，追求极致性能的设计总是令人兴奋。今天，我们要介绍的是一款由 Portland.HODL 开发的开源项目------Nyan Keys，这是一款基于 FPGA 的机械键盘，旨在实现尽可能低的输入延迟。
项目背景与目标
Nyan Keys 的设计目标是构建一款具有超低输入延迟的机械键盘，兼容 Cherry MX 及其兼容轴体（如 Kailh 和 Gateron）。该项目的灵感来源于 Wooting 60HE 和 Pok3r 60% 键盘，结合了前者的高性能特性和后者的开源可定制性。
技术实现
1. FPGA 实现每键独立处理
Nyan Keys 使用 Lattice iCE40HX4K FPGA，为每个按键分配一个独立的处理核心。每个核心包含一个 8 位计数器，用于实现去抖动逻辑。当计数器达到预设值时，按键状态才会改变，从而有效防止按键抖动带来的误触发。
这种设计允许每个按键直接连接到 FPGA 的独立 IO 引脚，省去了传统键盘矩阵设计中所需的二极管等元件，简化了硬件结构。
2. 高速 USB 通信
为了实现高速数据传输，Nyan Keys 采用 STM32F723 微控制器，支持 USB 2.0 High Speed（480Mbps）通信。通过设置 USB 的 bInterval 为 1，实现了 8000Hz 的轮询率，即每 0.125 毫秒进行一次数据传输。
在最坏情况下，从按键按下到数据传输完成的总延迟约为 155 微秒，远低于传统 USB 2.0 Full Speed 键盘的 1 毫秒延迟。
3. 开源硬件与软件
Nyan Keys 的硬件设计和固件均已开源，采用 Apache 2.0 许可证。项目包括 FPGA 比特流、STM32 固件、Web 配置工具等，方便开发者进行定制和扩展。
设计文件
- 硬件设计文件
- FGPA比特流
- Nyan 操作系统 (NOS) - STM32 固件
- Nyan DFU（STM32 引导加载程序）
- Nyan OS Web 配置工具
- Nyan OS Web 配置工具 - 源代码
- 总体
总结
Nyan Keys 项目展示了在机械键盘设计中追求极致性能的可能性。通过 FPGA 的并行处理能力和高速 USB 通信，该项目实现了目前已知最低的输入延迟，为硬件爱好者和开发者提供了一个值得探索和学习的开源平台。