В городах Америки и Канады, где живут много наших соотечественников, существуют русские клубы, в которые ходят на дискотеки и викторины, для игру в мафию и на выступления писателей. В столице Калифорнии городе Сакраменто, где живет около 80 тысяч русских и украинцев, а также есть армянский и молдавский рестораны, таким клубом является Synergy Social Club.

В этом клубе я недавно провел просветительский митап по главной технологии современной цифровой микроэлектроники: маршруту проектирования RTL-to-GDSII для микросхем в массовых изделиях типа смартфонов, и связанной с этим маршрутом технологии FPGA, которые применяются для прототипирования ASIC-ов и обучения в университетах будущих проектировщиков.

Эти технологии полезны в наше тревожное время для надежного трудоустройства в самых разных местах: от производителя ракет Lockheed Martin до производителя айфонов Apple. Вот примеры объявлений:

Мне не нужно агитировать за Калифорнию с ее обилием интересных работ для программистов и электронщиков. Конечно в сети есть ужастики, как после перехода границы того или иного айтишника помещали в иммиграционную тюрьму, и по выходу из нее он жил в машине на парковке в Маунтин‑Вью, одновременно добиваясь работы в FAANG и венчурных инвестиций для своего стартапа. И это не городские легенды — я встречал таких людей в реале.

Кроме этого, в последние месяцы на иммигрантских IT‑форумах появилась информация, что все, лавочка закрыта и границу больше перейти нельзя. Это разумеется не так, и моя заметка будет проводником в осуществлении вашей Калифорнийской Мечты.

We at Verilog Meetup constructed an exam/interview problem that has an interesting property: if a student tries to figure out a solution by thinking by himself, he usually succeeds; however if he dumps the problem on ChatGPT, the solution fails (does not pass the automated test), and the student goes into a death spiral of futility, kicking ChatGPT to get the solution right.

There is nothing weird about the problem, we do this in the industry all the time:

Студенты обожают ChatGPT. В идеале, они хотят закоротить профессора и чатгопоту напрямую, то есть посылать задачу от профессора гопоте, пересылать ответ профессору, возражения слать гопоте назад итд - пока не получится решения. Лучше всего это делать скриптом, чтобы студент вообще не был вовлечен в решение задачи и занимался своими студенческими делами, пока чатгопота и профессор разговаривают.

Как же обломать крылья этой мечте? Запрещать чатгпт бессмысленно, но как сделать так, чтобы с чатгпт стало сильно труднее чем без него? Чтобы студенты пинали его и так и сяк, но решения бы не получалось, а вот у студентов, которые решили сесть и подумать сами - решение бы получалось?

Armenia is a lucky country. Back in the 1990s somebody lobbied Synopsys, the #1 leader in the Electronic Design Automation market, to create a division there. It was joined by Mentor Graphics / Siemens EDA, another EDA leader, then NVidia. Synopsys Armenia became the largest Synopsys division outside the US Silicon Valley and Boston, although the Taiwanese may tell you otherwise. Since Synopsys and Mentor make software used by chip designers in Apple, Samsung, AMD and all other electronic companies, Armenia has an unfair advantage over all their neighbors in Caucasus and Central Asia.

In addition, Armenia has friendly relations with Russia, and most Armenians speak Russian as well. This has facilitated the move of many Russian companies to Armenia, for example, a RISC-V semiconductor IP provider Syntacore. Finally, as we can see from the recent conference EDA Connect, Armenia is attracting the attention of electronic and EDA companies from China.

EDA Connect featured not only academic and industrial papers but also a hackathon on FPGA design, attended by local students from Yerevan State University, the American University of Armenia, the Russian-Armenian University, the French University in Armenia and others.

Мысль, что Армения удобна тем, что соединяется и с Америкой, и с Китаем - высказал мне один из китайских участников конференции EDA Connect. А мысль, что Армения соединяется еще и с Россией - возникала естественно при просмотре докладов о логическом синтезаторе, статическом анализаторе и верификации с помощью UVM.

Помимо докладов, при конференции прошел хакатон по Verilog и FPGA, на который пришли студенты из Ереванского университета, русско-армянского университета, американо-армянского, французско-армянского, европейско-армянского, и других университетов. Занятно, что второй день хакатона проходил в комнате напротив зала, где большое начальство встречалось с Премьер-Министром Армении. Один из студентов хакатона перепутал дверь, и его перенаправила секьюрити.

Провел семинар по SystemVerilog, Gowin FPGA и Tiny Tapeout в городе Тихуана, Мексика. Главное впечатление: я в первый раз в жизни вижу студентов, которые приходят в 8 утра, делают упражнения по верилогу до 6 вечера, с перерывом на полуторачасовый обед, и при этом все 20 студентов выполнили все вариации упражнений которые я от них хотел.

Написал лонгрид на английском о текущем состоянии открытых средств проектирования ASIC-ов. Заодно познакомил англоязычных читателей с практиками шаманов Сибири и фигурой Ивана Сусанина. Упомянул планируемые семинары в Мексике и Армении.

A text on the current state of Open-source ASIC design tools. Includes side discussions of the upcoming hackathons in Mexico and Armenia, Docker and Python, Static Timing Analysis and RISC-V, Siberian shamans and treacherous swamps in Belarus.

Уже пара тысяч человек успели поработать с упражнениями по SystemVerilog и FPGA из репозитория BGM - basics-graphics-music. Они используются в Школе Синтеза Цифровых Схем в России и Беларуси, а также на Verilog Meetup в Silicon Valley, а предыдущие версии использовались на семинарах в Украине, Казахстане, Киргизии, Грузии, Армении и Азербайджане.

Прошлым летом мы перенесли два упражнения из BGM и одно упражнение из systemverilog-homework в инфраструктуру Tiny Tapeout для проектирования ASIC. Tiny Tapeout - это компания, которая работает с eFabless и фабрикой Skywater и позволяет студентам и любителям сделать собственные микросхемы за карманные деньги.

И вот сейчас хотелось бы интегрировать BGM и Tiny Tapeout всерьез, для планируемого семинара в Мексике. Идея простая: группа из 30 студентов упражняется неделю на верилоге на платах Tang Nano 9K с графическими экранчиками и интерфейсными модулями TM1638. А потом их дизайны переносятся в репозитории на основе варианта темплейта от Tiny Tapeout - и мы вместе оформляем заказ на производство чипа на фабрике.

А какое участие я хочу от вас? А вот какое:

Когда студент устраивается на работу в электронную компанию, очень здорово, если он уже умеет строить одну и ту же электронную схему разными способами, в зависимости от требований пропускной способности, максимальной тактовой частоты, размера и энергопотребления.

Как натренировать такое умение? Для новых домашних работ в программе Школы Синтеза Цифровых Схем мы решили разодрать на блоки реальный процессор и дать студентам задачу собирать разные специализированные вычислительные устройства из этих блоков, примерно как герои фильма "Безумный Макс: Дорога ярости" собирали свои боевые драндулеты из частей реальных автомобилей.

Инструкции к открытым примерам basics-graphics-music (BGM) теперь доступны на 5 языках: английском, испанском, русском, украинском и белорусском. Эти примеры используются в России и Беларуси (Школа Синтеза Цифровых Схем), Калифорнии (Verilog Meetup), Армении, Азербайджане и других местах.

Прошу всех владеющих языками и ПЛИС зайти под кат, скачать и проверить. Инструкции короткие.

Вчера известный разработчик FPGA дизайнов и печатных плат Николай Ковач, основатель marsohod.org из Таганрога, добавил поддержку платы Марсоход3GW2 в репозиторий примеров для Школы Синтеза Цифровых Схем, в которую сейчас идет регистрация. Плата покрывает нужды Школы для упражнений с цифровой логикой, синтезом простого микропроцессорного ядра, распознавания и генерации звука и красивой графикой на HDMI дисплее с 24-битным цветом.

Почему это важно и как это связано с Мишустиным, США, Китаем и другими глобальными обстоятельствами? Да от решения микроархитектурных задачек на таких платах непостредственно зависит уровень проектировщиков российcких чипов через несколько лет:

Если десятью словами: неумением ставить корректные эксперименты и экстремально гипертрофированным ощущением собственной важности. Я не буду описывать конкретный случай, с которым я столкнулся, а опишу выдуманный случай с такими же чертами.

Предположим к вам обратился товарищ, который хочет чтобы вы дали ему контакты принимающих решения менеджеров и топ-алгоритмистов в условном Микрософте. Зачем? После обмена репликами, где он сначала сопротивляется, выясняется что он изобрел новый алгоритм сортировки. В качестве доказательства он показывает программу на питоне, которая, по его словам, сортирует 10 чисел быстрее чем сортировка по умолчанию на питоне.

Встретился на ланч с Дэвидом Харрисом, автором (вместе с Сарой Харрис) популярного учебника «Цифровая Схемотехника и Архитектура Компьютера», который за последние 10 лет помог закрыть монументальную дыру в техническом образовании десятков вузов России и Украины. До этого учебника во многих вузах сразу после триггеров шло программирование микроконтроллеров, то есть раньше у многих студентов вообще не возникала база для проектирования современных чипов по маршруту RTL‑to‑GDSII, технологии, которая за последние 30 лет привела нас к смартфонам, быстрому интернету и ускорителям ИИ.

Учебник Дэвида активно используется на Школе Синтеза Цифровых Схем, которую поддерживают 24 российских и 1 белорусский университет. Регистрация на новый сезон Школы только что открылась.

В прошлое воскресенье в хакерском клубе в Маунтин-Вью прошла встреча русских и украинцев живущих в северной Калифорнии (1, 2). На встрече особенный интерес вызвало обсуждение работ по проектированию микросхем: проектирование на уровне регистровых передач на языке описания аппаратуры Verilog, верификация/тестирование, прототипирование на FPGA. Далее при обсуждении встречи на фейсбуке возник вопрос "вы не планируете провести такую же тусовку в южной Калифорнии?" Я подумал "почему бы и нет", благо я все равно буду в LA в конце месяца, так как мой младший сын перевелся из CalPoly в UCLA и я еду с ним на ориентацию.

Я примерно набросал программу с учетом встреч в Маунтин-Вью и предыдущего опыта семинаров в странах бывшего СССР:

В воскресенье состоялась встреча в хакерском клубе Hacker Dojo в Silicon Valley. Встреча была анонсирована в украинской фейсбук-группе U4U Uniting for Ukraine USA и русскоязычной группе Russian Speaking US QA Network. Заявленная тема была "Учимся паять", но так как участники спрашивали "и какое это имеет отношение к трудоустройству", то под конец я показал:

1. Как компроненты, к которым мы паяли хедеры (микрофоны и аудио декодеры) - применяются в упражнениях c FPGA платами.

2. К каким типам работ ведут упражнения на FPGA платах: проектировщик логики блоков микросхем (RTL Design Engineer), тестировщик/верификатор (Design Verification Engineer) и инженер для работы с клиентами (Application Engineer).

Мария закончила Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, после чего приехала в Силиконовую Долину, где сейчас работает программисткой встроенных систем в крупной электронной компании. И представляете - Мария до прошлого воскресенья не умела паять! Она зашла в клуб хакеров Hacker Dojo, где я как-раз заканчивал Verilog Meetup - и пока я собирал FPGA платы, она забрела в мастерскую в соседней комнате, где один из местных крутых пайщиков научил ее припаять ее первый в жизни пин. Видели бы вы счастье в ее глазах, когда она вбежала в комнату и стала показывать всем пин! А потом напаяла целый хедер пинов, спаяла микрофон INMP441 и I2S аудио-интерфейс, с мостиками припоя, возбужденно показывая, какие красивые и аккуратные получаются контакты, не пузырьками, а правильно обволакивающими пин стекшими конусами припоя!

Короче, мы это все продолжим в следующее воскресенье. Причем по заявкам радиослушателей, подключим всех онлайн через зум, по линку  https://bit.ly/yuri-panchul-zoom .

Я уже описал мероприятие в предыдущей заметке "Паяльник как инструмент опрощения и для атмосферы общения". В этой заметке я опишу в основном что нужно для участвующих через зум. Им нужно купить паяльник, и еще несколько вещей, а также выучить пять движений в видео ниже:

Тут был диспут пару дней назад на фейсбуке с социологом Алексеем Рощиным, в котором он сделал совершенно безумное заявление "в России нет и не может быть чипов, а если что-то и есть, то оно на два поколения устарело". Понятно, что в России чипы есть, например микроконтроллер MIK32 АМУР, выпущенный в Зеленограде на основе процессорного ядра от питерской компании Syntacore. Причем если сравнивать Амур его с STM32 U0 2024 года (низкопотребляющий микроконтроллер от мирового лидера на 90 нм, 56 MHz), то нельзя сказать что российское "на два поколения устарело". У микроконтроллеров крутость не в нанометрах (чип на 3 нм все равно не выдержит рядом с горячим автомобильным двигателем), а в системных и микроархитектурных решениях (трюки для экономии динамического энергопотребления, эффективный DMA, даже AI расширения в стиле ARM Ethos-U55).

Учитывая, что Рощин - человек не безумный, я попытался понять, что он имеет в виду, и кажется понял.

Лев Толстой пахал, Петр Первый работал в токарной мастерской, а мы, труженники Силиконовой Долины, по воскресеньям паяем. Присоединяйтесь к митапу по обучению пайке, который пройдет в воскресенье 11 августа в городе Маунтин-Вью, Калифорния, в клубе хакеров Hacker Dojo. Мы начнем в 14.30, сразу после митапа по верилогу и вернем вам ощущение присутствия в Дворце Пионеров в Киеве, Волгограде или Алма-Ате, а заодно расскажем и про Verilog и FPGA, чего в Дворцах Пионеров не было.

UPD: При обсуждении поста в соцсетях спросили, нельзя ли подсоединиться удаленно. Можно по зуму, линк https://bit.ly/yuri-panchul-zoom .

Детей недостаточно учить только питону и ардуине. Нужно еще и цифровой схемотехнике, причем не на симуляторе, так как он для ребенка неубедителен, а на микросхемах малой степени интеграции, лучше которых для иллюстрации функции D-триггера никто с 1968 года ничего не придумал.

Но учить канонично по книжкам 1970-х не обязательно. Например, ну зачем ребенку руками собирать генератор тактового сигнала на микросхеме 555, если его теорию он все равно не поймет, а для понимания функции D-триггера понимание работы генератора нерелевантно? Генератор на 555 можно купить уже собранным на AliExpress.

Также можно заменить батарейку на 9 вольт на питание от USB на 5 вольт; поставить толерантные к 5 вольтам светодиоды, не требующие дополнительных резисторов и поставить кнопочки, не требующие подтягивающих резисторов. В результате все сведется к самой сути - логическим элементам и D-триггерам, откуда уже можно переходить на ПЛИС / FPGA. Вот сравните схему сдвигового регистра. Что вы по этому поводу думаете?

Было: