Те, кто занимался графикой на Windows Mobile, наверняка слышали о графической библиотеке GapiDraw. Если заглянуть в их Feature List, то в разделе High Performance можно обнаружить следующие слова: «drawing surfaces with opacity will only require one multiplication per pixel». То есть, они утверждают, что для рисования полупрозрачных картинок требуется всего по одному умножению на каждый пиксель.

В данной статье я попытаюсь объяснить, как это возможно.

На Kickstarter несколько дней назад стартовал любопытный проект. Его цель — создать открытый [тут всякий бред маркетологов] и современный графический процессор. Под современностью автор подразумевает совместимость с OpenGL и D3D. Упоминается реализация всего этого на языке Verilog, т.е. подразумевается, что готовая плата будет выполнена на основе FPGA. С одной стороны, это позволит быстро взлететь и в перспективе перейти на заказные чипы, с другой — до этого перехода соотношение цена/качество может быть не на высоте. Хотя душу владельца такой карты будет греть открытость исходников.

Всем привет! Меня зовут Сергей Макеев, и я технический директор в проекте Skyforge в команде Allods Team, игровой студии Mail.Ru Group. Мне хотелось бы рассказать про технологии рендеринга, которые мы используем для создания графики в Skyforge. Расскажу немного о задачах, которые стояли перед нами при разработке Skyforge с точки зрения программиста. У нас свой собственный движок. Разрабатывать свою технологию дорого и сложно, но дело в том, что на момент запуска игры (три года назад) не было технологии, которая могла бы удовлетворить всем нашим запросам. И нам пришлось самим создать движок с нуля.

Всем привет!

Так бывает, что используемые языки программирования накладывают ограничение на то, что мы хотим сделать, доставляя неудобство при разработке. Что с этим делают разработчики? Либо смиряются, либо как-то пытаются выйти из положения.

Один из вариантов — использование автогенерации кода.

В этой статье я расскажу:

• как можно обойти одно из ограничений языка Verilog, применяемого при разработке ASIC/FPGA, используя автогенерацию кода с помощью Python и библиотеки Jinja.
• как можно ускорить разработку IP-ядер, сгенерировав модуль контрольно-статусных регистров из их описания.

Если интересно, добро пожаловать под кат!

Некоторое время назад я сходил на собеседование в одну довольно большую и уважаемую компанию. Собеседование прошло хорошо и понравилось как мне, так и, надеюсь, людям его проводившим. Но на следующий день, в процессе разбора полетов, я обнаружил, что в ходе собеседования ответ на как минимум один вопрос был неверен.

Вопрос: Почему поиск в python dict на больших объемах данных быстрее чем итерация по индексированному массиву?

Ответ: В dict хранятся хэши от ключей. Каждый раз, когда мы ищем в dict значение по ключу, мы сначала вычисляем его хэш, а потом (внезапно), выполняем бинарный поиск. Таким образом, сложность составляет O(lg(N))!

На самом деле никакого бинарного поиска тут нет. И сложность алгоритма не O(lg(N)), а Amort. O(1) — так как в основе dict питона лежит структура под названием Hash Table.

Причиной неверного ответа было то, что я не удосужился досконально изучить те структуры, которые лежат в основе работы с коллекциями моего любимого языка. Правда, по результатам опроса нескольких знакомых разработчиков, оказалось что это не только моя проблема, очень многие вообще не задумываются, как работают коллекции в их любимых ЯП. А ведь используем мы их каждый день и не по разу. Так родилась идея этой статьи.

Привет. В прошлой статье я описал математику, которая необходима для вывода трехмерной сцены на экран в виде сетки — т.е. мы остановились на моменте получения координат вершин в пространстве экрана. Следующий шаг — это «заполнение» полигонов из которых состоит объект, т.е. поиск пикселей, которые входят в изображение объекта на экране. Процесс поиска этих точек называется растеризацией. Мы так же хотим иметь возможность текстурировать и освещать объекты — для этого необходимо уметь интерполировать атрибуты, заданные в вершинах (например, текстурные координаты, нормали, цвет и другие).

Наши входные данные — это набор полигонов (мы будем рассматривать только треугольники): координаты их вершин (система координат зависит от алгоритма) и значения атрибутов в каждой из этих вершин, которые в дальнейшем будут интерполироваться вдоль поверхности треугольника. Существует несколько подводных камней, которые я рассмотрю в этой статье:

• Правило заполнения пикселей (filling convention)
• Точность
• Коррекция перспективы при интерполяции аттрибутов (perspective-correct interpolation)

Я рассмотрю три подхода к растеризации:

• «стандартный» алгоритм, использующий наклон граней
• целый ряд алгоритмов, основанных на использовании уравнений граней полигона (traversal-алгоритмы)
• алгоритм растеризации в однородных координатах

Так же в конце будет ссылка на проект, который является примером реализации, оттуда же будут и примеры кода.

SystemC это библиотека для C++ позволяющая моделировать всевозможные аппаратные системы на различном уровне абстракции. Поддерживается как традиционное дискретно-событийное моделирование, привычное программистам на Verilog и VHDL, так и аналоговое моделирование в духе SPICE/Verilog AMS. В комплект также входит библиотека и методология для виртуального прототипирования, библиотеки для написания тестовых окружений и верификации с использованием рандомизированных тестов.

В этой я расскажу о синтезируемом подмножестве SystemC, сравнивая его с синтезируемым SystemVerilog. Сам я пользуюсь SystemC уже где-то 3 года, а до этого несколько лет писал на Verilog/SystemVerilog. Попытаюсь охватить предмет с разных сторон: начиная с философских рассуждений о причинах возникновения SystemC, краткого обзора экосистемы и инструментария и заканчивая практическими примерами синтаксиса и семантики.

Подразумевается, что читатели знакомы с Verilog и C++.

Можно ли добавить в микропроцессор инструкции (команды)? Если вы используете микросхемы ПЛИС / FPGA с реконфигурируемой логикой и микропроцессорное ядро, которые синтезирутся из описания на языках Verilog и VHDL, то можете. Причем это будет «честное», настоящее расширение системы команд, а не трюк типа программной эмуляции инструкции в обработчике исключения от зарезервированной команды, и не «микрокод», популярный в исторических процессорах 1970-х годов.

Команды, добавленные в современный синтезируемый процессор с помощью модификации его исходников на Verilog или VHDL, могут работать в конвейере и обрабатываться процессором как его собственные, без временных задержек.

Главная проблема с модификацией исходников дизайна процессора на Verilog или VHDL — трудоемкость. Нужно понять, как работает логика различных блоков и избежать нежелательных побочных эффектов. К счастью, существует способ расширения процессора, который превращает семестровый студенческий проект в нечто, что студент может спроектировать за одну лабораторную работу. Этот способ — интерфейс CorExtend / UDI (User Defined Instructions) в микропроцессорном ядре MIPS microAptiv UP, которое используется в пакете для образования MIPSfpga.

В рамках университетской программы MIPSfpga компании Imagination Technologies можно скачать настоящий индустриальный код на Verilog процессора MIPS microAptiv UP.
https://community.imgtec.com/university/resources/

Одним из распространенных применений UDI является манипуляции битами в алгоритмах шифрования. Другой пример — создание специальных инструкций для ускорения алгоритмов ЦОС Accelerating DSP Filter Loops with MIPS® CorExtend® Instructions.

Однако в наборе документации к MIPSfpga интерфейс между ядром и CorExtend описан недостаточно подробно. Подробная документация предоставляется только лицензиатам ядер. В этой статье представлено мое описание данного интерфейса на основе изучения исходного кода. Его можно также скачать в формате pdf MIPS microAptiv UP Processor CorExtend UDI interface protocol guide.

CorExtend занимает следующее место в RTL иерархии ядра m14k microAptiv.

В течении последних трёх недель в МИЭТ, МГУ, МИФИ, МФТИ и других российских ВУЗах прошли семинары по процессору на ПЛИС MIPSfpga. В рамках семинаров прошли лабораторные работы на которых демонстрировалось как применять MIPSfpga на практике.
В публикации я расскажу о своих экспериментах с MIPSfpga, которые выходят за рамки лабораторных работ, рассмотрю возможности интеграции процессорного ядра MIPSfpga с IP-блоками opencores.org. Также поведаю о портировании MIPSfpga на некоторые платы на базе ПЛИС Altera (приведены значения Fmax и показатели использования ресурсов ПЛИС).

Эта статья является переводом цикла из четырёх статей «Linear algebra for game developers», написанных David Rosen и посвящённых линейной алгебре и её применению в разработке игр. С оригинальными статьями можно ознакомиться тут: часть 1, часть 2, часть 3 и часть 4. Я не стал публиковать переводы отдельными топиками, а объединил все статьи в одну. Думаю, что так будет удобнее воспринимать материал и работать с ним. Итак приступим.

Просматривая различный код по выводу на экран какой-нибудь даже примитивной графики, я заметил чрезмерную любовь некоторых программистов к тригонометрии. Часто код пестрит синусами, косинусами и арктангенсами там, где без них можно обойтись. Этим грешат даже хорошие программисты, которые способны спроектировать сложную систему, но почему-то не освоили вектора в объёме школьной программы. Буквально азов векторной алгебры хватает для решения многих насущных проблем. В этом топике я хочу провести краткий ликбез, напомнить основные действия с векторами на плоскости и в качестве примера решить две задачи без тригонометрии: поиск отражённого луча по падающему лучу и произвольно расположенному зеркалу, а также рисование наконечника стрелки. Если вы можете представить в голове рисование произвольно направленной стрелки без синусов и косинусов, смело пропускайте этот топик. Для остальных постараюсь объяснять попроще.

Всем привет, сегодня мы с вами поговорим о DMA: именно о той технологии, которая помогает вашему компьютеру воспроизводить для вас музыку, выводить изображение на экран, записывать информацию на жесткий диск, и при этом оказывать на центральный процессор просто мизерную нагрузку.

Здравствуйте дорогие читатели. В данной статье мы рассмотрим различные потоковые модели, которые реализованы в современных ОС (preemptive, cooperative threads). Также кратко рассмотрим как потоки и средства синхронизации реализованы в Win32 API и Posix Threads. Хотя на Хабре больше популярны скриптовые языки, однако основы — должны знать все ;)

Введение или зачем этот топик

Читая Хабрахабр, я натолкнулся на два топика, «выводящие на чистую воду» вычисления с плавающей запятой.
В одном из них достаточно подробно и качественно дана выжимка из стандарта IEEE754 и основные проблемы при вычислениях с плавающей запятой, другой — короткий топик-заметка про то, что не все так хорошо при вычислениях на ПК. При этом даются рекомендации в случае, когда важна математическая точность результата, использовать целочисленные вычисления, «фиксировать запятую» или как минимум проверять результаты, выдаваемые платформой (компилятор + процессор).
Несмотря на то, что советы дельные, понять, как использовать целочисленные вычисления там, где до этого была плавающая запятая, не так просто, особенно без математической подготовки. Достаточно занимательна в этом смысле попытка одного из «хабровчан» разобраться с фиксированной точкой методом экспериментов.
Данный топик — краткое введение, которое должно дать представление о вычислениях с фиксированной точкой. Математика в данной статье не должна никого напугать — все очень примитивно. Сразу прошу простить: среди моих знакомых устоявшимся выражением является именно «фиксированная точка» (от англ., fixed-point), а не «запятая», поэтому я буду придерживаться именно этого термина.

Программный рендеринг (software rendering) — это процесс построения изображения без помощи GPU. Этот процесс может идти в одном из двух режимов: в реальном времени (вычисление большого числа кадров в секунду — необходимо для интерактивных приложений, например, игр) и в «оффлайн» режиме (при котором время, которое может быть потрачено на вычисление одного кадра, не ограничено настолько строго — вычисления могут длиться часы или даже дни). Я буду рассматривать только режим рендеринга в реальном времени.

У этого подхода существуют как недостатки так и достоинства. Очевидным недостатком является производительность — CPU не в состоянии конкурировать с современными видеокартами в этой области. К достоинствам стоит причислить независимость от видеокарты — именно поэтому он используется как замена аппаратного рендеринга в случаях, когда видеокарта не поддерживает ту или иную возможность (так называемый software fallback). Существуют и проекты, цель которых — полностью заменить аппаратный рендеринг программным, например, WARP, входящий в состав Direct3D 11.

Но главным плюсом является возможность написания подобного рендерера самостоятельно. Это служит образовательным целям и, на мой взгляд, это — самый лучший способ понять лежащие в основе алгоритмы и принципы.

Это именно то, о чем будет рассказано в серии этих статей. Мы начнем с возможности закрашивать пиксель в окне заданным цветом и построим на этом возможность отрисовки трехмерной сцены в реальном времени, с движущимися текстурированными моделями и освещением, а так же с возможностью перемещаться по этой сцене.

Но для того, чтобы вывести на экран хотя бы первый полигон, необходимо освоить математику, на которой это построено. Первая часть будет посвящена именно ей, поэтому в ней будет много различных матриц и прочей геометрии.

В конце статьи будет ссылка на гитхаб проекта, который можно рассматривать как пример реализации.

Всем привет!

Эта статья посвящается удивительным особенностям в мире хаоса. Я постараюсь рассказать о том, как обуздать такую странную и сложную вещь, как хаотический процесс и научиться создавать собственные простейшие генераторы хаоса. Вместе с вами мы пройдем путь от сухой теории до прекрасной визуализации хаотических процессов в пространстве. В частности, на примере известных хаотических аттракторов, я покажу как создавать динамические системы и использовать их в задачах, связанных с программируемыми логическими интегральными схемами (ПЛИС).

Доброго времени суток!
Хочу представить вашему вниманию перевод статьи Джонатана Барлетта (Jonathan Bartlett), который является техническим директором в компании New Medio. Статья была опубликована 16 ноября 2004 года на сайте ibm.com и посвящена методам управления памятью. Хотя возраст статьи достаточно высок (по меркам IT), информация в ней является фундаментальной и описывает подходы к распределению памяти, их сильные и слабые стороны. Всё это сопровождается «самопальными» реализациями, для лучшего усвоения материала.

Аннотация от автора
Решения, компромиссы и реализации динамического распределения памяти
Получите представление о методах управления памятью, которые доступны Linux разработчикам. Данные методы не ограничиваются языком C, они также применяются и в других языках программирования. Эта статья даёт подробное описание как происходит управление памятью, на примерах ручного подхода (manually), полуавтоматического (semi-manually) с использованием подсчёта ссылок (referencing count) или пула (pooling) и автоматического при помощи сборщика мусора (garbage collection).

«Инструкция создания функционального приложения», часть 1.

«Мне кажется, что понимаю функциональное программирование на базовом уровне, и я даже писал простые программы, но как мне создать полноценное приложение, с реальными данными, с обработкой ошибок и прочим?»

Это очень распространенный вопрос, поэтому я решил, что в этой серии статей опишу инструкцию, охватывающую проектирование, валидацию, обработку ошибок, персистентность, управление зависимостями, организацию кода и так далее.

Вторая часть

С чего всё начиналось

Я работаю в небольшой фирме, которая разрабатывает и производит системы записи телефонных разговоров. Но в ряде случаев клиентам нужен аналоговый GSM шлюз как источник телефонной линии. Ранее его закупали и перепродавали. Но то что закупали было низкого качества и часто попадался брак — было принято решение самим разработать. Разработали мы вдвоём: схемотехник и я — программист, недавние выпускники без опыта разработок в аналоговой телефонии и без опыта внедрения в производства. Получилось, мягко говоря, не очень, хоть и была решена проблема брака и скорее «вопреки».

Но проблема в том, что для нас даже 1% брака недопустим: на каждый случай у тех поддержки и разработчиков уходило очень много времени на клиента. Да и для всех нас это недопустимо чисто из соображений профессиональной гордости. Мы хотели такой шлюз снять с производства, даже несмотря на то, что у нас была доля от каждого изделия. Это очень стыдно, когда дилеры про остальные изделия говорят: «у вас вообще брак бывает?», а про наши «мы боимся их продавать — у нас же потом ничего не купят».

Всё это и стало королевским пинком к полной переделке шлюза, детальной проработки качества и разработке системы тестирования. Чем я и занялся, и о чём далее и расскажу.



Расскажу как полностью изменилось изделие и появилась система тестирования и сопровождения производства. Расскажу как изменилась функциональная схема, объясню как работает электрическая схема доработанного варианта. А в следующих частях расскажу про логи и алгоритмы тестирования и чем тестируется плата. Приведу немного исходного кода. И расскажу об распределённой АРМ для прошивки, тестирования и анализа логов, что была развернута на производстве и у разработчиков.

Всем привет!

В этой статье я расскажу про то, как мы делали автономную машинку на базе нашей ОС Embox, которая детектирует изменение типа поверхности, по которой едет.

Так случилось, что в Новый Год у меня в руках оказалась китайская машинка на радиоуправлении. К сожалению, она не ездила. Чека из магазина у меня не было (машинка была подарком), да и, честно говоря, хотелось её разобрать и посмотреть на элементы схемы. Обычным способом схему было не достать, нужно было выпаивать. Пожалуй, в тот самый момент, когда я взялся за паяльник, я и понял, что вернуть машинку в магазин уже точно не получится. Короче говоря, всю зиму на моём подоконнике так и пылились запчасти, пока однажды мне на глаза не попалась статья от NASA про обнаружение разладки в марсоходе.

Только представьте на минуту: где-то далеко на красной планете едет марсоход, обвешанный датчиками, по поверхности, которую едва ли можно назвать дружелюбной. Поэтому нужно следить за тем, чтобы он не перевернулся, не застрял в песках, не скатился с горки, или наоборот на нее не заехал. Как это сделать? Вот на такой непростой вопрос мне и хотелось ответить.