Недавно я увлёкся программированием FPGA и решил, что будет интересно реализовать на FPGA алгоритм игры FizzBuzz. FPGA (программируемая пользователем вентильная матрица) — интересная микросхема. Она программируется на выполнение произвольной цифровой логики. Можно сконструировать сложную схему, не прокладывая физические каналы между отдельными вентилями и триггерами. Микросхема способна превратиться во что угодно, от логического анализатора до микропроцессора и видеогенератора.

Тест FizzBuzz — написать программку, которая выдаёт числа от 1 до 100, где кратные трём заменяются словом “Fizz”, кратные пяти — словом “Buzz”, а кратные пятнадцати — “FizzBuzz”. Поскольку такая программа реализуется в нескольких строчках кода, то её часто задают на собеседованиях чтобы отсеять тех, кто вообще не умеет программировать.


Плата Mojo FPGA, подключенная к порту serial-to-USB. Большой чип на плате — это Spartan 6 FPGA

Реализация FizzBuzz в цифровой логике, а не в коде, довольно бессмысленна, но показалась мне хорошим примером для обучения.¹ Для этого проекта я использовал простую плату разработки Mojo V3 FPGA для начинающих. На ней установлен FPGA семейства Xilinx Spartan 6. Это один из самых маленьких FPGA, но у него 9000 логических ячеек и 11 000 триггеров — так что малыш на многое способен.

Компания Particle (ранее известная как Spark) вчера анонсировала третье поколение своих микроконтроллеров для Интернета вещей. Главной особенностью новинок является поддержка Mesh-сетей.

Предлагаемая вашему вниманию заметка рассказывает про пространство состояний материи. Которое, в некотором смысле, обширнее, чем пространство расстояний между объектами в космосе, и иногда так же трудно преодолевается.

Я хочу показать, что явления природы могут быть сложными и нетривиальными даже в условиях, весьма далёких от земных. Что главное препятствие на пути к их изучению — не космические расстояния, а неспособность нашего воображения и интуиции работать в малознакомых условиях. Что жизнь и разум, возможно, надо искать не только на поверхностях землеподобных планет, ибо они — лишь крошечная доля разнообразия Вселенной.

И что для понимания этого разнообразия наверняка потребуется искусственный интеллект — вероятно, в большей степени, чем ракеты и космонавтика.

Часть 1. pT-диаграмма

Кто-то вероятно уже слышал о том, что Роснано в конце 2012-го года инвестировала в компанию-разработчика оборудования электронной литографии Mapper Lithography. Что и как они делают, спасет ли это отечественную микроэлектронную промышленность — узнаем в этой статье.

Как мы помним, производство микросхем подразумевает последовательную обработку полупроводниковой пластины через экспонированный слой фоторезиста, изображение на котором обычно формируется оптическим способом: «сканер» через уменьшающий объектив проецирует изображение фотошаблона.

Этот подход имеет ряд недостатков: необходимость изготовления фотошаблонов для каждой новой микросхемы (опустим тут возможность группового производства) — приводит к тому, что продукты обязаны быть крупносерийными, миллионы штук, чтобы окупать стоимость фотошаблонов (до нескольких миллионов $ на каждый тип микросхемы). И с другой стороны — длина волны света ограничивает минимальные размер рисуемых элементов. Сейчас мировая промышленность уже вплотную подошла к теоретическому пределу разрешения оптической литографии: ~35nm для сканеров NA=1.35 с ArF лазерами на длине волны 193нм и ~18нм для литографии на жестком ультрафиолете EUV (однако в серийном производстве это пока не используется).

Есть и альтернатива: экспонировать фоторезист не светом, а электронным пучком — получается электронная литография. Электронный пучок можно фокусировать в точку гораздо меньшего размера, даже 1нм не проблема, но появляются и новые проблемы.

На фотографии — симуляция попадания электрона в электронрезист, демонстрирующая проблему с разрешением электронрезиста из-за рассеяния электронов.

Думаю многие, кто работал с FPGA думали — а не сделать ли свой компьютер полностью на ней, с x86 процессором, периферией и прочим? 8-и битные компьютеры часто реализовывали в FPGA, но вот целый PC…

Для успешной работы помимо x86 процессора нужен еще BIOS со всеми реализованными прерываниями (включая доступ к «диску» на SD карте), BIOS VGA-совместимой видеокарты, вся периферия, контроллер памяти, таймер и многое другое. Задача намного сложнее чем кажется на первый взгляд, но тем не менее, в проекте ZetCPU она решена.

Из ограничений — работает только 16-и битный режим на 12.5Mhz, без математического сопроцессора.

С момента публикации первой статьи по моему проекту домашних микросхем прошел (скорее пролетел) год, пора поделится прогрессом и новыми проблемами.

Изначальная цель проекта — научиться изготавливать микросхемы в домашних условиях, состоящие из сотен/тысяч транзисторов (уровня КР580ВМ80А / Z80).

Из-за того, что проект получился достаточно большим по требуемым ресурсам и времени — я решил получить в качестве дополнительного результата — документированный, максимально простой open-source техпроцесс, позволяющий создавать микросхемы в ограниченных условиях. В США, возможно, это было бы хорошим поводом для проекта на kickstarter, но видимо не судьба.

В отличие от атомных взрыволётов, которые существовали только в проектах, и атомных двигателей, которые дошли до стадии наземных испытаний, ядерные реакторы использовались в космосе для получения энергии и летали достаточно массово, в космос их слетало больше трех десятков.

UPD: добавлен график функции.

Подобно своему создателю Карлу Вейерштрассу, это чудовище возникло из ниоткуда. Потратив четыре года учёбы в университете на кутежи и фехтование, Вейерштрасс выпустился из него с пустыми руками. В конце концов он взялся за преподавание и бо́льшую часть 1850-х был школьным учителем в Браунсберге. Ему была отвратительна жизнь в маленьком прусском городишке, он находил своё существование там одиноким. Единственной отдушиной для него стали математические задачи, над которыми он работал между уроками. Но ему не с кем было поговорить о математике, и у него не было технической библиотеки для обучения. Даже результатам его работ не удавалось покинуть пределов Браунберга. Вместо публикации в академических журналах, как это сделал бы университетский исследователь, Вейерштрасс добавлял их к школьным проспектам, пугая потенциальных учеников заумными уравнениями.

В конце концов Вейерштрасс отправил одну из своих статей в уважаемый «Журнал Крелле». Несмотря на то, что предыдущие статьи остались едва замеченными, эта вызвала огромный всплеск интереса. Вейерштрасс обнаружил способ работы с ужасным классом уравнений, известным как «абелевы функции». В статье было приведено краткое изложение его методов, но этого было достаточно, чтобы убедить математиков в наличии у автора уникального таланта. Не прошло и года, как Кёнигсбергский университет дал Вейерштрассу почётную докторскую степень, а вскоре после этого Берлинский университет предложил ему должность профессора. Несмотря на то, что Вейерштрасс проделал интеллектуальный аналог пути «из грязи в князи», многие из его старых привычек сохранились. Он редко публиковал статьи, предпочитая делиться своими работами со студентами. Но он был малопочтителен не только к процессу публикации: не пугали его и «священные коровы» математики.

Многие наверняка не раз задавались вопросом, почему процессоры, видеокарты и материнские платы которые мы покупаем в магазинах — разработаны и сделаны где угодно, только не в России? Почему так получается, неужели мы только нефть качать можем?

Сколько стоит запуск производства микросхемы, и почему при наличии 22нм фабрик, бОльшая часть микросхем по всему миру до сих пор делается на «устаревшем» 180нм-500нм оборудовании?

Ответы на эти и многие другие вопросы под катом.

Характеристики процессоров AMD Ryzen и игровых станций на их основе позволяют осторожно предположить окончание непростого периода у «альтернативного» чипмейкера и претензии на лидерство. Не претендуя на истину в последней инстанции проанализируем некоторые детали — функциональные расширения базового набора x86-инструкций в семействе процессоров AMD Family 17h.

Жили были, не, не так… Однажды рано утром, придя в очередной раз на работу, я узнал, что у нас в серверной всего один ввод электропитания и он может отгорать. Целый день было нечего делать, и я решил написать статью на Хабр. Статья ориентирована на начинающих и праздно интересующихся.

Технология КМОП достигла такого уровня, что современные микросхемы представляют собой огромные и очень сложные структуры и системы, собранные из систем. В то же время, стоимость запуска в производство растет экспоненциально с уменьшением технологических норм. Поэтому, при разработке, требуется моделировать и верифицировать все в максимально возможном объеме. Идеальный случай, который даже иногда реализуется на практике, когда микросхема заработала с первого запуска.

Так как мы живем в аналоговом мире, то даже цифровая микросхема должна уметь с этим миром общаться. Цифровые микросхемы содержат на кристалле десятки больших аналоговых блоков, таких как АЦП, ЦАП, ФАПЧ, блоки вторичного питания и т.д. Исключением из этого правила, вероятно, являются только большие процессоры, типа Core i и т.п., где все это хозяйство вынесено в чипсет.

Часть 1. Мир Xilinx
Часть 2. Мир Intel (Altera)

Продолжаем обзор девелоперских плат на основе SoC с ядром ARM. На этот раз мы рассмотрим платы на SoC Cyclone V. Это не единственный SoC компании Intel, есть ещё Arria V, Arria 10 и Stratix 10, но цена плат на их основе вас точно не обрадует.

К сожалению, плат на основе Cyclone V гораздо меньше, чем на Xilinx Zynq, и в основном они производятся одной компанией, Terasic. Есть ещё плата Arrow SocKit, но она полностью эквивалентна плате Terasic SoCKit. Основная информация по платам Terasic сосредоточена на сайте rocketboards.org. Там можно скачать разные полезные материалы, образы дистрибутивов Linux, там же находится форум. Форум довольно вялый, и на получение поддержки там я бы не рассчитывал, но лучше что-то, чем ничего.

Также компания Terasic продаёт некоторые платы по сниженной цене при наличии студенческого билета («academic price»). Насколько это реально для российских студентов, я не знаю, но если кто-то имел опыт такой покупки, будет интересно узнать. Пишут, что, например, Digilent при запросе покупки по академической цене отсылает к российсим дистрибьюторам, у которых цены завышены в 2-3 раза. Может быть, Terasic поступает иначе.

Кроме продукции компании Terasic мы рассмотрим также две платы производства компании EBV. Другие компании, выпускающие продукцию на Cyclone V, делают в основном модули SoM, а не девборды, и в обзор не попали.

Томас Рирдон надевает махровые эластичные браслеты, в ткань которых вплетены микрочипы и электроды – этакая стимпанковская бижутерия [полагаю, автор имел в виду киберпанк – прим. перев.] – на каждое из запястий. «Эта демка сносит крышу», – говорит Рирдон, предпочитающий, чтобы к нему обращались по фамилии. Он садится за клавиатуру, включает монитор и начинает печатать. После нескольких строк текста он отталкивает клавиатуру, обнажая белую поверхность стола, стоящего в штаб-квартире его стартапа, расположенного в Манхэттене. Он продолжает печатать, только на этот раз он печатает по пустому пространству стола. Но результат получается тем же – вводимые им слова появляются на мониторе.

Это, конечно, круто, но гораздо важнее то, как происходит этот фокус. Текст на экране создают не его пальцы, а сигналы, которые его мозг отправляет пальцам. Браслеты перехватывают их, правильно интерпретируют и передают этот ввод компьютеру – точно так же, как это делала бы клавиатура. А барабанят ли пальцы Рирдона по столу на самом деле, уже не важно; есть ли у него вообще кисти рук – не важно. Связь осуществляется между мозгом и компьютером. Более того, Рирдон с коллегами обнаружили, что машина может воспринимать и более тонкие сигналы – вроде подрагивания пальца – и не требует реальной имитации печатания.

Тут должна быть КДПВ, но на нее не хватило бюджета.

Замотивировавшись ответом от Tarson на мой комментарий к Программирование и обмен данными с «ARDUINO» по WI-FI посредством ESP8266, решил написать про основы программирования ESP8266 на C под FreeRTOS. Подробности под катом.

Часть 1. Мир Xilinx
Часть 2. Мир Intel (Altera)

В опубликованном ранее переводе обзора 98 «хакерских» плат немалый интерес аудитории вызвали платы на базе SoC, сочетающих в себе ядра ARM и FPGA, такие, как Parallella. И это неудивительно, ведь такая комбинация даёт воистину потрясающие возможности по сравнению с «просто» процессором или «просто» FPGA. На таких SoC можно строить системы, сочетающие в себе алгоритмичски сложные задачи, поддержку сетевых стеков, GUI и прочих вещей, проще поддающихся реализации на процессоре, и задачи, требующие жесткого реального времени, обработки сигналов, обработки изображений и другие задачи, для реализации которых удобны FPGA. Разумеется, для многих задач можно использовать простые FPGA (возможно, включив в них IP-ядро процессора типа NIOS II или MicroBlaze), многие задачи можно решить на процессоре достаточной мощности, используя операционные системы реального времени (типа RTEMS), но всё же, SoC являются в настоящее время очень привлекательным вариантом для решения множества задач, как в профессиональных областях, так и для хобби.

Недавно я обнаружил весьма печальный факт: на Хабре совершенно не освещена такая забавная тема, как ДНК-оригами. Есть только один пост 2009 года, рассказывающий лишь самое начало занимательной истории о том, как из ДНК (да-да, той самой дезоксирибонуклеиновой кислоты, несущей нашу генетическую информацию) можно создавать всякие хитрые, плоские и трехмерные штуки нанометрового размера. Та самая нано-технология, как она есть. В этом обзоре я хочу рассказать о развитии ДНК-оригами: двухмерные смайлики из ДНК, трехмерные фигуры, кристаллы из ДНК с запрограммированной структурой, ДНК-«коробочки» с крышкой, способные нести молекулы нужных веществ и выпускать их после сигнала об открытии крышки, и, наконец, динамические структуры типа ДНК-шагохода (walker), гуляющего по подложке (создатели гордо говорят, что это уже наноробот!). Кто хочет узнать больше о том, зачем все это нужно, почитать о технологиях изготовления красивых нанометровых штук из ДНК или просто посмотреть красивые картинки, добро пожаловать под кат.


Так выглядит ДНК-наноробот

Это приблизительная расшифровка лекции о предсказании переходов (предсказании ветвлений) на localhost, новом цикле лекций, организованном RC. Выступление состоялось 22 августа 2017 года в Two Sigma Ventures.

Кто из вас использует ветвления в своём коде? Можете поднять руку, если применяете операторы if или сопоставление с образцом?

Большинство присутствующих в аудитории поднимают руки

Сейчас я не буду просить вас подымать руки. Но если я спрошу, сколько из вас думают, что хорошо понимают действия CPU при обработке ветвления и последствия для производительности, и сколько из вас может понять современную научную статью о предсказании ветвлений, то руки подымет меньше людей.

Цель моего выступления — объяснить, как и почему процессоры осуществляют предсказание переходов, а затем вкратце объяснить классические алгоритмы предсказания переходов, о которых вы можете прочитать в современных статьях, чтобы у вас появилось общее понимание темы.

Всем, кто использует или интересуется микроконтроллерами фирмы STMicroelectronics, хочу представить свой небольшой хобби-проект.

И на Хабре, и на geektimes уже достаточно много статей, посвящённых микроконтроллерам серии STM32F, например: Дешевая STM32 плата + Arduino IDE, Попытка подружиться с STM32 и ответ на неё Как надо дружиться с STM32 и многие другие. В совокупности они очень хорошо освещают эту тему, но есть одно но… Во всех этих статьях рассматриваются готовые платы и один конкретный контроллер, что на этой плате. А что делать тем, кто хочет поиграться с разными контроллерами, да ещё и на макетной плате? Например, многие известные мне платы с контроллером STM32F4 (та же STM32F4-Discovery) в макетную плату не воткнуть. Но мне лично хочется что-то типа такого (внимание, все картинки кликабельны):

При этом, как я уже написал, не хочется быть связанным конкретным контроллером, а хочется иметь возможность легко его заменить. Тех, кому интересно, как я реализовал эти не совсем обычные хотелки, прошу под кат.

1. Введение

Всем привет, меня зовут Владислав, я из России, и я фрилансер-программист. Сейчас на Хабре очень популярная тема — юридические и налоговые вопросы при работе с Upwork, как получать и декларировать плату от зарубежных заказчиков, и так далее.



Я тоже довольно долго изучал эти вопросы. Российское законодательство по этим вопросам сильно зарегулировано, и все эти законы и правила причиняют массу проблем фрилансерам, работающим на зарубежный рынок. В итоге я принял решение перевести свой «бизнес» в другую юрисдикцию. Изучив все возможные варианты, я выбрал такой путь — зарегистрировать фирму ООО в Латвии, и принимать платежи от заказчиков на эту фирму. То есть просто переместить свой бизнес из России в Латвию.

Я уже год работаю в таком формате, я сталкивался с разными проблемами и оценил плюсы и минусы. В итоге я решил, что в сумме я выиграл от такого решения. В комментариях к статьям о фрилансе я периодически читаю вопросы типа «как работать на заказчиков из США», «Как платить налоги на платежи с Upwork-а», и поэтому я решил поделится своим опытом, тем более что подобных статей я еще нигде не видел.

Началась эта история с того, что начитавшись постов с тегом DIY я решил обзавестись набором МК + отладочная плата. Погуглив, узнал что самая дешевая в городе плата это LaunchPad от TI. Не долго думая, отправился за ней в магазин, и понеслась… как и у всех сначала были мигания светодиодами, потом подключение дисплея от Siemens CX75, и т.д.
Вскоре мне надоело делать что-то просто так, без цели, ради того что бы сделать. Так и возникла мысль создать себе гаджет, которым бы я пользовался постоянно.
За подробностями прошу под кат.