Мы продолжаем запускать курсы на платформе Stepic. И сегодня делимся с вами очередной новостью: 23 августа был запущен курс по углубленному программированию на языках C/C++. Продолжительность курса чуть больше двух месяцев. Это прекрасная возможность расширить знания и получить новый опыт в условиях, когда на очные занятия просто нет времени.

Всем привет!

Давненько мы ничего не писали. А тем временем...

В тридевятом царстве, в тридесятом государстве, в баварской вотчине, в средневековом городе Нюрнберге проходит выставка под названием Embedded World. Цель выставки — собрать в одном месте производителей, разработчиков, студентов и других заинтересованных граждан. Проходит она три дня — с 23 по 25 февраля.




Сайт выставки: http://www.embedded-world.de

Около 900 участников, примерно 25 тысяч посетителей. Двух дней еле-еле хватает, чтобы понять, что к чему. Поэтому выставка длится три дня :)

Судьба забрасывает меня на это мероприятие уже не в первый раз: мы с коллегами по НТЦ Метротек посещали выставку в 2013, 2014 и 2015 годах. Именно здесь мы впервые увидели Cyclone V SoC (System On Chip c ARM и FPGA на борту), который впоследствии лёг в основу новых девайсов производства НТЦ Метротек (это — Беркут-ЕТ, EthOnd, BlueSoM, ETL-N). Именно здесь мы нашли производителей корпусов EMKO и наладили с ними сотрудничество, теперь все стоечные приборы (свитч Metrotek X10-24, Беркут-МХ) выглядят единообразно. Здесь мы узнаём о новинках и трендах.

Под катом больше информации об участниках, новых продуктах и просто вещах, которые нам понравились и запомнились.
С фотографиями и ссылками.

С недавних пор я начал заниматься встраиваемыми системами и докатился до программирования микроконтроллеров, а именно STM32F373. Одной из задач было развернуть Modbus Slave RTU поверх интерфейса rs485.

Поскольку сроки поджимали было принято решение взять что-нибудь готовое, чем я и занялся. Недолгое гугление навело меня на библиотеку FreeModbus, а вот тут началась боль с которой, я надеюсь, вы не столкнетесь.

В прошлой заметке мы обсудили самую известную пару из лагеря инструментов синхронизации тредов — mutex и cond. Сегодня встретимся с sema — примитивом, который умеет заменять предыдущие два в одиночку.

Но сначала — пара слов о случайных пробуждениях. (Спасибо xaizek, который мне об этом напомнил.) В принципе, строго реализованные механизмы синхронизации этим не страдают, но, тем не менее, опытный программист на это никогда не полагается.

Напомню фрагмент кода:

while(total_free_mem <= 0)
    {
    wait_cond(&got_free_mem, &allocator_mutex);
    }

Здесь цикл вокруг wait_cond гарантирует нам, что даже если мы вернёмся из ожидания события случайно или по ошибке, ничего страшного не случится — проверка в while обеспечит нам уверенность, что нужное состояние проверяемого объекта достигнуто. Если нет — поспим ещё в ожидании.

Отметим ещё раз, что проверяем мы состояние объекта (total_free_mem <= 0) при запертом мьютексе, то есть никто не может его менять в то же самое время.

Синхронизация нужна в любой малтитредной программе. (Если, конечно, она не состоит из локлесс алгоритмов на 100%, что вряд ли). Будь то приложение или компонента ядра современной операционной системы.

Меня всё нижесказанное, конечно, больше волнует с точки зрения разработки ядра ОС. Но почти всё применимо и к пользовательскому коду.

Кстати, ядра старых ОС в примитивах синхронизации не нуждались, поскольку преемптивной мультизадачности внутри ядра в старые добрые времена не было. (Уж за Юникс 7-й версии я отвечаю. Не было.) Точнее, единственным методом синхронизации был запрет прерываний. Но об этом позже.

Сначала перечислим героев. Мне известны следующие примитивы синхронизации:

User/kernel mode: mutex+cond, sema, enter/leave critical section.
Kernel only: spinlock, управление прерываниями.

Зачем всё это нужно, читатель, наверное, знает, но всё же уточним.

Если некоторая структура данных может быть доступна двум параллельно работающим нитям (или нити и прерыванию), и являет собой сущность, к которой нельзя обеспечить атомарный доступ, то работу с такой структурой нужно производить так, чтобы только одна нить одновременно выполняла сложные манипуляции с состоянием структуры.

Знание некоторых принципов легко возмещает незнание некоторых фактов.
Гельвеций

Оптические трансиверы

В настоящее время применение оптических технологий при построении телекоммуникационных сетей стало практически повсеместным. Каждый, кто имел дело с оптическим коммутационным или передающим оборудованием, сталкивался с работой оптических приемо-передающих устройств – трансиверов (англ. transceiver = transmitter + receiver).

Вариантов организации мониторинга состояния пассивных элементов, систем уплотнения WDM не так уж и много, в связи с естественными ограничениями связанными с особенностями оборудования.

Основным принципом технологии WDM (Wavelength-division multiplexing, частотное разделение каналов) является возможность передавать в одном оптическом волокне множество сигналов на различных несущих длинах волн. В российском телекоме системы передачи, созданные с помощью технологии WDM, называют «системы уплотнения».

На несколько дней к нам в офис приехала компактная DWDM-система Modultech MT-EW-2U и я успел её немножко погонять на стенде.
Эта платформа выполнена по принципу «всё в одном»: в одном корпусе высотой 2U может быть полностью смонтирован DWDM-узел на 16 каналов до 10Гбит/с каждый. Возможна комплектация активными транспондерами с коррекцией ошибок или использование «цветных» сигналов от DWDM-трансиверов.
В нашей конфигурации использовалась упрощенная комплектация без транспондеров и с внешними компенсаторами дисперсии волоконного типа, хотя платформа позволяет использовать встроенные компактные компенсаторы на основе решеток Брэгга.

Всем привет!

Многие специалисты знают, что топовое сетевое оборудование использует специальные чипы для обработки трафика. Я принимаю участие в разработке таких молотилок и хочу поделиться своим опытом в создании таких высокопроизводительных девайсов (со интерфейсами 10/40/100G Ethernet).

Для создания нового канала сетевики чаще всего берут оптику, пару SFP+ модулей, втыкают их в девайсы: лампочки радостно загораются, пакеты начинают приходить: чип начинает их передавать получателям. Но как чип получает пакеты из среды передачи? Если интересно, то добро пожаловать под кат.

ARM Cortex-M3 — это, пожалуй, самое популярное на сегодняшний день 32-разрядное процессорное ядро для встраиваемых систем. Микроконтроллеры на его базе выпускают десятки производителей. Причина этому — универсальная, хорошо сбалансированная архитектура, а следствие — непрерывно растущая база готовых программных и аппаратных решений.

Ругать Cortex-M3, в общем-то, не за что, но сегодня я предлагаю подробно рассмотреть Cortex-M4F — расширенную версию всеми любимого процессорного ядра. Перенести проект с микроконтроллера на базе Cortex-M3 на кристалл на базе Cortex-M4F довольно просто, а для ряда задач такой переход стоит затраченных усилий.

Под катом краткий обзор современных Cortex'ов, обстоятельное описание блоков и команд, отличающих Cortex-M4F от Cortex-M3, а также сравнение процессорных ядер на реальной задаче — будем измерять частоту мерцания лампы на микроконтроллерах с разными ядрами.

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++.

Недавно мы рассказывали про HSA и в ходе обсуждения преимуществ нового подхода к построению ПК затронули такую интересную тему, как GPGPU — вычисления общего назначения на графическом ускорителе. Сегодня видеоускорители AMD предоставляют доступ к своим ресурсам с помощью OpenCL — фреймворка, обеспечивающего сравнительно простое и понятное программированое высокопараллельной системы.

Сегодня технологии OpenCL поддерживаются всеми основными игроками на рынке: возможность предоставить программам доступ к «продвинутому» ускорению (к тому же бесплатная, т.к. OpenCL не подразумевает каких-либо отчислений и роялти) явно того стоит, а от универсальности таких API выигрывают все, кто реализует поддержку OpenCL в своих продуктах.

Подробнее о том, где сегодня можно встретить OpenCL в повседневной жизни, как он ускоряет обычный офисный софт и какие возможности открывает разработчикам сегодня и поговорим.

Предлагаю читателям «Хабрахабра» перевод статьи «Zombie Code When Maintainability Goes Out Window».

Ты бодрый, проворный, быстрый и ты пишешь код, как ветер. Но ты пишешь изменяемый код, который максимально легко может быть исправлен в будущем другими.

Да, скажешь ты? Почему?

Ты не задумывался, что твой код устареет через год? Разве тебя не волнует, что какой-то будущий разработчик испортит нетронутую красоту твоего тщательно обработанного решения? Разве ты не восхищался случайно встреченным, незаменимым, но совершенно устаревшим комком грязи? Хотел бы ты скорее написать зомби-код, который никто кроме тебя не сможет понять, код, который будут расценивать со страхом и трепетом, код, который будет вечно жить в компании, потому что никто не осмелится его изменить?

Многие начинающие разработчики ПЛИС (и ASIC) не до конца понимают влияние временных ограничений (constraints – далее констрейнты) на результаты синтеза; то, каким образом констрейнты используются в статическом временном анализе. Большая часть литературы по этой тематике сводится к рассмотрению всевозможных видов констрейнтов, но ничего не говорит о внутренней “кухне” и используемых алгоритмах. Рассмотрению констрейнтов посвящен и недавний пост по данной тематике на ГТ (geektimes.ru/post/254932/ [1]). Между тем, констрейнты — лишь вершина айсберга. Их использование должно опираться на фундаментальные знания о статическом временном анализе, которые дают, к примеру, в американских университетах, но ничего не рассказывают у нас. Поэтому, собственно, поговорим о фундаменте.

Если вы программист (или чего хуже архитектор), то можете ли вы ответить на такой простой вопрос: как писать НЕ тестируемый код? Призадумались? Если с трудом можете назвать хотя бы 3 способа добиться не тестируемого кода, то статья для вас.

Многие скажут: а зачем мне знать, как писать не тестируемый код, плохому хочешь меня научить? Отвечаю: если знать типичные паттерны не тестируемого кода, то, если они есть, можно легко увидеть их в своем проекте. А, как известно, признание проблемы — уже половина пути к лечению. Также в статье дается ответ, как собственно осуществляется такое лечение. Прошу под кат.

Доступ по Ethernet невозможен без сетевых карточек (NIC). На небольших скоростях (до 1G) NIC встраивают в материнки, а на больших (10G/40G) NIC размещается на отдельной PCIe плате. Основным ядром такой платы является интегральный чип (ASIC), который занимается приемом/отправкой пакетов на самом низком уровне. Для большинства задач возможностей этого чипа хватит с лихвой.

Что делать, если возможностей сетевой карточки не хватает? Либо задача требует максимально близкого доступа к низкому уровню? Тогда на сцену выходят платы с перепрограммируемой логикой — ПЛИС (FPGA).

Какие задачи на них решают, что размещают, а так же самых интересных представителей вы увидите под катом!

Осторожно, будут картинки!

TKGate ( tkgate.org ) — это симулятор цифровых схем на базе Verilog с открытым исходным кодом. Он работает в ОС Linux. Симулятор написан на связке C и Tk/Tcl. Автором проекта является Jeffery P. Hansen (неактивен). Сейчас разработкой занимается наш соотечественник Андрей Скворцов. На прошлой неделе после шестилетнего (!) перерыва в разработке вышла новая версия симулятора TKGate-2.0. Вот так выглядит TKGate:

• Официальный сайт проекта tkgate.org
• Репозиторий проекта на Bitbucket: bitbucket.org/starling13/tkgate/branch/2.0

Под катом более подробный разбор TKGate.

Компания Embarcadero всегда с радостью упоминает продукт Altium Designer, когда речь заходит об успешных коммерческих приложениях, созданных в Delphi. Не может не поражать масштаб проекта – он насчитывает около 15 000 000 (пятнадцати миллионов) строк исходного кода. Altium Designer представляет собой CAD-систему для проектирования печатных плат электронных систем, включая 3D моделирование. Сегодня мы поговорим о технической составляющей системы именно с позиции инженерии ПО.

Нет, здесь не будет ничего из серии «Аааа, я сделал malloc (new), и забыл сделать free (delete)!»
Здесь будет нечто изощренное: мы будем отрезать кусочки памяти по чуть-чуть, прятать их в укромное место… А когда операционная система заплатит выкуп скажет «Хватит!», мы попробуем вернуть все обратно. Казалось бы, простейшая операция выделения и освобождения памяти — ничего не предвещает беды.
Тем кому интересно как уничтожить забить память — прошу под хабракат