Электроника для начинающих

10 октября стартует новый сезон Школы синтеза цифровых схем. Её проведение рассредоточено по множеству независимых кластеров, в каждом из которых есть свой преподаватель, свои отладочные платы и САПР, и необходимо обеспечить выполнение всех примеров школы на этом зоопарке различных устройств таким образом, чтобы преподавателю не нужно было думать о проблеме вроде: “Этот код точно собирался у меня в BRAM, почему здесь он синтезируется в миллион регистров, сжирающих все ресурсы платы”.

Чтобы избежать подобных проблем был создан репозиторий basics-graphics-music (BGM), добавляющий примерам несколько слоёв абстракции, которые позволяют избежать подобных проблем.

Упор этого года будет сделан на архитектуру RISC-V. Для этого в репозиторий был добавлен пример многопоточной программы, а также несколько RISC-V ядер, включая ядро НИУ МИЭТ, проектируемое на курсе “Архитектуры процессорных систем”. Это стало отдельным испытанием существующих абстракций на прочность: данное ядро проектировалось независимо от репозитория BGM и его абстракций, поэтому его интеграция стала интересным опытом. Подробнее об этом под катом.

Я раньше ругал людей который пишут посты с помощью ИИ, но решил написать такой пост сам. Пост ниже сгенерен ИИ от первой до последней буквы (кроме картинки, ее нарисовал я сам). При этом, как честный человек, я привожу промпт. Также оправданием служит то, что речь идет не о чем-то абстрактном, а о моей конкретной (скорее всего не оригинальной) методе генерить код, натравливая один ИИ (claude) на другой (codex). Чтобы они соревновались друг с другом, писали разборы конкурента и сравнения, исправляли у себя найденные конкурентом ошибки и заимствовали его ценные идеи.

Мой промпт:

Доброе утро, Шэньчжэнь. На улице 19 градусов, плохое качество воздуха, высокая активность дронов, льет дождь и светит солнце. Все это я узнал от умной наружной камеры; мне же светят лишь холодные офисные лампы. Я мог бы торговать электроникой на рынке Хуачанбей неподалеку. Но у меня есть инженерное образование, мой воротничок белоснежен, и с сегодняшнего дня я работаю в Longteng Electronics.

Так начинается SHENZHEN I/O — головоломка, где нужно заниматься аппаратной разработкой и программированием микроконтроллеров. Выполнять разные ТЗ с помощью имеющихся компонентов и стремиться к экономии по всем возможным направлениям. У реального меня, автора этой статьи, инженерного образования нет. Я лишь окончил базовый онлайн-курс схемотехники и написал об этом три статьи. Поможет ли это здесь? Не уверен. Доедаю воображаемый баоцзы и открываю почту сотрудника.

Продолжаем рассмотрение темы вывода изображения взятого с камеры на базе сенсора OV5647 (CSI-2, RAW10). В первой части мы разобрали подключение камеры к Zynq-7020, подготовили проект в Vivado и получили живое изображение на HDMI, используя битстрим производителя и отладку через JTAG. Продолжение начинается с главы 22: переходим к собственному битстриму и разбираемся с ошибками, которые проявились после пересборки.

Начнем с искажений изображения: входных задержек MIPI, неверной конфигурации DDR, перестановки цветовых компонент и разрывов кадра. Затем добавим аппаратное сжатие JPEG, проверим обвязку энкодера в симуляции и настроим загрузку Linux через Buildroot. Завершим проект передачей MJPEG по HTTP с возможностью перепаковки в RTP/UDP на хосте. По ходу разберем конкретные симптомы, проверки и исправления, а в конце измерим производительность всего тракта: от примерно 30,6 кадра в секунду на приеме до 23 кадров в сетевом потоке.

Всем заинтересованным - добро пожаловать под кат!

Выступил с докладом через Zoom на конференции SEMICONUZ в Узбекистане. Заметил два момента, один из них: cудя по вопросу преподавательницы из Ферганского политехнического института, в Узбекистане наверное ведутся дискуссии «кодописатели против физиков». То есть обсуждают, достаточно ли программировать софтвер на уже сделанных чипах и дизайнить на верилоге логику (с учетом отчетов от программы статического анализа тайминга) — или нужно вводить курсы физики полупроводников.

Привет, Хабр! Иногда в обмен на электрогитары и педали эффектов для них мне предлагают неожиданные и, мягко говоря, малоприменимые в современных контекстах, но при этом весьма интересные вещи из времён моего детства.

И я соглашаюсь, поскольку такие изделия являются частицами истории и попадаются всё реже и реже, так как большинство их собратьев давно уже пали жертвами добытчиков металла.

Сегодня мы сможем рассмотреть один из наиболее массовых советских электрофонов, считавшийся также одним из худших, во многом по причине того, что он поставлялся в учебные заведения, куда, согласно общепринятому мнению, шло только самое посредственное.

История эта началась два года назад, когда подписчики моего канала начали регулярно и настойчиво интересоваться, когда же в «Селените появится режим автономной обработки сигналов». Базовый блок трансивера получился достаточно компактным, 100х62х23 без выступающих частей, и желание пользователей «отвязать» его от компьютера, где как раз и производилась обработка сигнала, было вполне резонным.

Всем привет! Сегодня опишу мой небольшой путь по переделке дефолтной кнопки тачпада на ноутбуке Asus ZenBook Flip 13 (UX363EX)

Саму проблему для себя я разрешил ещё несколько лет назад, но очень хочу поделиться со всеми интересующимися тем, в чём состоят различия в программном обеспечении для измерения поведения аудиоустройств, так как я накопил на эту тему довольно много наблюдений.

Даже простое перечисление критериев выбора оказалось связано с погружением в технические детали, которые могут быть полезны тем, кто интересуется аудиоаппаратурой или электроникой.

В этой статье я сознательно ограничусь измерением нелинейных искажений — компонентов, отсутствовавших в исходном сигнале, но появившихся на выходе устройства и зависящих от входного уровня нелинейным образом.

Измерения нелинейных искажений сложно выполнять корректно: они требуют высокой точности трактов, чистых условий и хотя бы минимальной стандартизации методик. Именно поэтому я хотел тщательно во всём разобраться, так как мой текущий инструмент показывал некоторые проблемы, и я не знал в точности почему.

Я занимаюсь промышленной водоподготовкой. Сейчас у нас исследовательский проект: изучаем методы предочистки высокоминерализованной воды. Пробуем разные коагулянты и флокулянты, меняем дозы и градиенты перемешивания. Каждый режим держим около двух часов, потом отбираем пробы и сравниваем результат.

Для такого исследования нужен точный перистальтический насос‑дозатор на маленький расход. Реагенты должны поступать в воду непрерывно, с заданной дозой в мг/л, от 1 до 13 мл/мин. Реагентов два — коагулянт и флокулянт, значит, нужно два канала.

Подходящий готовый насос я не нашёл и спроектировал свой. Рассказываю, как он устроен, где я ошибся и как он работает на установке.

Привет, Хабр! На любую электрогитару можно установить дорогие звукосниматели, и из этого что-то получится. Если результат не порадует, фирменные датчики останутся в вашем распоряжении. Потребуется только заменить саму гитару.

Благодаря маркетплейсам и прямым поставкам из Китая, хорошие дешёвые звукосниматели сегодня тоже доступны. Есть и ещё более экономный путь — замена магнитов в штатных датчиках инструмента. Пересылка магнитов — та ещё заморочка, но со второй попытки всё получается.

Однако гитарный звукосниматель — это просто подмагниченная катушка индуктивности или несколько таковых. И мы можем изменить параметры такого устройства даже без замены магнитов при помощи копеечных конденсаторов и резисторов. Причём номиналы компонентов для требуемого звучания можно подбирать как душе угодно, не ограничиваясь выбором из нескольких моделей датчиков или разновидностей магнитов.

Сегодня я возьму ультрадешёвый стратокастер Kuruisi и сделаю из него инструмент, пригодный как для комфортного обучения новичка, так и для репетиционно-концертной деятельности практикующего музыканта.

^JanGB

Сегодня будет своеобразный забавный пост, в котором я изложу свою мысль, которая пришла мне буквально на днях: как «апнуть» мендосинский мотор? 

И, что любопытно — я нигде такого ещё не видел! Так что, можно, наверное, считать, что эта забавная инновация — как бы своеобразный следующий шаг во всем известной конструкции мендосинского мотора… 

Привет, Хабр! Меня зовут Кирилл Алексеев, я ведущий инженер в отделе интеграции систем на кристалле радиочастотного центра YADRO. Сегодня снова поговорим «за разработку под ПЛИС».

Есть множество способов распараллеливания одного и того же алгоритма, а значит, и огромное количество вариантов его реализации в виде цифровой схемы. Задача инженера — выбрать одну конфигурацию схемы, подходящую под заданные условия. 

В этой статье разберем основные виды параллелизма цифровых схем, которые (естественно) сильно отличаются от видов распараллеливания программ. Как и в предыдущем моем тексте, виды параллелизма сравним на примере распараллеливания микроархитектуры КИХ-фильтра, реализованной с использованием MAC-операции. Я отвечу на вопрос, какой вид стоит использовать, когда ключевой критерий — пропускная способность схемы throughput,то есть определена скорость поступления и обработки данных.

Материал будет полезен тем, кто только начал работу с ПЛИС: сможете применить новые знания для реализации цифровых схем на практике. Опытные инженеры и архитекторы специализированных вычислительных устройств тоже смогут открыть для себя что-то новое и полезное. Для обсуждения приглашаю всех в комментарии. 

После поездки в Грузию (см. пост Хакерспейсы Батуми и Тбилиси + ASIC чип спроектированный в Грузии) мы доотладили проект Tbilisi CORDIC и засабмиттили его на сайте TinyTapeout для производства на фабрике IHP в Германии, Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik.

Затем мы устроили две ондайн-лекции на Zoom-е - одну на английском, другую на русском. С вопросами и ответами лекции растянулись на два часа каждая, и мы выложили их на YouTube, ВКонтакте и RuTube. Ниже выложенные видео и их содержание на русском и английском.

UPD: В России MPW-сервисами по производству малосерийных чипов для университетов занимается МИЭТ, см. статью про кооперацию МИЭТ и ТУСУР.

При разработке IP-блока инженеру приходится писать логику, превращающую входные данные в выходные. Желательно, чтобы этой логикой можно было еще и управлять в рантайме, поэтому в IP-блок добавляют контрольные и статусные регистры, которым нужно обеспечить подключение со стороны системного интерконнекта.

Теперь представим: архитектор описывает эти регистры в каком-нибудь markdown, инженер, глядя на них, пишет Verilog имплементацию, а разработчик драйвера вручную создает заголовочные файлы на C. Если повезет, все эти компоненты будут соответствовать друг другу. Но только один раз. Решить проблему соответствия способен язык SystemRDL.

Карты рабочих режимов (КРР) ー далеко не самый распространённый вид отчёта, который приходится разрабатывать на печатный узел (ПУ).

И поэтому ещё не так давно можно было услышать от схемотехников и конструкторов, что они что‑то слышали о КРР, но лично не сталкивались.

Так же это происходило потому, что на многих предприятиях этим занимался целый отдел(!) отвечающий за качество разрабатываемой аппаратуры. И было это уже последующим этапом подготовки к натурным испытаниям изделия.

Но сейчас на многих предприятиях запущен процесс оптимизации ресурсов и, кроме того, у разработчиков электроники стало больше оборонных заказов. Требования к качеству изделий стали выше.

Всё меняется, и мы отреагировали на возросшее количество запросов на разработку данного функционала.

Немного о том, для чего нужен данный документ.

Когда-то, очень давно, у меня был ZX-Spectrum, затем его аналог Magic 06. Это действительно замечательный компьютер для своего времени. Сейчас интерес к созданию компьютера из набора микросхем в обнимку с паяльником снова актуален для любительских проектов и не только. Но когда я стал искать информацию о процессорах Z80, то не смог найти корректную информацию по применению и возможностям процессора, а также «распиновке» процессора и его маркировке. Поэтому данная статья и последующие будут постепенно раскрывать этот пробел.

Данная статья рассматривает процессор  Zilog Z84C008PEC (Z80) с точки зрения описания основных функций, маркировки, а также «распиновки». Данный процессор был куплен в Китае, для меня было удивительно, что данные процессоры не просто еще используются, но и даже производятся в поднебесной, хотя официальное производство свернуто. Внимание, данный процессор производится и применяется с 1976 года, уже почти 50 лет. Оказывается, его применяют в промышленной автоматике по сей день, в любительских бытовых компьютерах, в компьютерах управляющих автоматикой на производстве, в том числе в «кустарной» автоматике.

Лично для себя я приобрел этот процессор, чтобы собрать ZX-Spectrum на макетной плате

Итак, о процессоре.

Тактовая частота процессора Z80 с маркировкой линейки Z84C…PEC напрямую зависят от цифр, которые идут сразу после «Z84C00».

Если указанно «04», то тактовая частота 4 МГц, если указано «08», то тактовая частота 8 МГц. Но самое интересное в другом маркере, а именно в букве «С» идущей сразу после «Z84». Эта буква говорит о том, что рабочая частота может быть от 0 МГц до значения указанного выше («04» – 4 Мгц, «08» - 8 МГц).

Зачем всё это (или как я три года таскал идею в голове)

Доброго времени суток. Идея «родилась» в голове больше 3-х лет назад, но «то ли лыжи не едут, то ли я молодец».

У меня стоит «Фильтр ПРОФИ Осмо 100 М с насосом» в самом начале (когда было интересно) меняли фильтры по значению TDS была штучка от Xiaomi, потом потерялась. Потом меняли раз в полгода, ну а сейчас меняем по «вкусу», который увеличил срок до раза в год. Так же в самом начале приобретения фильтра, а это 8–7 лет назад +/‑ рассматривал к покупке «Индикатор ресурса БАРЬЕР для проточных фильтров» но тогда цена сильно кусалась, да и в наличии ни где не было. Сейчас ситуация не изменилась, их все также нет, а ценник в 3 раза дороже стал. И вот мы плавно переходим в DIY.

В этом тексте я показал как сделать универсальный полностью конфигурируемый однобитный ЦАП на основе микроконтроллера STM32F407ZG.

Суть проста.
В программе есть RAM массив двоичных семплов длинны N, которые надо отправить "на улицу" со строго выдержанным микросекундным периодом.

Есть частота дискретизации, задаваемая частотой переполнения аппаратного таймера.

Надо выдать на GPIO пин этот поезд из нулей и единиц. Причем сделать это так, чтобы в ARM процессоре было не более 2х прерываний: половина перемещения и окончание перемещения.

В тексте представлена пошаговая методичка того как это сделать.

Можно ли на STM32 реализовать однобитный ADC?
Причем без использования аппаратного ADC.

Да так, чтобы GPIO пин читался со строго определенным микросекундным периодом по команде аппаратного таймера и сохранял значения прочитанных логических уровней в массив.

При этом во время чтения N однобитных семплов должно произойти не более 2х аппаратных прерываний.

Да, можно.