Каждый год я стараюсь поехать в какую-нибудь страну бывшего СССР и провести там семинар или просто митапы на темы SystemVerilog-RTL-FPGA-ASIC-RISC-V, попросту говоря, обучение будущих проектировщиков чипов с помощью упражнений на FPGA. В этом году я поехал в Грузию и вот мой отчет:

1. Два митапа в Батуми: Friends Club / EPAM по ссылке от batumi_it_digital и хакспейс Meshtastic Batumi / радиолюбители.

2. Митап в Тбилиси в хакспейсе sandb0x.space и посещение хакспейса f0rthsp4ce / f0rth.space .

3. Встреча с инженером местного Cisco Леваном Чагелишвили и его коллегой Давидом, организованная моим старым знакомым, FPGA инженером Иваном Графским. Иван еще 10 лет назад помог мне организовать семинар в московском МИФИ и развернуть работу по народному переводу учебника Харрис & Харрис.

По Левану у меня есть продолжение: во время встречи в ресторане на фотографии выше Леван решил спроектировать ASIC и произвести его с помощью сервиса TinyTapeout. Это наврядли первый ASIC спроектированный в Грузии (хотя кто знает?), но мы решили чтобы было бы полезно, чтобы Леван описал свой опыт. Посему мы планируем три Zoom-лекции: на английском, русском и грузинском под названием:

* Чип спроектированный в Грузии:
Разбор маршрута проектирования для ASIC и прототипирования на FPGA

* Chip Designed in the Country of Georgia:
ASIC design flow and prototyping on FPGA

Неделя соцсетей прошла под спорами о популяризаторше средневековой музыки с помощью выдуманных баек о ней. Но надо сказать что популяризатор, который создает ошибочную картину мира у широких масс — это не такое редкое явление. Иногда в это оказываются вовлечены большие корпорации, например Микрософт. Я конечно же говорю про изданную Микрософтом книгу Чарльза Петзольда «Код».

В картине мира, представляемой школьным образованием, существует «слепое пятно» в области принципов проектирования цифровой электроники, между физикой и программированием. Курсы роботики и ардуино это слепое пятно не закрывают, так как сводятся к программированию готовых чипов и их интеграции с сенсорами и актуаторами, то бишь проектированию систем.

Я писал в предыдущих постах, что наш митап по верилогу пригласили на мероприятие торговой палаты города Маунтин-Вью, Калифорния. И вот мероприятие состоялось. Ну, как я уже написал в заголовке, на наш стенд зашел Дейл Догерти, основатель журнала самоделкиных Make Magazine и выставок Maker Faire. Дейл расспросил Майю и Свету почему у них возник интерес к проектам с микросхемами малой степени интеграции.

На всяких народных гуляниях типа MakerFaire и OpenSauce меня постоянно спрашивают при виде FPGA “Это Ардуино / Raspberry Pi?” Причем когда я отвечаю “нет”, у людей появляется выражение лица будто я им нагрубил. Я раньше не понимал, с чем это связано, но теперь думаю, что цель такого вопроса - просто показать свою эрудицию, а я эту цель обламываю. Кроме этого минимум у одной дамы было такое выражение лица, что она наверное подумала, что я сумасшедший.

Теперь при использований микросхем малой степени интеграции появляется второй вопрос “разве все эти микросхемы не устарели и не были заменены Ардуино?”

Короче для Technology Showcase в Mountain View в этот четверг я решил сделать вот такую одну страничку и просто молча давать ее людям, которые задают эти два вопроса. Первая сторона:

Оказывается, школьницы стран бывшего СССР умеют ваять цифровые схемы на CMOS 4000 ничуть не хуже школьников, причем не только русскоязычных школьников, но и школьников из Индии и Китая. Под конец нашей месячной «Школы не в Замке, а в Клубе Хакеров по викендам» образовалась такая теплая компашка:

Некий комментатор скормил ИИ мои посты про обучение школьников цифре на макетке, и иишница в частности ответило: “Высокий порог входа для части школьников. Проект предполагает понимание базовых вещей: что такое бит, такт, сдвиговый регистр, перенос, семисегментный индикатор”.

Это конечно ерунда полная. Школьники знают про арифметический перенос из того что их учили складывать столбиком числа во втором классе. Такт - это просто период между миганиями лампочки на модуле тактового генератора. Сдвиговый регистр они понимают по движению лампочек которое отображает его содержимое. А семисегментный индикатор они могут прощупать втыканием провода в пины идущие к каждому из светодиодов.

Но предоставим слово самим школьникам. Я сделал видео, но которых попросил трех школьников показать что они выучили и смогли смастерить после двух-трех сессий на викенды. Некоторые проекты они делали при мне, некоторые дома. Младшему, Матвею, дома помогал отец, но на одном из видео Матвей паяет проект при мне, на видео - так что это довольно чистый эксперимент:

Во время Холодной Войны существовало клише что якобы в США все индивидуалисты, а в СССР - коллективисты. С клише была неувязочка: в тот же период американский гуру менеджмента Питер Друкер писал одну за одной толстые книги, как организовывать работу коллективов людей в больших корпорациях. Его книги подхватили японцы, которые быстро применили идеи Друкера в своих компаниях и вышибли американцев из рынков микросхем памяти, бытовой электроники и автомобилей. Даже менеджер моего менеджера, китаец в корейской компании, подарил мне книжку Друкера на позапрошлое рождество.

Коллектив разработки в электронной компании - это двухмерная структура. С одной стороны, есть отделы: архитектуры, моделирования, логического проектирования, верификации, физического проектирования, post-silicon отладки итд. С другой стороны, каждый компонент (процессор, графический процессор, сетевой чип) состоит из пары десятков блоков, и вокруг каждого блока есть небольшие группы по пять-семь человек из всех этих отделов.

Можно попробовать дать школьникам представление о том, как выглядит совместная разработка и отладка с помощью проекта на нескольких макетных платах с микросхемами малой степени интеграции. А потом перенести это на SystemVerilog и FPGA платы. Например вот такого: сделать сумматор чисел бесконечной разрядности:

Раз уж я начал учить школьников как собирать на макетной плате цифровые схемы (в рамках подготовки демонстраций к мероприятию торговой палаты города Маунтин-Вью, Калифорния), то возникла необходимость написать для них инструкции. У меня тут же ожидаемо спросили, почему мне не подходят существующие инструкции от Make и других источников. Объясняю:

1. Все эти туториалы последние 55 лет переписывают друг от друга как использовать: 1) резисторы при светодиодах и 2) подтягивающие резисторы. У меня этого нет, потому что я использую LED толерантные к пяти вольтам, кнопки со встроенными подтягивающими резисторами, а также блок питания от USB которые генерит стабильные 5V вместо 9-вольтовой батарейки "Крона". То есть я удалил как кучу лишних резисторов на плате, так и необходимость объяснять законы Ома и Кирхгофа.

2. Эти туториалы часто описывают как строить генератор тактового сигнала из микросхемы 555, конденсатоов и резисторов. У меня этого нет, посколько я используют уже собранные генераторы тактового сигнала с AlExpress. Сборка такого блока самому не дает ничего полезного для обучения цифровому проектированию по направлении к микроархитектуре.

3. В мейкерских туториалах есть куча вещей, которые никогда не возникают в работе проектировщика современного чипа (JK-триггеры, SR-защелки), но нет того, что используется ежедневно (FIFO - микросхема CMOS 40105, приоритетный энкодер - CMOS 4532 итд).

Короче вот первые четыре страницы и фотки школьников с последней сессии:

Продолжаем хроники занятий со школьниками на Verilog Meetup в Hacker Dojo. Цель занятий - собрать за месяц несколько демонстраций и показать их на городском мероприятии Technology Showcase в Mountain View. Для тех кто не в курсе, Маунтин-Вью - это такой город, в котором я однажды увидел на улице Сергея Брина, выходящего из-за угла с озабоченным лицом.

Как я уже писал, на первое занятие, на которое я ожидал придет человека три - пришло двадцать, и их не было никакой возможности обслужить. На второе занятие пришло десять: трое русских мальчиков с предыдущего занятия, трое новых русских мальчиков и девочка, китайский мальчик и их родители. Также зашел соратник Виктор и один товарищ на пять минут посмотреть. Под конец зашел американец, который советуется со мной по поводу FPGA. Он раньше работал в NASA JPL в Пасадене и похвастался мне что снимки его трансляций с Марса до сих лежат на сайте Института космических исследований Российской академии наук.

В процессе дискуссии возникли три возможных проекта:

Сегодня видел план вводного курса, написанный начинающей американской преподавательницей. План иллюстрирует распостраненную ошибку — неправильный порядок подачи материала:

Сейчас студенты поголовно пишут резюме с помощью ИИ, и ИИ поголовно делает им интересное западло: оно вставляет им среди рабочих навыков SVA, то есть SystemVerilog Assertions (ниже я расскажу что это). При виде SVA в резюме я тут же прошу кандидата написать некий простейший SVA на три строчки, и начинается извивание ужа на сковородке:

В 2010 году я участвовал в интервьюировании на позицию по моделированию и верификации процессорных ядер. Один из кандидатов был благообразный седой американец, который до этого работал в IBM.

Я задал вопрос про язык описания и верификации аппаратуры SystemVerilog. На это кандидат сказал, что он еще не освоил SystemVerilog, вписал его в резюме на будущее, но вообще использовал Verilog-95 и немного Verilog-2001.

“Нет проблем”, - сказал я и задал вопрос по Verilog-95: “приведите примеры гонок (race conditions) при использовании верилога”.

На это кандидат сказал, что вообще его опыт был больше связан с VHDL. “Блин, как он выкрутился” - подумал я, ведь в VHDL нет гонок как в верилоге из-за дизайна языка.

В программировании (как и в написании HDL кода и подобных профессиях) есть две школы мысли: чистолисты (строят свою архитектуру с чистого листа и пишут так чтобы поменьше отлаживать) и кодокопатели (отлаживают что есть, дополняя мусором из интернета, чтобы поменьше писать). На это накладывается менеджмент, который пытается комбинировать чистолистов и кодокопателей, иногда неправильным образом, то есть ставит чистолистов править то, что налабали кодокопатели. Это происходит потому, что кодокопатели постоянно выглядят занятыми отладкой, а чистолист часто смотрит в потолок обдумывая дизайн, поэтому менеджмент думает что первые работают быстрее чем вторые, и пытаются соптимизировать “быстроту-качество” вот таким образом. Реально кодокопательские проекты обычно увязают в отладке и прогресс становится черепашьим.

Получил письмо от декана азербайджанского университета ADA University в Баку с просьбой распостранить информацию, что они нанимают большое количество преподавателей. Декан кстати из России, уроженец Дагестана. В университете у них висят портреты как западных деятелей, так и российских - Чехова, Менделеева итд. Многие из преподавателей - азербайджанцы, которые ездили учиться в США и вернулись поднимать родину. Но есть и много иностранцев. Из студентов процентов 70% владеют русским, но 30% не владеют, плюс есть толика иностранных студентов, поэтому официальный язык всего английский. Но во время моего семинара два года назад мы переходили на русский по необходимости, как и разумеется студенты говорят на азербайджанском друг с другом и владеющим азербайджанским преподавателям.

Может начать рисовать комиксы против проповедников ИИ, которые говорят "не смотри в генерируемый код, просто проверяй его в тестовом стенде"? Ниже первый эксерсиз.

ИИ не поняло как контролировать поток данных, поэтому оно сделало внутри сгенеренного им дизайна гиганскую очередь, которая сохраняла просто напросто все транзакции которые поступали от теста, и потом их по ходу дела использовало.

В тесте было около 10 тысяч транзакций. Я удвоил их количество - все тут же взорвалось - переполнение очереди - утеря данных - ошибка проверки против написанной вручную транзакционной модели.

А ведь если поставить такой блок в реальное устройство, там накрутится за полчаса триллион транзакций (гигагерц - миллиард в секунду - умножить на 20 минут по 60 секунд = 1200 миллиардов).

Это что же - поставить в чип двести триллионов D-триггеров для flop-based FIFO которое оно сгенерило? А если рассматривать худший сценарий работы за сутки - ставить квадриллион D-триггеров? Это чип размером с приусадебный участок.

Сделал в LinkedIn пост на английском:

Вчера меня занесло на мероприятие под названием "Битва Единорогов" в офисе Инновационного Хаба Шелкового Пути, через дорогу от Стенфорда. Офис состоит из двух комнат, но согласно его вебсайту, они уже ускорили 320 стартапов.

Первым потенциальным единорогом была бухгалтерша из Бразилии, которая сообщила присутствующим, что на ее родине недавно разрешили коноплю. И что она готова срочно создать стартап по управлению финансовыми потоками вокруг конопляного бизнеса, пока это святое место не занял никто другой:

AI - не микроархитектор, не проектировщик и не верификатор. Это все-лишь гламурный поисковик уже решенных и опубликованных задач. Именно такой вывод следовал из предоставленных мною на конференции SNUG Silicon Valley 2026 фактов как десятки студентов мучали ИИ чтобы решить мои задачки. Одну задачку ИИ решил лишь через полгода после выкладывания решений в интернет, другую за два месяца, потом пошла третья. При этом задачки были довольно банальные - мы в Самсунге даем делать такие статические конвейеры с контролем потока данных практикантам.

Вот постер, сопровождающий мою статью:

У меня недавно приняли статью на крутую конференцию, где я описываю, как ИИ лажает в микроархитектурных задачках на SystemVerilog, которые я даю студентам на интервью. Дошло до того, что стартаперы больше не берут от меня задачек, а с честными глазами говорят: мы пока не умеем решать ваши задачки, но научимся как только большая компания инвестирует в нас деньги, объявит нас своим партнером и даст нам доступ к миллионам строк на верилоге в своих закромах, на которых мы научимся и будем сиять. А пока смотрите наши слайдики.

Ну ладно, хорошо, допустим. А где же ИИ сияет сейчас? Мне говорили, что пусть ИИ не сияет на языках описания аппаратуры, но он уже дошел до продакшн в языках программирования, где заменил джуна и скоро заменит миддла. Так что во всех компаниях останется только несколько ИИ-гуру, а все остальные программисты будут отправлены собирать клубнику на плантациях города Ватсонвилл, Калифорния, где они заменят нелегальных мексиканцев, которых Трамп собирается отправить на родину.

Программирование, говорите? Ну хорошо, вот три мои попытки оправдать ИИ на задачах из программирования.

Провели мероприятие в Калифорнийском политехническом государственном университете в Сан-Луис-Обиспо. Докладчиками были: ваш покорный слуга Юрий Панчул, два американских инженера проектирующие чип по ускорению ИИ, и китайский студент из Университета Калифорнии в Санта-Барбаре. Идея мероприятия возникла, когда я встретился с выпускником Cal Poly Стенли на конференции самоделкиных OpenSause, и он поведал мне то, что я уже знал из собеседований американских студентов: они изучают в вузе карты Карно, доходят до конечного автомата светофора, отдельно постигают классический 5-стадийный конвейер MIPS (ныне RISC-V), а потом идут на собеседование на работу, и - хоба! - выясняется что их карты Карно никого в индустрии не интересуют, а вопросы идут про сопряжение конвейера обработки данных (не процессорного!) и FIFO, чего они не проходили.

Привожу ниже мой отчет на английском.