В данном топике хочу рассказать о том, как на ПЛИС можно реализовать часы. Кому-то покажется это странным, ненужным — но надо же с чего-то начинать, поэтому, этот топик будет полезным для начинающих, которые светодиодами помигали и хотят что-нить поинтереснее.

Предисловие: это рассказ о книгах для тех, кто решил изучить программирование самостоятельно. Но поскольку читать список книг было бы скучно, то я решил дополнить его своей биографией.

Итак… Мне за сорок. По образованию лингвист, работаю в научной сфере. С программированием никогда не сталкивался, хотя формально в школе проходил уроки по информатике, которые, собственно, свелись к набору программы на Бэйсике из методички и к лицезрению загадочного ДОСа на компьютере учителя. Ох, да, ещё было очень краткое знакомство с Фокалом, но, опять же, все строго по методичке.

На прошлой неделе был пост про организацию занятий по электронике в школе. В этом посте, как и обещал, постараюсь изложить свои соображения насчет программы и методики ведения таких занятий.

На данный момент мы успели провести уже три занятия и даже съездили на чемпионат по робо-сумо (пока, конечно, в качестве зрителей). Поэтому хочу поделиться своими первыми впечатлениям.

Хотел бы рассказать о своем опыте организации кружка электроники в обыкновенной московской общеобразовательной школе. Это, может быть, и не очень соответствует тематике Хабра, но во-первых посты об образовании (высшего, дополнительного, за рубежом, интерактивного и т.д.) здесь появляются довольно часто, а значит интересны многим. И, во-вторых, сегодняшние школьники, которые увлекаются IT, электроникой и робототехники это, по сути, завтрашняя аудитория Хабра, не так ли?

Некоторое время назад появилась в моем распоряжении плата Raspberry Pi3. Ее возможности действительно впечатляют: и быстрый четырехядерный процессор, и встроенные аппаратные кодеки/декодики аудио/видео/jpeg, сеть Ethernet/WIFI, USB2, HDMI… Прямо настоящий компьютер. Очень круто, что есть разъем GPIO, который позволяет разным умельцам подключать что-то свое нестандартное и особенное. Существует огромное число различных плат расшрения, которые устанавливаются на этот разъем: дисплеи, светодиодные экраны, адаптеры для двигателей, платы АЦП…

Я хотел бы немного рассказать об FPGA плате Марсоход2RPI, которая, как и другие платы расширения, подключается к разъему GPIO распберри, и добавляет нашему микрокомпьютеру совершенно новые свойства.

Мы уже постили список must have книг для изучающих английский язык. Но в комментариях было столько пожеланий, что мы решили сделать более расширенную подборку книг и текстов для тех, кто только начал изучение английского языка.

Книги

PageTurners
Ценность:

• адаптированные мини-книги;
• озвучка;
• разбивка по уровням и темам.

Сегодня исполняется 60 лет с запуска первого искусственного спутника Земли — начало космической эры. И в этом же году исполнилось 90 лет — Рудольфу Анатольевичу Свореню — автору известной и любимой многими электронщикам книги "Электроника шаг за шагом".

В 1957 году Рудольф Анатольевич работал в журнале Радио. Все знают — Спутник с орбиты посылал сигналы — и их можно было принять радиолюбителями по все планете. Но не все знают, что данные по характеристикам сигналов, и схемы приёмных устройств — были опубликованы заранее в журнале Радио — и этому напрямую способствовал Рудольф Анатольевич, вот фрагмент из его воспоминаний:

Газеты часто напоминали, что американцы готовятся в ближайшее время запустить искусственный спутник Земли, первый в мире аппарат для перемещения в космическом пространстве. Нигде не сообщалось что и в нашей стране ведутся работы в этой области, очевидно считалось, что сначала нужно дело сделать, а потом рассказывать о нём. Мы с нашим старшим редактором Еленой Петровной Овчаренко написали письмо «на самый верх», доказывая, что нужно рассказать о предстоящем запуске спутника и в нашей стране. Тем более, что в этом случае журнал «Радио» сможет сформировать большую группу радиолюбителей принимающих сигналы спутника. Не знаю какими путями перемещалось наше письмо, но ответ появился мгновенно – по указанию академика Сергея Павловича Королева в одном из институтов были подготовлены для журнала «Радио» три статьи о советских спутниках и их рабочих частотах.

Подробнее: Рудольф Сворень — человек легенда

Книги по электронике, что написал Рудольф Анатольевич обладают уникальным свойством — они объясняют понятно сложные, фундаментальные вещи. Мы, совместно с инициативными людьми из Киберфизики, и в сотрудничестве с Рудольфом Анатольевичем — хотим осуществить перевыпуск этих книг.

О том, как обстоят дела с переизданием, сколько людей отметилось, интересные отзывы, и так же новость о новой книге от Рудольфа Анатольевича, читайте далее.

Когда я был маленьким мальчиком, моей любимой книгой была «Земля и Небо». Она до сих пор стоит у меня на полке:



Потом я в 1 классе поехал в Москву, пошел на ВДНХ в павильон «Космос», и с большим интересом познакомился там с луноходом. И вот недавно, 38 лет спустя, я повторил знакомство:

На днях я встретился и взял короткое видеоинтервью у Kathy Giori, Vice President Operations Arduino USA. Мы обсудили с Кати новое веяние, которое уже коснулось и Ардуино-коммьюнити: так как программированию микроконтроллеров с помощью Ардуино уже все более-менее научены, то пора делать следующий шаг: учить школьников использовать язык описания аппаратуры Verilog и микросхемы ПЛИС / FPGA, матрицы логических элементов с изменяемыми функциями. А для того, чтобы сделать освоение FPGA проще, стоит воскресить упражнения с микросхемами малой степени интеграции, популярные в 1970-х, в качестве приквела к современным FPGA. Все это закроет брешь между физикой и программированием, дискретными элементами и микроконтроллерами, транзистором и Ардуино.

FPGA и платы можно использовать от любого производителя (Xilinx, Altera, Lattice, Digilent, Terasic), все что я пишу ниже, не имеет привязки к той или иной компании.

В разговоре с Кати принимала участие преподаватель Стенфорда Светлана Хутка, которая рассказала Кати об эксперименте по бесплатному обучению школьников использованию FPGA в Киеве, силами преподавателей-энтузиатов из нескольких киевских вузов. После этого я поделился с Кати планами проведения следующего такого эксперимента на известной еще с советских времен летней школе юных программистов в Новосибирске, а также поговорил с другими присутствующими товарищами из Ардуино-коммьюнити о внедрении FPGA в двух школах и одном коледже Silicon Valley.

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.

Более 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.

"Не в железе сила, а в знании" — можно сказать в наши дни.

Сейчас электроника и робототехника стала намного доступнее чем была раньше — появился выбор, уменьшился порог вхождения. Но без знаний как это работает, и как с этим работать — эта электроника и останется лишь "железом" (и как это бывает — наборы бывает лежат без дела). Знания получить намного сложнее, на базе личного опыта, практики.

Поэтому курсы для начинающих — так ценятся. Есть платные и бесплатные курсы — но обеспечить актуальность, сопровождение курса, совместимость с железом и обратную связь — это не просто дело, тем более найти на русском языке.

Про один из таких онлайн-курсов мы хотим вам рассказать — "Строим роботов и другие устройства на Arduino. От светофора до 3D-принтера". Курс разработан совместно компанией Киберфизика и МФТИ (Московский физико-технический институт). Учебные текстовые и видео материалы размещены бесплатно на Coursera. Курс разбит на 6 частей (каждая по недели), и для каждой части — высылается соответствующее железо.

Рассказывать всегда лучше на базе своего опыта, поэтому про курс и впечатления, будем рассказывать "в реальном времени" по мере прохождения. Делиться впечатлениями будет один из участников нашего хакспейса.

Всем привет!

В этой статье мы хотим поделиться с общественностью проектом простой паяльной станции со стабилизацией температуры, которую любой сможет собрать своими руками без Arduino и изоленты!

Интересный и доступный образовательный набор по электронике для детей — это, наверное, мечта любого родителя, кто хочет увлечь ребёнка чем-то «реальным».

Направление популяризации технического творчества среди детей — было в числе интересов нашего хакспейса, и с момента образования (3 года назад) мы следили за ситуацией в этой сфере — и за это время на российском рынке появилось несколько интересных образовательных наборов для детей.

Мы взяли для обзора наборы на базе макетных плат, что обеспечивает быстрый старт — позволяет получить работающую схему без необходимости пайки, разработчики наборов — российские компании, и целевой возраст от 7 лет.

Обзор будет включать три набора, от компаний Амперка, Киберфизика и Мастер-Кит:

• Детский электронный конструктор Амперка Микроник
• Киберфизика. Основы электроники. Начало
• Конструктор Мастер-Кит NR03, Азбука электронщика — Основы cхемотехники

Эти наборы мы предоставили участнику хакспейса, и он с братом (7 лет) — сделали TestDrive всех наборов, и про это рассказ от первого лица:

Не успели мы победить шину CAN, как пришлось побеждать очередную железку, а именно, GPRS модуль. Такова она жизнь разработчика — всё время приходится кого-нибудь побеждать (тут должен стоять запрещённый смайл).

Для одного из заказных проектов мне понадобилось добавить возможность управления и получения телеметрии по GSM при помощи SMS. Посмотрел я на список доступных вариантов и остановился на GPRS Shield от Амперки. Почему нет? Прилично выглядит, выпускается известной компанией, имеет техподдержку, по цене не особо отличается от конкурентов и вообще производит очень приятное впечатление.

Но не тут-то было. О том квесте и невероятных курсах повышения квалификации которые мне пришлось пройти, интегрируя этот GPRS модуль с Arduino Mega Server вы можете узнать, нажав на кнопочку ниже.

Несколько лет назад невозможно было себе представить, что TrueRMS-мультиметр с автоматическим переключением диапазонов, способный измерять постоянное и переменное напряжение, постоянный и переменный ток, сопротивление, ёмкость и частоту с 6000 отсчётами и 0.5-процентной точностью может стоить меньше 15 долларов. Сегодня этот прибор у меня в руке.

В этом году впервые состоится Олимпиада МФТИ по электронике для школьников 5-11 классов! Что ожидает участников? Сложные задачи, практическая работа по сборке схем, призы и рекомендации для поступающих!



Задачи для примера: найти общее сопротивление участка цепи, построить таблицу истинности для схемы

Все подробности об олимпиаде вы можете найти в социальной сети для абитуриентов Abitu.Net по адресу: http://abitu.net/event/1970

Олимпиада состоит из двух этапов:

• Онлайн-этап: 16 декабря — 1 марта 2017 года.
  
• Очный этап: конец марта 2017 года
  

Еще в марте прошлого года компания BBC разработала микрокомпьютер Micro:bit, предназначенный для обучения школьников Великобритании основам электроники и программирования. Таких мини-ПК было произведено около миллиона, и в марте того же года их начали отправлять в школы. Стоимость платы составляла $5.

Казалось бы, цена минимальная, и создать нечто подобное за меньшую цену невозможно. Но бразильские разработчики решили доказать, что ничего невозможного нет. Они создали собственный обучающий мини-ПК, стоимость которого для покупателя составит всего… $1. Материалы проекта будут доступны для всех по лицензии Creative Commons.

Продолжая тему первой статьи — история эволюции процессоров с конца XX века по начала XXI века.

Во многих процессорах 80-х годов использовалась архитектура CISC (Complex instruction set computing). Чипы были довольно сложными и дорогими, а также не достаточно производительными. Возникла необходимость в модернизации производства и увеличения количества транзисторов.

Архитектура RISC

В 1980 году стартовал проект Berkeley RISC, которым руководили американские инженеры Дэвид Паттерсон и Карло Секвин. RISC (restricted instruction set computer) — архитектура процессора с увеличенным быстродействием благодаря упрощенным инструкциям.



Руководители проекта Berkeley RISC — Дэвид Паттерсон и Карло Секвин

Arduino — это очень популярная, универсальная и довольно бюджетная платформа, но порой её функциональность оказывается несколько избыточной, либо наоборот, чего-то остро не хватает. И тут на помощь приходит Microduino — это Arduino-совместимая платформа, состоящая из ядра и множества дополнительных модулей, отличающаяся компактностью и низкой ценой.