_{Коммутатор Kraftway под управлением KasperskyOS (источник: блог Евгения Касперского)}

«Лаборатория Касперского» продолжает разработку защищённой операционной системы KasperskyOS, первый релиз которой состоялся в августе 2016 года. Как сказал основатель и гендиректор «Лаборатории» Евгений Касперский, ОС полностью разрабатывалась с нуля и не имеет ничего общего с Linux, ни одной строчки кода.

Первоначально ОС была предназначена для индустриальных систем и не позиционировалась как замена системам широкого применения. Но со временем ситуация изменилась. Стало ясно, что защищённая ОС нужна на мобильных устройствах: «А то ходят люди, управляют турбинами, а у них там стоит Android. Речь идет о корпоративном и enterprise-сегментах, которые управляют критической инфраструктурой», — говорил Касперский в интервью «Ведомостям».

Поэтому KasperskyOS портировали на смартфоны.

Мы должны снять критическую зависимость от зарубежных технологий

В.В. Путин

В настоящее время многие российские компании вовлечены в решение задачи импортонезависимости, сформулированной президентом РФ В.В. Путиным. Понимать разницу между тотальным импортозамещением и импортонезависимостью крайне важно.

Примерно месяц назад прошел, уже ставший традиционным, семинар от компании СВД Встраиваемые Системы и СВД Софтвер. На семинаре представители отрасли рассказывали о тенденциях развития защищенных ОСРВ семейства КПДА (Нейтрино, Нейтрино-Э, QNX) и инструментальных средств построения автоматизированных систем на базе ЗОСРВ и др. Семинар состоял из трех секций. В общей сложности его посетило около 180 человек. Более подробно о том, что такое ОСРВ «Нейтрино» можно ознакомиться на сайте разработчика и в Википедии.
Помимо семинара была организована небольшая демо зона, где компании, так или иначе соприкасающиеся с ОСРВ семейства КПДА, демонстрировали свои решения. В одном месте были собраны компоненты (процессоры) и оборудование, которые представили, главным образом, российские производители вычислительной техники. Кое-что из этого уже многократно освещалось либо через пресс-релизы, либо на различных информационных порталах, но было и кое-что новое.

Много фото!

С теорией (1) (2) закончили — пора переходить к практике. В этой статье — о том, какие микроэлектронные заводы в России (и Белоруссии) существуют и что они могут делать, а также о самых крупных разработчиках собственно самих микросхем, и каких работающих результатов им удалось добиться.

Под катом — драматическая история о пластиковой электронике, российской «гуманитарной помощи» знакомой многим компании AMD и билетах Метро.

Ну и в дополнение — график показывающий как изменялось состояние российской микроэлектроники последние 22 года по сравнению с США и Китаем.

Это вторая часть статьи про историю микропроцессоров для космического применения. Первая часть – вот здесь. В ней на примерах американских и европейских микросхем мы посмотрели на историю развития радстойких чипов от первых однокристалльных процессоров до конца двухтысячных, когда проектные нормы космических разработок плотную подобрались к рубежу 100 нм.

Следующий большой шаг в обеспечении радиационной стойкости наступил с переходом на суб-100 нм, где практически каждое следующее поколение технологии приносит новые вопросы: меняются материалы, меняются требования к топологии, растет статическая мощность (утечки безо всякой радиации, которые под дозой становятся еще хуже), продолжает расти значимость одиночных эффектов, которые превращаются во множественные. Эти задачи потребовали разработки новых подходов и, что удивительно, частичного возврата к старым, потому что часть вещей, отлично себя зарекомендовавших на нормах 1-0.18 мкм, на более тонких нормах не работает. Например, в таких технологиях для повышения выхода годных запрещено делать любимые дизайнерами радстойких чипов кольцевые транзисторы. О том, как дизайнеры справляются с новыми вызовами, я расскажу на примере России – и заодно сравню достижения наших соотечественников с успехами иностранных коллег и покажу, чего стоит ожидать в обозримом будущем.

Каким образом студент или университетский исследователь может не просто спроектировать микросхему, но и получить ее в свои руки с фабрики? Ведь начальный взнос за фабричное производство микросхем для коммерческих целей как правило превышает миллион долларов? К счастью, такой путь существует за гораздо меньшие деньги — через организацию, которая называется Europractice. Я записал видео интервью с ее директором Carl Das.

А если студент вырастет и захочет завалить спроектированными его компанией микросхемами все континенты, но не знает с чего начать? И на это у меня есть ответ — я записал также видео интервью с Mark Scrivener, директором eSilicon’s Semiconductor Manufacturing Services. Мы с Марком вместе рассчитали по пунктам расходы и себестоимость условного российского чипа, который будет производится в больших объемах в 2016-2020 годах.

Эти и другие видео я записал на конференции Design Automation Conference (DAC), которая прошла на прошлой неделе в Сан-Франциско. Конференция DAC фокусируется на индустрии Electronic Design Automation (EDA), которая обслуживает проектировщиков микросхем. Среди людей, которых я проинтервьировал на прошлой неделе — гуру языка описания аппаратуры Verilog Джон Сангвинетти, руководители компаний, которые разрабатывают софтверные инструменты для разработчиков микросхем, разработчики плат с ПЛИС, один из основателей зеленоградской компании по проектированию микросхем ЭЛВИС Александр Галицкий и другие специалисты и бизнесмены.



Итак:

В нашей инженерной лаборатории появилась новая российская плата для экспериментов — отладочный модуль Салют-ЭЛ24Д1 на многоядерной системе на кристалле 1892ВМ14Я для Арктики и космоса. Посмотрим, на что она способна.

У каждой российской микроэлектронной компании есть рассказ, почему она самая хорошая и передовая. По английски это называется «claim to fame» — «заявка на славу». Одни российские компании славятся оригинальной архитектурой и/или микроархитектурой CPU, другие — спроектированной в России системой на кристалле, третьи — спроектированными в России блоками, которые были лицензированы западным компаниям.

У российской компании ЭЛВИС (ELVEES), которая исторически специализировалась на космической электронике, DSP и хардверно-поддерживаемом распознавании образов, текущая «заявка на славу» выражена в совместном российско-британско-американско-тайваньском чипе для «умных камер» под названием ELISE. Инженеры в подмосковном Зеленограде спроектировали внутри этого чипа важные блоки для видео-обработки и GNSS, которые потом кросс-лицензировала британско-американская Imagination Technologies.

Блоки от элвисовцев интегрированы с тремя разнородными процессорными ядрами: двухядерным кластером суперскалярных ядер MIPS P5607 (Apache) с частотой 1.2 GHz, на котором работает Linux, процессором с аппаратно-поддерживаемой многопоточностью MIPS interAptiv (1 GHz) и небольшим вспомогательным процессором с аппаратно-поддерживаемой виртуализацией MIPS M5150 (Virtuoso).

На днях мне попали в руки два изделия с чипом ELISE — плата для разработчиков и трехмерная бинокулярная камера. Элвисовцы также дали мне список на 10 страниц, что есть на плате, что есть внутри чипа, и какой для этого поддерживается софтвер. К сожалению, они не разрешили мне выложить эти страницы в интернет, поэтому я кое-что перескажу своими словами, а также добавлю инфо про используемые ядра, после чего вы все остальное можете запросить у элвисовцев сами.

На фотографиях ниже некоторые из инженеров-участников проекта. Девушка слева спроектировала часть load-store unit в MIPS P5607, юноша в зеленой майке написал модели интерфейсов шин, а товарищ в клетчатой рубашке — архитектор софтверной экосистемы:

Недавно вышло еще одно печатное издание книжки Харрис & Харрис на русском языке. Это широкоохватывающий ликбез про то, как проектируют микросхемы в компаниях типа Apple и Intel (методология проектирования на уровне регистровых передач с использованием языков описания аппаратуры). До этого печатного издания вышло бесплатное электронное издание этой же книжки, которое стало вирусным — его скачивания дважды завалили британский сайт Imagination Technologies, а посты о книжке на Хабре и Гиктаймс собрали более 300,000 просмотров (1, 2, 3, 4, 5 ). История перевода книжки на русский тоже довольно поучительна — он начался как общественный проект группы энтузиастов: преподавателей российских и украинских университетов, а также русских сотрудников компаний как в Silicon Valley (MIPS, AMD, Synopsys, Apple, NVidia ...) так и в России (НИИСИ, МЦСТ, Модуль ...). Когда вышло первое печатное издание на русском языке, его тоже довольно быстро раскупили и пожаловались, что оно черно-белое. Поэтому следующий принт был цветной, улучшенного качества.

Теперь возникает вопрос: ну хорошо, вы приобрели или скачали бесплатно книжку, поняли основы цифровой схемотехники, языков описания аппаратуры Verilog и VHDL, приобрели вкус писания на ассемблере и разобрались с организацией простейшего конвейерного микропроцессора, а также как все это стыкуется с периферийными устройствами и встроенным программированием. Что делать дальше?



На снимке — Татьяна Волкова, сотрудница образовательных программ компании Samsung в Московском Физико-Техническом Институте

Господа! Сегодня мы пройдемся с сибирской девушкой Ириной по Музею истории компьютеров в Маунтин-Вью, Калифорния. Причем пройдемся не как туристы, а для принесения пользы России. Я уже писал в предыдущем посте, что один из эффективных способов для студента изучить проектирование процессоров — это взять какой-нибудь древний, но поучительный процессор, найди документацию по его архитектуре (и какую-нибудь информацию по его микроархитектуре), и спроектировать аналог этого процессора на языке описания аппаратуры SystemVerilog (или VHDL, если он вам больше нравится), после чего реализовать процессор на плате ПЛИС / FPGA (какой именно, не важно — Altera / Intel FPGA, Xilinx или Lattice). В качестве учебника для такого упражнения вы можете начать с Харрис & Харрис, после чего продолжить с книгами для более продвинутой стадии обучения, например Шень-Липасти.

Каким образом все это принесет пользу России? Под такие проекты мы собираемся раздавать FPGA платы на конференции которая пройдет 18-22 сентября в Томске. Туда приедут представители МГУ, МФТИ, МИЭТ, МЦСТ, Imagination Technologies, National Instruments итд. Они будет обсуждать, как обновить программу университетов, чтобы сегодняшние студенты через несколько лет проектировали росийские чипы на уровне передовых западных компаний. Там также будет школа-семинар, на которой будут обсуждать, как делать учебные процессоры — начиная от простейшего schoolMIPS от Станислава Жельнио sparf.

Вот первая фотография из музея в Маунтин-Вью — на ней помимо Ирины и ракеты в центре виден небольшой ящичек. Это бортовой компьютер космической станции «МИР» , который проектировали инженеры советского объединения «ЭЛАС», которое трансформировалось в современную зеленоградскую компанию «ЭЛВИС»:



Итак, темы для учебных проектов — начиная из дремучих десятилетий середины XX века:

На портале для разработчиков ОС «Тайзен» опубликованы бинарные файлы первого дистрибутива свободной операционной системы «Тайзен» (Tizen) для отечественного процессора 1892ВМ14Я компании НПЦ «ЭЛВИС».

Процессор 1892ВМ14Я — единственный чип в России, наиболее подходящий в рамках программы импортозамещения для замены процессоров NXP i.MX6 (ранее Freescale), Texas Instruments серии DaVinci и TMS320C6000, а также Allwinner, Rockchip и MediaTek.