Все мы еще с уроков информатики знаем, что информация внутри компьютера передаётся при помощи нулей и единиц, но оказалось, что большинство айтишников, с которыми я общаюсь (и довольно хороших!) слабо представляют, как же, все-таки, устроен компьютер.
Как заставить песок делать то, чего мы от него хотим?
Для большинства людей познания устройства компьютера оканчиваются на уровне его составных элементов — процессор, видеокарта, оперативная память… Но что именно происходит внутри этих чёрных прямоугольничков после подачи питания — магия. В этой статье (скорей всего, даже серии статей) я постараюсь простым языком объяснить, как же устроены эти таинственные прямоугольнички.
Читать полностью »
Рубрика «ПЛИС» - 7
От песка к компьютеру. Часть 1. Атомы и транзисторы
2017-11-23 в 10:58, admin, рубрики: Altera, fpga, intel, vds, vds для обучения, Блог компании VDS.SH, графен, детям, для начинающих, Железо, Научно-популярное, ПЛИС, процессор, транзистор, физика, электроника, Электроника для начинающихМезонинные модули стандарта FMC для построения высокопроизводительных систем обработки сигналов
2017-11-21 в 13:29, admin, рубрики: AdvancedTCA, CompactPCI, dsp, FMC, fpga, MicroTCA, PCI, PXI, VME, VPX, встраиваемые системы, Железо, ПЛИС, Производство и разработка электроники, Процессоры, схемотехника, цифровая обработка сигналов, цос, Электроника для начинающихОдна из самых заметных проблем, с которыми сталкиваются разработчики встроенных систем, — это разнообразие технических требований к организации внешнего интерфейса ввода-вывода. Независимо от того, будь то Ethernet с оптическим или «медным» физическим уровнем передачи данных, аналоговый интерфейс или гигабитный последовательный интерфейс, разработчикам системы требуется набор средств для эффективного создания необходимого сочетания интерфейсов в вычислительной системе.
Мезонинный модуль стандарта FMC
Читать полностью »
Экскурсия по Музею Истории Компьютеров в Калифорнии, с пользой для разработки. Часть 1. ENIAC, Stretch, CDC6600, IBM-360
2017-09-05 в 7:28, admin, рубрики: Altera, CDC 6600, ENIAC, fpga, IBM 7030, IBM 704, IBM Stretch, IBM System/360 Model 91, IBM/360, Intel FPGA, Lattice, NEAC 2203, NEC SX-3/44, OS/360, silicon valley, SystemVerilog, vhdl, xilinx, алгоритм Томасуло, Алгоритмы, архитектура фон-Немана, высокая производительность, ЕС ЭВМ, калифорния, Киево-Могилянская Академия, Мифический человеко-месяц, МИЭМ НИУ ВШЭ, Новосибирский ТГУ, параллельное программирование, ПЛИС, системное программирование, Фредерик Брукс, Элвис, япония, Япония может сказать NOГоспода! 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 полностью »
Software Defined Radio руками шестнадцатилетнего подростка
2017-06-19 в 6:14, admin, рубрики: fpga, freesrp, SDR, ПЛИС, Разработка систем связиSDR, или программно-определяемая радиосистема – это устройство для работы с радио, в котором работает мини-компьютер со специальным программным обеспечением. Он заменяет традиционные аппаратные компоненты: фильтры, усилители, модуляторы и демоуляторы. Это позволяет создать радиоприемник, работающий с самыми разными протоколами. Вообразите себе радиолу, которая кроме «ХитFM» может принимать аналоговое и цифровое телевидение, связываться по Wi-Fi, Bluetooth и GPS, а также засекать излучение пульсаров.
А теперь представьте себе американского девятиклассника, который решил сделать такую радиолу, заказал через интернет ПЛИС, радиомодуль, развёл шестислойную плату, а потом своими руками смонтировал на неё почти 300 компонентов. И через три ревизии это всё у него заработало!
Читать полностью »
Портирование MIPSfpga на другие платы и интеграция периферии в систему. Часть 3
2017-05-31 в 3:55, admin, рубрики: Altera, fpga, imagination technologies, mips, MIPS microAptiv UP, MIPSfpga, SPI, uart, Verilog, vhdl, xilinx, Анализ и проектирование систем, параллельное программирование, ПЛИС, программирование микроконтроллеровВ первой части я описал на примере cmoda7 как портировать MIPSfpga (Портирование MIPSfpga на другие платы и интеграция периферии в систему. Часть 1) на FPGA платы отличные от уже портированых среди которых такие популярные как: basys3, nexys4, nexys4_ddr фирмы Xilinx, а так же de0, de0_cv, de0_nano, de1, DE1, de10_lite, de2_115, DE2-115 фирмы Altera(Intel), во второй части как интегрировать клавиатуру Pmod KYPD (Портирование MIPSfpga на другие платы и интеграция периферии в систему. Часть 2).
В этой части добавим к MIPSfpga-plus встроенный АЦП, и популярный LCD от Nokia 5100.
С предыдущих частей можно сделать вывод, что интеграция периферии в MIPSFPGA состоит из пять основных этапов:
- Добавление модуля интерфейса общения с периферией (i2c, spi, и т.д.).
- Соединение входных/выходных портов модуля с шиной AHB-Lite.
- Присваивание адресов сигналов подключаемого устройства.
- Добавление констрейнов на физические контакты платы.
- Написание программы для MIPS процессора.
Подключение встроенного в cmoda7 АЦП
Как я уже говорил плата cmodA7 имеет встроенный АЦП, pin 15 и 16 используются в качестве аналоговых входов модуля FPGA. Диапазон работы встроенного АЦП от 0-1V, поэтому используется внешняя схема для увеличения входного напряжения до 3.3V.
Эта схема позволяет модулю XACD точно измерить любое напряжение от 0 В и 3,3 В (по отношению к GND). Чтобы работать с АЦП в Vivado существует блок IP (интеллектуальной собственности) Xilinx, с помощью которого можно будет просто его интегрировать в нашу систему MIPSfpga.
Читать полностью »
Портирование MIPSfpga на другие платы и интеграция периферии в систему. Часть 2
2017-05-31 в 3:39, admin, рубрики: Altera, fpga, imagination technologies, mips, MIPS microAptiv UP, MIPSfpga, SPI, uart, Verilog, vhdl, xilinx, Анализ и проектирование систем, ПЛИС, программирование микроконтроллеровMIPSfpga микропроцессор MIPS32 microAptiv описаный на языке Verilog для образовательных целей фирмы Imagination, который имеет кэш-память и блок управления памятью. Код процессора доступен пользователю (инструкция по скачиванию) и может использоваться для моделирования и реализации процессора на FPGA плате.
Данная статья является продолжением статьи о том как портировать MIPSfpga-plus на другие платы, и в ней будет описано как интегрировать периферию в систему MIPSfpga:
Так же о том как начать работать с MIPSfpga написано в статье:
habrahabr.ru/post/275215
Процессор использует интерфейс памяти для связи с периферийными устройствами. То есть, это означает что данные записываются и считываются с подключенной периферии так же, как и с блока памяти RAM. Интеграция периферии в процессор осуществляется подключением к шине AHB-Lite(подробная документация). Подробней попробуем разобраться в процессе подключения.
Для начала нужно иметь понятие как будут проходить сигналы по шине AHB-Lite:
Видно, что процесс считывания данных с периферии осуществляется по сигналу HRDATA, передача данных производится по HWRITE с активным высоким уровнем на сигнале разрешения записи, выбор GPIO осуществляется выбором адреса на HADDR.
Читать полностью »
Портирование MIPSfpga на другие платы и интеграция периферии в систему. Часть 1
2017-05-30 в 13:19, admin, рубрики: Altera, fpga, imagination technologies, mips, MIPS microAptiv UP, MIPSfpga, SPI, uart, Verilog, vhdl, xilinx, Анализ и проектирование систем, ПЛИС, программирование микроконтроллеровMIPSfpga представляет собой предназначенный для образовательных целей микропроцессор MIPS32 microAptiv фирмы Imagination, который имеет кэш-память и блок управления памятью. Код процессора на языке Verilog доступен пользователю и может использоваться для моделирования и реализации процессора на FPGA плате.
В даной статье будет описано на примере Digilent cmodA7 как портировать процессор MIPSfpga-plus на другие платы.
На сегодняшний день MIPSFPGA портирован на популярные платы таких фирм как ALTERA и Xilinx, среди них Basys 3, Nexys4 ddr, и другие (полный список находится на github). Такие платы наиболее популярны среди разработчиков на FPGA. Цена на такие платы довольно не маленькая, да и загружаются программы в ядро MIPSfpga с использованием интерфейса EJTAG и адаптера Bus Blaster ценой около 50$. Адаптер Bus Blaster получает команды по высокоскоростному кабелю USB 2.0 и преобразует их в последовательный протокол EJTAG, это позволяет загружать программы в ядро MIPSfpga и управлять отладкой программ, которые на нем выполняются. Проблема с относительно дорогим Bus Blaster была решена введением в систему MIPSfpga ряда улучшений. Улучшеный вариант системи MIPSfpga, названый MIPSfpga-plus включает в себя такие новые функции:
— Возможность загрузки программного обеспечения с использованием USB-to-UART коннектора ценой в $ 5 FTDI вместо $ 50 Bus Blaster, который иногда не так уж и легко достать.
— Возможность изменять тактовую частоту на лету с 50 или 25 МГц до 1 Гц (один цикл в секунду) для наблюдения за работой процессора в режиме реального времени, включая промахи в кэш-памяти и перенаправления конвеера.
— Пример интеграции датчика освещенности с протоколом SPI.
— Небольшая последовательность инициализации программного обеспечения, которая вписывается в 1 КБ вместо 32 КБ памяти, что позволяет переносить MIPSfpga на более широкий выбор плат FPGA без использования внешней памяти. Реализация UART описана в статье: MIPSfpga и UART.
Читать полностью »
К системам на кристалле через ПЛИСы: неделя цифровой микроэлектроники в Киеве — 24-29 апреля 2017
2017-04-19 в 5:14, admin, рубрики: fpga, встроенные системы, Интернет вещей, микроконтроллеры, микросхемы малой степени интеграции, Питон, ПЛИС, цифровая схемотехника, я пиарюсь
24-29 апреля в Киеве пройдет серия семинаров для школьников, которые не будут похожи на обычные классы со встроенными процессорами, которые стандартно используют Лего / Ардуино / Расберри Пай. Главный фокус семинаров — не научить программировать процессоры, а показать принципы, как процессоры проектируются внутри. Это как разница между «научить водить машину» и «научить проектировать двигатель». На семинарах школьники будут использовать язык описания аппарата Verilog и логический синтез — технологии, которые используют разработчики цифровых микросхем в Apple, Samsung и других электронных компаниях.
Главная официальная страница семинара, там же регистрация.
Читать полностью »
SDAccel – первое знакомство
2017-04-16 в 21:10, admin, рубрики: c++, fpfftk, fpga, gpgpu, opencl, sdaccel, vivado, vivado hls, xilinx, параллельное программирование, ПЛИС
SDAccel это система программирования на OpenCL для ПЛИС фирмы Xilinx. В настоящее время всё более обостряется проблема разработки проектов для ПЛИС на традиционных языках описания аппаратуры, таких как VHDL/Verilog. Одним из методов решения проблемы является применение языка C++. OpenCL это один из вариантов применения языка С++ для разработки прошивок ПЛИС.
Читать полностью »
Между транзистором и Ардуиной: планирование семинаров по электронике для школьников в Киеве и Новосибирске
2017-03-28 в 7:27, admin, рубрики: arduino, cmos, fpga, linux, microchip pic32mx, Raspberry Pi, образование детей, ПЛИС, схемотехника, Электроника для начинающихБолее 30 лет назад, в 1986 году, я участвовал во Всесоюзной Новосибирской Летней Школе Юных Программистов, где получил диплом 1 степени за разработку поддержки многозадачности в языке Си на компьютере MSX Yamaha. Тогда я написал на ассемблере Z80 обработчик прерывания по таймеру, в котором переключал контекст задач. Для времени и возраста было вполне. И вот теперь, в 2017 году, я решил поехать на ЛШЮП снова, но уже в качестве инструктора, и уже согласовал программу с организаторами. В процессе я познакомлю слушателей с некоторым инсайдом индустриальных проектов, в которых я участвую в Silicon Valley, в частности проекта чипа EyeQ5 для самоуправляемого автомобиля, который планируется для выпуска в 2020 году.
А еще до Новосибирска я решил съездить в Киев, где в том же 1986 году учился в физматшколе номер 145 (откуда меня собственно и отправили в Новосибирск). Но план 2017 года в Киеве еще не утвержден, он на стадии обсуждения, которое я предлагаю провести в комментариях.
