YuriPanchul 27 фев в 08:32

В Мексике студенты отличаются дисциплиной, а у спецназа большие автоматы

Простой

3 мин

3.3K

FPGA*Образование за рубежомХакатоныЭлектроника для начинающихПрограммирование микроконтроллеров*

Провел семинар по SystemVerilog, Gowin FPGA и Tiny Tapeout в городе Тихуана, Мексика, в университете Universidad autónoma de baja California in Tijuana. 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.

Студенты ранее прошли курсы по физике и математике, программированию (C, Java, Python, но не изучали ассемблер), а также цифровой схемотехнике (логические элементы и D-триггеры), но без языков описания аппаратуры.

Поэтому мы начали упражнения на верилоге с кнопочек, лампочек и мультиплексоров, но довольно быстро перешли к рисованию на графическом экране. Так как все что для этого нужно - это брать X и Y у модуля-контроллера LCD, и с помощью цифровой логики определять цвет пикселя на этой координате.

На второй день в университет приехал представитель компании Gowin Semiconductor и представитель их дистрибутора в Сан-Диего, Калифорния, которые также выступили перед студентами.

После этих выступлений я также показал студентам, как сделать простую, но полноценную игру с конечным автоматом и движущимися фигурками на экране - всего в 270 строк верилога, а также продемонстрировал, как воплотить этот дизайн в ASIC используя инфраструктуру Tiny Tapeout / Efabless / SkyWater.

Для упражнений мы использовали упрощенный вариант упражнений на FPGA, которые используются на российской Школе Синтеза Цифровых Схем - basics-graphics-music. Упрощение заключалось в том, что:

Из топового для пользователя модуля была убрана параметризация. Она полезна когда мы работаем с зоопарком плат с разными количеством кнопочек, лампочек и разными типами дисплеев (HDMI, VGA, LCD ...). Но в данном случае у нас одна конфигурация (Tang Nano 9K + TM1638 + LCD 480x272) и мы можем просто писать "input [7:0] led", а не "input [w_led - 1:0] led". Последнее может смущать начинающего, который должен освоить новый для него синтаксис за 2 дня.
Мы оставили только простые упражнения на комбинационную и последовательностную логику (логические элементы, сумматоры, мультиплексоры, D-триггеры, счетчики, сдвиговые регистры), с привязкой их к LCD экрану и семисегментному индикатору. Мы не стали идти в микроархитектурные задачки (FIFO, конвейеры) или процессоры (CPU). Эти части подходят для более опытной аудитории или для более длинного курса.
Из относительно сложных остался только упрощенный вариант графической игры, в котором квадратная ракеты сбивает квадратный дрон. В полном варианте объекты нарисованы как спрайты и используется LFSR для генерации псевдослучайных сдвигов координат и цветного шума на экране.

Я хотел сделать упражнения на обработку звука, но на это не было времени, плюс микрофоны и ЦАП для звукового выхода был не во всех комплектах плат. Но вся эта деятельность будет продолжена преподавателем университета в рамках его обычного семестрового курса цифровой схемотехники с использованием верилога и FPGA.

Следущее место проведения подобного Хакатона - Армения. В Армении будет не только хакатон для начинающих 14 марта, но еще и мой доклад (вероятно 13 марта) как улучшить вузовское образование, чтобы студенты лучше проходили интервью в электронные компании.

Фотки и видео из Мексики. Первый слайд: