Продолжаю вести блог о разработке игрушечной ОС.

В прошлом посте я писал о том, как добиться возможности реализовывать на C обработчики прерываний. Теперь, пользуясь написанными ранее макросами, можно реализовать простой SMP-планировщик. Он будет предоставлять минимально возможный функционал, на базе которого в будущем нужно будет возводить различные надстройки, в частности, примитивы синхронизации (например, мьютекс). Опять же, красивая модульная структура не способствует высокой производительности, но красота, как известно, спасёт мир, так что отдадим ей предпочтение.

Итак, попробуем сформулировать требования к нашему планировщику. Нам нужна возможность создать поток, указать для него стек, маску разрешённых логических процессоров (affinity), базовый приоритет и функцию выполнения. Далее, поток можно запустить, приостановить, продолжить его выполнение и, наконец, завершить.

Кроме того, было бы здорово, если бы планировщик не занимался выделением памяти, а мог принимать и возвращать память, выделенную под поток кем-то другим. С одной стороны, это бы обеспечило гибкость произвольного резервирования памяти потоков. С другой – дало бы уникальную возможность сохранять поток во внешней памяти (например, на жёстком диске) с последующей его загрузкой и запуском с прерванного места.

Сначала небольшое историческое отступление о том, что такое четвертая промышленная революция, анонсированная в прошлом году.

• Появление промышленности. Первая промышленная революция произошла в начале XIX века и была связана с массовым переходом от использования мускульной силы к энергии парового двигателя. Ключевые технологии — паровой двигатель, фабрика. Появилась возможность массового производства, но его продукты стоили дорого.
• Массовое производство. Вторая революция случилась в начале 20 века, и ознаменовала начало дешевого массового производства. Ключевые технологии — конвейер и Тейлоризм. Продукты массового производства подешевели на порядок.
  
• Автоматизация. Третий переворот в промышленности произошел в 80-е годы. Станки с ЧПУ и роботы сделали современные фабрики практически безлюдными. (Аутсорсинг ручного труда в развивающиеся страны сгладил эту тенденцию.) Продукты массового производства подешевели еще на порядок (стало дешевле выкинуть, чем чинить).
• Децентрализация. Революция четыре точка ноль происходит сейчас. Ключевая технология — конвергенция промышленности и IT, 3д принтеры. Появляется возможность производства мелкой серии или уникального продукта по цене, приближающейся к стоимости того же самого в крупной серии.

Это немецкий взгляд на 4 четыре фазы развития промышленности. Существует еще и американский, который не разделяет третью и четвертую фазы.

Мне кажется, во вступлении я написал слишком много общих фраз и слишком мало технического хардкора. Исправлю это под катом, описав некоторые технические детали о промышленных сетях и продуктах Intel, связанных с ними (+ еще одна картинка с роботом).

В этой части попробуем сделать “невозможное”: научимся использовать графический дисплей без операционной системы. На самом деле это задача не из легких, особенно в случае работы в 32-х битном защищенном режиме, и особенно если хочется использовать приличное разрешение экрана а не 320x200x8. Но все по порядку: раз хотим графику – значит нужно работать с видеокартой.

Современные графические карты – это практически полноценные компьютеры по мощности не уступающие основному: тут и декодирование MPEG2 в качестве 1080p, поддержка 3D графики и шейдеров, технологии вроде CUDA, и многое другое. Это все выглядит весьма сложно. С другой стороны видеокарты – это всего лишь очередной PCI девайс, такой же, как и остальные. Это устройство мы даже “нашли” в предыдущей статье с номером класса устройства 0x03 (class_name=graphics adapter). Как и с любым, устройством с видеокартой можно работать при помощи портов ввода-вывода или MMIO областей памяти, а сама видеокарта может использовать DMA и прерывания для взаимодействия с основным процессором. Если посмотреть на диапазон портов ввода-вывода, доступных у видео карт, то мы увидим, что всего ей выделяется менее 50-ти байт – не так уж и много с учетом огромной функциональности, которой обладают современные видеокарты.

Несколько месяцев назад STMicroelectronics бесплатно раздавали отладочную плату STM32F4 Discovery. Я стал одним из тех, кому повезло получить ее бесплатно. Последний семестр я использовал плату для моего проекта (realtime и embedded OS) с применением Keil. У меня так-же есть отладочная плата Netduino, которая является моим фаворитом среди моих отладочных плат потому что я могу использовать Visual Studio и C#. Я знаю об ограничениях управляемого кода, связанных с расходами ресурсов на CLR, но моя программа не является программой реального времени. В последнюю неделю я случайно наткнулся на сайт netmf4stm32.codeplex.com и был приятно удивлен тем, что .NET MicroFramework был портирован на отладочные платы STM32F4. Так почему-бы не попробовать? Одновременно я описывал весь процесс, разбавляя текст скриншотами. Источником этой работы стал пост netmf4stm32.codeplex.com/discussions/400293. Благодарю LouisCPro и членов netmf4stm32.codeplex.com/team/view. Все это отняло у меня не более 2 часов (включая установку Visual C# Express 2010). Начнем…

Вступление

Самой распространенной операционной системой для смартфонов на сегодняшний день является Android. Но не только этот факт подогревает интерес к ней. Открытость, возможность что-то настроить, подкрутить, и, естественно, сломать тоже в немалой степени способствуют увеличению популярности этой платформы. Я попробую поделиться опытом, как устроена эта операционная система, а так же рассмотреть систему безопасности. Всем, кому интересно, добро пожаловать! В этой статье я рассмотрю безопасность на уровне ядра.

Я уже писал про составные части умного дома — систему управления освещением. Умный дом, как и любой робот должен подчиняться трем законам робототехники, третий из которых гласит: робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому и Второму Законам. Т.е. одной из задач умного дома — заботиться о своей сохранности, не допускать взломов, пожаров, затоплений, и прочих повреждений. Вот о защите от протечек и затопления мы сегодня и поговорим.

Аквасторож — это система которая автоматически перекрывает воду при обнаружении затопления. Прорвало трубу — вода хлещет на пол, попадает на сенсор, и сервопривод перекрывает краны на стояках. Конечно, от мокрых полов это вас не спасет — часть воды все равно окажется на полу, но ремонт обезопасит, а заодно и оградит от компенсации после затопления соседям ниже. Посмотрим, разберем систему Аквасторож на части и узнаем, так ли она хороша?

Пролог

Началось все с того, что моя фотомыльница наотрез отказалась работать со свежевынутыми из зарядного устройства аккумуляторами — четырьмя NiMH размера АА. Их бы взять, как обычно, да выбросить. Но почему-то в этот раз любопытство возобладало над здравым смыслом (или это может жаба подала голос), и захотелось понять — а нельзя ли из этих батарей выдавить еще хоть чего-нибудь. Фотоаппарат весьма охоч до энергии, но ведь есть и более скромные потребители — мышки беспроводные или клавиатуры, например.

Собственно параметров, интересных потребителю, два — емкость батареи и ее внутреннее сопротивление. Возможных манипуляций тоже немного — разрядить да зарядить. Измеряя в процессе разряда ток и время можно оценить емкость аккумулятора. По разнице напряжения аккумулятора на холостом ходу и под нагрузкой можно оценить внутреннее сопротивление. Повторив цикл разряд-заряд (т. е. выполнив «тренировку») несколько раз, можно понять имеет ли вообще это действо смысл.

Соответственно сформировался такой план — делаем управляемые разрядник и зарядник с возможностью непрерывного измерения параметров процесса, производим над измеренными величинами простые арифметические действия, повторяем процесс нужное число раз. Сравниваем, делаем выводы, выбрасываем наконец аккумуляторы.

Большинство людей, занимающихся или интересующихся разработкой электронных устройств под управлением ARM-процессоров, прекрасно осведомлены о проекте Raspberry Pi. По сути, это первая дешевая development board с открытой архитектурой, хорошей технической поддержкой, а также с большим и дружелюбным сообществом энтузиастов.
Наша небольшая компания (start-up) почти что случайно решила посоревноваться с этой замечательной ягодой. Ну а написать про это я решил после того, как обнаружил интерес к данной теме вот здесь.

В интернете, в том числе и на хабре, можно найти много информации про фильтр Калмана. Но тяжело найти легкоперевариваемый вывод самих формул. Без вывода вся эта наука воспринимается как некое шаманство, формулы выглядят как безликий набор символов, а главное, многие простые утверждения, лежащие на поверхности теории, оказываются за пределами понимания. Целью этой статьи будет рассказать об этом фильтре на как можно более доступном языке.
Фильтр Калмана — это мощнейший инструмент фильтрации данных. Основной его принцип состоит в том, что при фильтрации используется информация о физике самого явления. Скажем, если вы фильтруете данные со спидометра машины, то инерционность машины дает вам право воспринимать слишком быстрые скачки скорости как ошибку измерения. Фильтр Калмана интересен тем, что в каком-то смысле, это самый лучший фильтр. Подробнее обсудим ниже, что конкретно означают слова «самый лучший». В конце статьи я покажу, что во многих случаях формулы можно до такой степени упростить, что от них почти ничего и не останется.

В своей статье я хотел бы рассказать о теории относительности. Эта теория не требуется в представлении. С самого своего создания она была окутана ореолом тайны, поскольку полностью подрывает наши привычные представления о пространстве и времени. Все мы в школе учили формулы теории относительности, но мало кто действительно понимал их. И это не удивительно, ведь человеку, чтобы по-настоящему понять какую-то теорию во всей её красоте, полноте и непротиворечивости, не достаточно знать формулы. Нужно иметь какой-то визуальный ориентир, нужна динамика, чтобы было что-то, что можно повертеть в руках. Я решил восполнить этот пробел и написал небольшую программку, в которой можно «повертеть в руках» пространство-время. Мы, как настоящие исследователи, с помощью небольших экспериментов попытаемся выяснить основные свойства этой загадочной материи.
Под катом много картинок (и ни одной формулы).

Фильтр Калмана — это, наверное, самый популярный алгоритм фильтрации, используемый во многих областях науки и техники. Благодаря своей простоте и эффективности его можно встретить в GPS-приемниках, обработчиках показаний датчиков, при реализации систем управления и т.д.

Про фильтр Калмана в интернете есть очень много статей и книг (в основном на английском), но у этих статей довольно большой порог вхождения, остается много туманных мест, хотя на самом деле это очень ясный и прозрачный алгоритм. Я попробую рассказать о нем простым языком, с постепенным нарастанием сложности.

Вейвлеты сейчас на слуху. Даже неискушённые в математике люди наверняка слышали, что с их помощью удаётся сжимать изображения и видео сохраняя приемлемое качество. Но что же такое вейвлет? Википедия отвечает на этот вопрос целым ворохом формул за которыми не так-то легко увидеть суть.

Попробуем на простых примерах разобраться, откуда же вообще берутся вейвлеты и как их можно использовать при сжатии. Предполагается, что читатель знаком с основами линейной алгебры, не боится слов вектор и матрица, а также умеет их перемножать. (А во второй части даже попробуем что-то запрограммировать.)

В мире ПО существует огромное количество программ, забытых своими разработчиками. Хорошо, когда уже есть хорошая альтернатива. А если ее нет? В программе может катастрофически не хватать каких-то мелочей, некоторые досадные ошибки могут годами доставлять массу неудобств пользователям, а на новых версиях ОС программа и вовсе может отказаться работать. Далеко не всегда имеются исходные коды, чтобы привести программу в порядок. Если программа простая — не составит труда за короткий срок создать альтернативу. Но если программа большая и сложная, что же делать в таком случае? Не всегда рационально тратить время и деньги на разработку полного аналога, ведь расширить в разумных рамках функциональность и исправить большинство ошибок можно уже в готовом исполняемом файле.
В этой статье будут продемонстрированы методики модификации исполняемых файлов на примере расширения функциональности легендарной игры Age of Empires II (стратегия реального времени).

Довольно часто в домашних электронных поделках возникает необходимость посмотреть тот или иной сигнал, причем достаточно его цифрового представления — что передает МК по I2C, правильно ли настроен ШИМ и т.п. Если на работе есть хороший осциллограф, то покупать его для дома — слишком дорогое удовольствие, особенно, когда необходимость возникает лишь от случая к случаю.
В последнее время появились недорогие (в пределах $50) логические анализаторы, однако меня от их покупки всегда останавливало одна мысль: штука то предельно простая, почему бы не сделать её своими руками из подручных материалов?
В данной статье я расскажу, как сделать простой логический анализатор с минимальными финансовыми затратами — все что нужно это отладочная плата Stm32F4Discovery.

13 июня 1944 года, через неделю после вторжения союзников в Нормандию, громкий жужжащий звук прогремел в небе избитого боями Лондона. Источником звука было недавно разработанное немецкое орудие войны: воздушная бомба V-1. Будучи предшественником крылатых ракет, V-1 была самоходной бомбой, управляемой с помощью гироскопов, питалась она от простого пульсирующего воздушно-реактивного двигателя, который поглощал воздух и воспламенял топливо 50 раз в секунду. Такая высокая частота пульсации давала бомбе характерный звук, зарабатывая ей прозвище «жужжащая бомба» (в оригинале – «buzz bomb» – прим. перев.).

В ходе работы нам периодически приходится сталкиваться с достаточно низкоуровневым взаимодействием с аппаратной частью. В данной статье мы хотим показать, каким образом происходит опрос PCI-устройств для их идентификации и загрузки соответствующих драйверов устройств.

В качестве минимальной базы для работы с PCI-устройствами будем использовать ядро, поддерживающее спецификацию Multiboot. Так удастся избежать необходимости писать собственный загрузочный сектор и загрузчик (loader). Кроме того, этот вопрос и так отлично освещен в интернете. В качестве загрузчика будет выступать GRUB. Грузиться мы будем с флэшки, так как с нее удобно загружать и виртуальную, и реальную машину. В качестве виртуальной машины будем использовать QEMU. В качестве реальной машины должна выступать машина с обычным BIOS-ом (не UEFI), поддерживающим загрузку с USB-HDD (обычно присутствует опция Legacy USB support). Для работы понадобятся Ubuntu Linux со следующими программами: expect, qemu, grub (их можно легко установить при помощи команды sudo apt-get install). Используемый gcc должен компилировать 32х битный код.

Добрый день, уважаемые хабровчане. В сегодняшней статье мы предадимся ностальгии, поработаем со старым добрым железом, и постараемся прикрутить к нему не менее доброе новое. А заодно вспомним, как работает шина ISA и как вообще происходит общение х86-процессора с периферией.

Добрый день, уважаемые хабровчане. Так как в последнее время в DIY-проектах стал набирать популярность китайский роутер фирмы TP-Link TL-MR3020 (или его аппаратный аналог для китайского рынка TL-WR703N), я решил написать статью по вариантам его допиливания и конфигурирования для своих проектов, тем более что по работе я развлекался с ним последние несколько месяцев. В статье я постараюсь рассмотреть аспекты, которые не охватывают в большинстве статей для начинающих – а именно – практические примеры по пересборке его прошивки и конфигурировании для себя удобного инструментария разработчика.

Микросхемы — наиболее приближены к тому, чтобы называться «черным ящиком» — они и вправду черные, и внутренности их — для многих остаются загадкой.

Эту завесу тайны мы сегодня и приподнимем, и поможет нам в этом — серная и азотная кислота.

Внимание! Любые операции с концентрированными (а тем более кипящими) кислотами крайне опасны, и работать с ними можно только используя соответствующие средства защиты (перчатки, очки, фартук, вытяжка). Помните, у нас всего 2 глаза, и каждому хватит одной капли: потому все что тут написано — повторять не стоит.