• От Торонто до Томска: подведение итогов и планирование будущих семинаров по микроэлектронике в России

      Видите японского робота-собачку слева от девушки Ирины? Этот робот из компьютерного музея у офиса Гугла управлялся встроенным процессором MIPS R4000. Дальний потомок этого процессора, MIPS microAptiv UP, станет темой нескольких докладов на семинаре по обмену опытом преподования электроники, который пройдет в Томске на следущей неделе. Ядро MIPS microAptiv UP, в своем бесплатном варианте, MIPSfpga, стало удобной морской свинкой для студенческих экспериментов по микроархитектуре процессорных ядер и созданию систем на кристалле.

      Важная часть экспериментов с MIPSfpga случилась в России, на Украине и в Казахстане в течении двух прошлых лет — про это рассказала на конференции в Торонто Сара Харрис, профессор Университета Лас-Вегаса. В семинарах на эту и смежные темы проектирования чипов (Nanometer ASIC) приняли участие МГУ, МФТИ, МИФИ, МИЭТ, ИТМО и другие ведущие университеты.

      Сейчас эксперимент продолжается: в этом месяце, помимо конференции в Томске, в Россию приезжает Роберт Оуэн, известный консультант по университетским образовательным программам в области микроэлектроники. За последние 23 года Роберт Оуэн посетил сотни университетов в Европе, Азии, Америке и даже Африке, как представитель Texas Instruments, ARM, Xilinx и Imagination. Он помогал университетам поставить программы в области DSP, микроконтроллеров, встроенных процессоров и систем на кристалле.

      Вся эта деятельность — не абстрактное образование ради образования. На технологиях разработки микросхем с использованием языков описания аппаратуры Verilog и VHDL и использовании синтезируемых ядер стоит бизнес таких российских компаний как ЭЛВИС-НеоТек и Байкал Электроникс, о которых расскажет в лекции на этой неделе никто иной как Чубайс.



      Про эти и другие мероприятия из прошлого и будущего подробнее под катом.
      Читать дальше →
    • Экскурсия по Музею Истории Компьютеров в Калифорнии, с пользой для разработки. Часть 1. ENIAC, Stretch, CDC6600, IBM/360

        Господа! Сегодня мы пройдемся с сибирской девушкой Ириной по Музею истории компьютеров в Маунтин-Вью, Калифорния. Причем пройдемся не как туристы, а для принесения пользы России. Я уже писал в предыдущем посте, что один из эффективных способов для студента изучить проектирование процессоров — это взять какой-нибудь древний, но поучительный процессор, найди документацию по его архитектуре (и какую-нибудь информацию по его микроархитектуре), и спроектировать аналог этого процессора на языке описания аппаратуры SystemVerilog (или VHDL, если он вам больше нравится), после чего реализовать процессор на плате ПЛИС / FPGA (какой именно, не важно — Altera / Intel FPGA, Xilinx или Lattice). В качестве учебника для такого упражнения вы можете начать с Харрис & Харрис, после чего продолжить с книгами для более продвинутой стадии обучения, например Шень-Липасти.

        Каким образом все это принесет пользу России? Под такие проекты мы собираемся раздавать FPGA платы на конференции которая пройдет 18-22 сентября в Томске. Туда приедут представители МГУ, МФТИ, МИЭТ, МЦСТ, Imagination Technologies, National Instruments итд. Они будет обсуждать, как обновить программу университетов, чтобы сегодняшние студенты через несколько лет проектировали росийские чипы на уровне передовых западных компаний. Там также будет школа-семинар, на которой будут обсуждать, как делать учебные процессоры — начиная от простейшего schoolMIPS от Станислава Жельнио sparf.

        Вот первая фотография из музея в Маунтин-Вью — на ней помимо Ирины и ракеты в центре виден небольшой ящичек. Это бортовой компьютер космической станции «МИР» , который проектировали инженеры советского объединения «ЭЛАС», которое трансформировалось в современную зеленоградскую компанию «ЭЛВИС»:



        Итак, темы для учебных проектов — начиная из дремучих десятилетий середины XX века:
        Читать дальше →
      • Следущие шаги в черной магии процессоростроения после того, как вы освоили Харрис & Харрис

          Недавно вышло еще одно печатное издание книжки Харрис & Харрис на русском языке. Это широкоохватывающий ликбез про то, как проектируют микросхемы в компаниях типа Apple и Intel (методология проектирования на уровне регистровых передач с использованием языков описания аппаратуры). До этого печатного издания вышло бесплатное электронное издание этой же книжки, которое стало вирусным — его скачивания дважды завалили британский сайт Imagination Technologies, а посты о книжке на Хабре и Гиктаймс собрали более 300,000 просмотров (1, 2, 3, 4, 5 ). История перевода книжки на русский тоже довольно поучительна — он начался как общественный проект группы энтузиастов: преподавателей российских и украинских университетов, а также русских сотрудников компаний как в Silicon Valley (MIPS, AMD, Synopsys, Apple, NVidia ...) так и в России (НИИСИ, МЦСТ, Модуль ...). Когда вышло первое печатное издание на русском языке, его тоже довольно быстро раскупили и пожаловались, что оно черно-белое. Поэтому следующий принт был цветной, улучшенного качества.

          Теперь возникает вопрос: ну хорошо, вы приобрели или скачали бесплатно книжку, поняли основы цифровой схемотехники, языков описания аппаратуры Verilog и VHDL, приобрели вкус писания на ассемблере и разобрались с организацией простейшего конвейерного микропроцессора, а также как все это стыкуется с периферийными устройствами и встроенным программированием. Что делать дальше?



          На снимке — Татьяна Волкова, сотрудница образовательных программ компании Samsung в Московском Физико-Техническом Институте
          Читать дальше →
        • Чип для умных камер ELISE — одно из самых высокотехнологичных изделий России 2017 года. Плата для разработчиков и камера

            У каждой российской микроэлектронной компании есть рассказ, почему она самая хорошая и передовая. По английски это называется «claim to fame» — «заявка на славу». Одни российские компании славятся оригинальной архитектурой и/или микроархитектурой CPU, другие — спроектированной в России системой на кристалле, третьи — спроектированными в России блоками, которые были лицензированы западным компаниям.

            У российской компании ЭЛВИС (ELVEES), которая исторически специализировалась на космической электронике, DSP и хардверно-поддерживаемом распознавании образов, текущая «заявка на славу» выражена в совместном российско-британско-американско-тайваньском чипе для «умных камер» под названием ELISE. Инженеры в подмосковном Зеленограде спроектировали внутри этого чипа важные блоки для видео-обработки и GNSS, которые потом кросс-лицензировала британско-американская Imagination Technologies.

            Блоки от элвисовцев интегрированы с тремя разнородными процессорными ядрами: двухядерным кластером суперскалярных ядер MIPS P5607 (Apache) с частотой 1.2 GHz, на котором работает Linux, процессором с аппаратно-поддерживаемой многопоточностью MIPS interAptiv (1 GHz) и небольшим вспомогательным процессором с аппаратно-поддерживаемой виртуализацией MIPS M5150 (Virtuoso).

            На днях мне попали в руки два изделия с чипом ELISE — плата для разработчиков и трехмерная бинокулярная камера. Элвисовцы также дали мне список на 10 страниц, что есть на плате, что есть внутри чипа, и какой для этого поддерживается софтвер. К сожалению, они не разрешили мне выложить эти страницы в интернет, поэтому я кое-что перескажу своими словами, а также добавлю инфо про используемые ядра, после чего вы все остальное можете запросить у элвисовцев сами.

            На фотографиях ниже некоторые из инженеров-участников проекта. Девушка слева спроектировала часть load-store unit в MIPS P5607, юноша в зеленой майке написал модели интерфейсов шин, а товарищ в клетчатой рубашке — архитектор софтверной экосистемы:


            Читать дальше →
            • +10
            • 7,4k
            • 7
          • Придумываем название для нового гипервайзера для архитектуры MIPS с аппаратно-поддерживаемой виртуализацией

              На днях в офисе Imagination Technologies в Санта-Клара, Калифорния ко мне подходит специалист по многоядерному Линуксу Леонид Егошин и говорит:

              Егошин: Вот, написал самый маленький гипервайзер в мире.

              Я: Да? А как называется?

              Егошин: Еще не придумал. И маркетинг названия не спустил. Придумай название! Это все равно будет opensource-проект.

              Я: Мне чего-то трудно такое придумать. Как говорится «как вы яхту назовете, так она и поплывет». Надо общественность спросить.

              Егошин: И я еще в апреле в Долгопрудном буду, в МФТИ. Не был там с XX века. Есть ли там кто-нибудь, кого интересует MIPS-Linux/IoT/гипервизоры на MIPS?

              Я: Ну об этом тоже можно спросить общественность.

              Итого, я написал этот пост, чтобы спросить общественность. Но сначала я расскажу, кто такой Леонид Егошин и что такое гипервайзер.

              ***

              Не вся молодежь знает, но в СССР был свой Unix. Не при Брежневе, но уже при Андропове.

              И вот одним из первых советских юниксологов и был Егошин (он единственный на фотке на Красной Площади 1980-х, кто улыбается). Потом Егошин переехал в Silicon Valley и стал работать в MIPS Technologies, которая стала Imagination Technologies. На снимке справа Егошин уже в 2015 году, с первой привезенной в Америку из России платой с российским микропроцессором Байкал-Т — Егошин помогал отлаживать на ней Линукс:



              А теперь что такое гипервайзер.
              Читать дальше →
            • Избранные места из популярного учебника микроэлектроники на русском, который наконец-то выходит на бумаге

                Год назад вышло бесплатное электронное издание на русском языке всеохватного вводного учебника Дэвида Харриса и Сары Харрис «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера». Книга попала в струю, ее скачивания завалили британский сайт Imagination Technologies (дважды — 1, 2), после чего учебник стали использовать преподаватели московских МФТИ, МГТУ, питерского ИТМО, киевского КНУ, КПИ и других вузов. Интересной особенностью учебника является то, что его перевод на русский сделала группа энтузиастов: преподавателей российских и украинских университетов, русских сотрудников компаний в Silicon Valley (AMD, Synopsys, Apple, NVidia ...) и российских компаний (НИИСИ, МЦСТ, Модуль ...).

                При этом, электронное издание Харрис-энд-Харрис сформатировано для планшета, и уже после первых скачиваний посыпались емейлы, когда же учебник будет и на бумаге. И вот час настал — Учебник Дэвида Харриса и Сары Харрис «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера» можно заказать на бумаге (выходит в новогоднюю ночь). В этом посте я покажу, чем этот учебник отличается от других. Бонус: фотки участников и участниц проекта!



                Есть много учебников, которые хорошо вводят в цифровую логику на уровне триггеров и мультиплексоров, или в программирование готовых микроконтроллеров на ассемблере, или показывают красивые диаграммы процессорных конвейеров, или обучают синтаксису Verilog или VHDL. Но если учить скажем микроархитектуре без HDL, или если например пропускать уровни между триггером и программированием микроконтроллера, то получатся студенты, которые могут сдать экзамен и спорить умными словами в интернете, но ничего не могут сделать практически.

                Учебник H&H решает эту проблему:
                Читать дальше →
              • Хакатон нового типа испробован в Киеве, планируется повторить этот опыт в России

                  В Киевском Политехническом Институте прошел хакатон нового типа, с одновременной разработкой и программной (Си, ассемблер), и схемотехнической (Verilog) частей системы, синтезируемой для реализации в микросхемы реконфигурируемой логики (ПЛИС/FPGA). Хакатон также поддерживался одной из кафедр Киевского Национального Университета и Imagination Technologies, разработчиком графического процессора PowerVR внутри Apple iPhone. Результат хакатона превзошел ожидания (об этом ниже), и сейчас разрабатываются планы повторить его в других местах, в частности в Томске или Новосибирске.



                  Хакатон в КПИ по MIPSfpga был экспериментальным в том смысле, что обычно в хакатонах участники или просто программируют (например решения SaaS), или делают устройства из готовых фиксированных микросхем и программируют их (Ардуино, STM32 Discovery). Здесь же участники и писали программу, и разрабатывали схему, интерфейсный блок на уровне регистровых передач (Register Transfer Level — RTL), после чего встраивали этот блок в синтезируемую систему с процессорным ядром MIPS microAptiv UP и шиной AHB-Lite, и реализовывали эту систему в FPGA.

                  Вот как это выглядело на экранах их ноутбуков, на FPGA-плате и концептуально:
                  Читать дальше →
                • Можно скачать материалы семинара Nanometer ASIC (РОСНАНО / МИСиС / Imagination Technologies) — ликбез по всему про чипы

                    Господа! Семинар Nanometer ASIC, организованный РОСНАНО, МИСиС и Imagination Technologies, оказался довольно популярным — на него зарегистрировались более 180 человек, пришли 127, причем в аудитории засветились предствители всех значимых российских микроэлектронных проектов — от радиационно-стойких микросхем для космоса из НИИСИ до чипов для умных камер от ЭЛВИС-НеоТек, инженеров из Байкал Электроникс, руководителей проектов по автоматизации проектирования микросхем из МГУ, разработчики российских ПЛИС-ов из Воронежа, преподаватели из ВШЭ/МИЭМ и других вузов, организаторов олимпиад для школьников из МФТИ и многие другие.

                    Несмотря на то, что для профессиональных спецов по использованию Synopsys IC Compiler семинар был слишком элементарный, но его вводный характер искупился его широтой — инженеры из всей цепочки проектирования и производства могли освежить в памяти области, которые они забыли, инвесторы в полупроводниковой индустрии смогли посмотреть что делают компании, в которые они инвестируют, студенты посмотрели, что им может нравится и так сказать куда копать (в полупроводниковой индустрии Silicon Valley молодые инженеры специализируются в логический / физический / аналоговый дизайн довольно рано в своей карьере).

                    Ведущий семинара, лектор Калифорнийского университета в Санта-Крус (отделение в Кремниевой долине) Чарльз Данчек (Charles Dancak) отвечает на вопросы:



                    Скачать все слайды на русском можно здесь.

                    Под катом — избранные слайды Nanometer ASIC (25 из 322):
                    Читать дальше →
                  • Хардвер вторгается в софтвер на московской конференции SECR

                      Традиционно московская конференция CEE-SECR (Central & Eastern European Software Engineering Conference in Russia) была про софтвер, но в этом году ее организаторы решили поэкспериментировать и впустить темных демонов хардвера. Причем не из чего-то народного типа Ардуино, а из уровней посуровее: микроархитектуры микропроцессоров, прототипирования систем на кристалле с помощью микросхем ПЛИС/FPGA, и автоматической генерации тестов для процессоров во время их разработки. Чтобы привязать данный материал к чему-то знакомому для программистов, в хардверной теме возникли приложения встроенных процессоров для интернета вещей, связь лицензируемых микропроцессорных ядер с российскими микропроцессорными проектами, обучение хардверу в российских университетах, а также российские встроенные операционные системы реального времени для тех применений, куда нельзя впускать длинный нос американского Госдепа.

                      Можно сказать, что хардверная тема на SECR-е удалась: вся комбинация докладов была сбалансированна и покрывала тему с разных сторон; людей в зале было не то что особенно много, но выше среднего; возникли интересные споры о достоинствах и недостатках открытых процессорных ядер супротив частично открытых, но шире используемых в промышленности.



                      Читать дальше →
                      • +18
                      • 2,8k
                      • 6
                    • Все что вы хотели узнать о разработке и производстве микросхем, но стеснялись спросить

                        Господа! Я уже писал о предстоящих семинарах Чарльза Данчека, содержащих полный ликбез по всем этапам проектирования и производства микросхем, но с тех пор возникли дополнения:

                        * Во-первых, к семинарам присоединилась Cadence Design Systems, одна из двух ведущих компаний в области автоматизации проектирования микросхем. Cadence представит часовой доклад с программой в конце этого поста.

                        Регистрация на сайте (UPD: по-видимому, первоначальная регистрация переполнилась. Но роснановцы сказали, что если первый зал переполнится, они выделят зал побольше. Напишите емейл на почту).

                        * Во-вторых, к семинарам присоединились четыре ведущих российских компаний-проектировщиков микросхем: АО «НИИМА «Прогресс», АО «БАЙКАЛ ЭЛЕКТРОНИКС», ООО «ЛАБСИСТЕМС» и ОАО НПЦ «ЭЛВИС». Каждая из них сделает публичную презентацию с информацией, которую вы при других обстоятельствах как правило не сможете получить без NDA.

                        * В-третьих, в дополнение к официальной программе семинаров в Москве, Санкт-Петербурге и Киеве мы решили организовать неформальные встречи интересующихся в виде прогулки сначала по Москве в это воскресенье, 30 октября. Вы сможете показать Чарльзу Данчеку Москву (он в первый раз в России) и спросить про проектирование чипов.

                        Мы подумываем, чтобы в следующих год расширить такие мероприятия на регион Новосибирск-Томск, в связи с чем вот приветственное видео с девушкой из новосибирского академгородка:



                        Пояснение: РОСНАНО и МИСиС организуют семинар Nanometer ASIC в Москве, но в Питере такой семинар организует Университет ИТМО, а в Киеве — КПИ и КНУ, лаборатория «Лампа» КПИ и студенческое workspace «Белка» КПИ.

                        Детали про встречу и семинары — под катом:
                        Читать дальше →