Вся современная микроэлектроника базируется на полупроводниках. На кристалле создаются зоны различной проводимости, которые объединяются в некоторую логику. Кристаллы работают, потребляя электрическую энергию и преобразуя её в тепло. Эта статья описывает основные процессы, на которые расходуется энергия при работе ИМС.

Источником выделения тепла на кристалле ИМС являются три основных процесса: динамическая мощность, короткое замыкание и токи утечки. Обзор этих процессов будет проводиться на примере n-МОП технологии (хотя все описанное будет справедливо и для р -МОП)

Мы все любим электронику и почти поклоняемся ей. Телефоны, компьютеры и пр. устройства очень сложные, и за то, что они не стоят баснословных денег, спасибо автоматизации и САПР, но мы все равно считаем, что она дорого стоит, и хотим дешевле, и даже не представляем сколько технологий в себе содержит микроэлектроника.
Одна из таких скрытых технологий, за которую мы платим покупая процессор, телефон, видеокарту и прочие девайсы — UBM (under bump metallization) — металлизация площадки на кристалле под монтаж шариковых выводов.

Всем привет!

В прошлой статье я запустил простой OpenCL пример на FPGA фирмы Altera:

// ACL kernel for adding two input vectors
__kernel void vector_add( __global const uint *restrict x,  
                          __global const uint *restrict y,  
                          __global       uint *restrict z )
{
    // get index of the work item
    int index = get_global_id(0);
 
    // add the vector elements
    z[index] = x[index] + y[index];
}

Я намеренно не углублялся в детали и показал верхушку айсберга: процесс разработки, сборку проекта, запуск на системе.

При подготовке первой статьи мне стало дико интересно, во что превращаются (со стороны FPGA) эти строчки. Понимание архитектуры даст возможность что-то соптимизировать и понять на что уходят ресурсы, а так же что хорошо и плохо для этой системы.

В этой статье мы попробуем вскрыть ядро и найти ответы на следующие вопросы:

• Какая у него архитектура?
• Как происходит его настройка? Как попадают данные на обработку?
• На какой частоте он работает? Чем это определяется?
• Можно ли просимулировать только ядро в RTL-симуляторах?
• Какие блоки занимают больше всего ресурсов? Можно ли как-то это соптимизировать?

Давайте взглянём на его внутренности! Добро пожаловать под кат!

При конвертации проекта из плавающей точки в фиксированную точку инженеры должны определить оптимальные типы данных в фиксированной точке. Эти типы данных должны удовлетворять ограничениям встраиваемой аппаратуры, при этом удовлетворяя системным требованиям по точности вычислений. Fixed-Point Designer помогает разрабатывать алгоритмы в фиксированной точке и конвертировать алгоритмы из плавающей точки в фиксированную точку, автоматически предлагая типы данных и атрибуты арифметики в фиксированной точке. При этом предоставляется возможность сравнения результатов симуляции в фиксированной точке с точностью до бита с эталонными результатами в плавающей точке.

В этой статье приводятся оптимальные приемы подготовки кода MATLAB для конвертации, непосредственной конвертации кода MATLAB в фиксированную точку и оптимизации алгоритмов для эффективности и производительности. Если вы разрабатываете алгоритмы в фиксированной точке в MATLAB для последующего ручного написания кода или конвертируете в фиксированную точку для автоматической генерации кода, то описанные приемы помогут вам превратить ваш код MATLAB общего назначения в эффективный код в фиксированной точке.

Подготовка кода к переводу в фиксированную точку
Есть три шага, которые следует предпринять для обеспечения плавного процесса конвертации:

1. Отделить основной алгоритм от остального кода.
2. Подготовить код для инструментирования и ускорения.
3. Проверить используемые функции на поддержку фиксированной точки.

В течении последних трёх недель в МИЭТ, МГУ, МИФИ, МФТИ и других российских ВУЗах прошли семинары по процессору на ПЛИС MIPSfpga. В рамках семинаров прошли лабораторные работы на которых демонстрировалось как применять MIPSfpga на практике.
В публикации я расскажу о своих экспериментах с MIPSfpga, которые выходят за рамки лабораторных работ, рассмотрю возможности интеграции процессорного ядра MIPSfpga с IP-блоками opencores.org. Также поведаю о портировании MIPSfpga на некоторые платы на базе ПЛИС Altera (приведены значения Fmax и показатели использования ресурсов ПЛИС).

Эта статья посвящена основам программирования на OpenCl. OpenCl -это язык программирования на GPU/CPU, по своей структуре близкий к стандарту c99. Его развитием занимается Khronos Group, где на их сайте доступна полная документация. Во избежание полемики на тему «ну это же всё тривиально, достаточно покопаться в инете» сразу оговорюсь: в рунете информация на эту тематику практически полностью отсутствует, а в западном инете доступна весьма в разрозненном состоянии на десятке сайтов. Здесь будет приведена некоторая компиляция базовых принципов, максимально упрощающая начинающему программисту жизнь, а так же позволяющая с самого первого проекта максимально задействовать вычислительные мощности видеокарты. Людям написавшим 2-3 серьёзных программы на OpenCl это будет уже неинтересно. Статья в некотором смысле является продолжением моей прошлой статьи.

Всем привет!

Altera SDK for OpenCL — это набор библиотек и приложений, который позволяет компилировать код, написанный на OpenCL, в прошивку для ПЛИС фирмы Altera. Это даёт возможность программисту использовать FPGA как ускоритель высокопроизводительных вычислений без знания HDL-языков, а писать на том, что он привык, когда это делает под GPU.

Я поигрался с этим инструментом на простом примере и хочу об этом вам рассказать.

План:

• Пару слов об FPGA
• На чём запускать?
• Процесс разработки (workflow)
• OpenCL BSP
• Компилируем кернел
• … и запускаем
• Заключение

Добро пожаловать под кат! Осторожно, будут картинки!

В публикации рассказывается о том, как произвести установку САПР Altera Quartus II Web Edition (далее просто Quartus) в пакетном режиме на компьютер, работающий под управлением ОС Debian Linux amd64. Автор использует Quartus для работы с платами семейства Марсоход, так что в публикации также приведён небольшой обзор этого семейства, и то, какие версии Quartus для каких плат Марсоход годятся.
Материал будет полезен всем, кто начинает работать с Quartus под ОС GNU/Linux.

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.

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!

Недавно я увидел проект генератора сигналов на микроконтроллере AVR. Принцип генерации — DDS, на базе библиотеки Jesper максимальная частота — 65534 Гц (и до 8 МГц HS выход с меандром). И тут я подумал, что генератор — отличная задача, где ПЛИС сможет показать себя в лучшем виде. В качестве спортивного интереса я решил повторить проект на ПЛИС, при этом по срокам уложиться в два выходных дня, а параметры получить не строго определенные, а максимально возможные. Что из этого получилось, можно узнать под катом

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:

Прогресс не обошёл стороной не только велосипед. Сегодня традиционные переменные и подстроечные резисторы в очень многих приложениях уступают место цифровым сопротивлениям. В англоязычных источниках их называют digital potentiometer, RDAC или digiPOT. Область применения этих устройств гораздо шире регулировки уровня звукового сигнала. В частности они приходят на помощь в очень многих случаях, когда требуется изменять параметры обратной связи, что трудно реализовать с помощью традиционных ЦАП.

Особенно эффективно их применение в связке с операционными усилителями. Так можно получить регулируемые усилительные каскады, преобразователи разного рода величин, фильтры, интеграторы, источники напряжения и тока и многое многое другое. Словом эти очень недорогие и компактные устройства могут быть полезными каждому разработчику электроники и радиолюбителю…

Изначально я хотел написать краткую статью, но в результате углубленного изучения темы материал с трудом уместился в две части. Сегодня я постараюсь рассказать об архитектуре данных устройств, их возможностях, ограничениях использования и тенденциях развития. В заключении вскользь затрону тему областей применения, поскольку конкретные примеры практической реализации схем на их основе будут рассмотрены во второй части. МНОГО примеров!

Лично я за последние пять лет с успехом применял цифровые сопротивления в нескольких своих разработках, надеюсь что данный цикл статей окажется полезным для многих и поможет вам решать многие задачи более изящно и просто, чем сегодня. Людям, далёким от разработки электроники данная статья может просто расширить кругозор, показав как эволюционируют под натиском цифровых технологий даже такие простейшие вещи, как переменные резисторы.

P.S.Так получилось, что уже вышла ещё одна статья из этой серии и в ней пример всего один, зато подробно разобранный. Для остальных обещанных примеров придётся писать третью.

Очередной пост в рамках нашего цикла лекций Технопарка. В этот раз мы предлагаем вашему вниманию курс, посвящённый алгоритмам и структурам данных. Автор курса — Степан Мацкевич, сотрудник компании ABBYY.

Лекция 1. Основы

Начало первой лекции посвящено обсуждению основных понятий, на которых строится вся дальнейшая программа курса: что такое алгоритм и структура данных. Описаны базовые виды алгоритмов, их характеристики и методы анализа. Далее рассматриваются примеры создания алгоритмов для вычисления чисел Фибоначчи, проверки числа на простоту, быстрого возведения числа в целую степень. В конце лекции рассказывается об особенностях использования алгоритмов для работы с массивами: создание однопроходных алгоритмов, поиск минимального элемента, бинарный поиск.

Мы продолжаем публиковать лекции Натальи Васильевой, старшего научного сотрудника HP Labs и руководителя HP Labs Russia. Наталья Сергеевна читала курс, посвящённый анализу изображений, в петербургском Computer Science Center, который создан по совместной инициативе Школы анализа данных Яндекса, JetBrains и CS-клуба.



Всего в программе девять лекций. Первая и вторая уже были опубликованы. В предыдущем рассказе речь шла об основах пространственной и частотной обработки изображений. Третья лекция посвящена основным операциям морфологической обработки изображений. Под катом — слайды, план лекции и её дословная расшифровка.

Intro

При ремонте будущего собственного жилья, помимо перекладывания всей проводки в квартире и установки щитка с автоматами, встал вопрос об обеспечении защиты техники от перенапряжения.
Постоянное строительство новых домов требует прокладки новых и новых силовых кабелей напряжением 35 и 110 кВ, но их емкость компенсировать «забывают»: шунтирующие реакторы попросту не устанавливают. Из-за чего возникает резонанс с перекачиванием мощности.

В частности, подобное произошло 2 декабря в Киеве, когда «отвалился» генератор на ТЕЦ-5 и в некоторых районах Киева из-за скачка напряжения сгорело приличное кол-во техники.


Это и побудило меня к выбору и установке реле напряжения (РН).

В 2005 году был основан проект RepRap, цель которого — создание такого 3D принтера, который смог бы «печатать» собственных собратьев. Основал этот проект британский инженер Эдриан Боуйер. С тех пор проект вырос в сообщество, в котором работает много технических специалистов. Идеальным принтером для сообщества видится такое устройство, какое могло бы воспроизводить себе подобных без необходимости приобретать дополнительные детали. Но это в идеале, который вряд ли достижим в ближайшем будущем. Однако, успешные проекты подобного типа есть, и об одном из них — ниже.

В современных ЖК ТВ средних ценовых диапазонов зачастую присутствует режим расширения частоты до 100-200 Гц за счет технических хитростей восприятия изображения человеком.



Например технологии TrueMotion в телевизорах LG, в samsung — Motion Plus, в philips -Perfect Natural Motion, RealCinema у Panasonic.
Как же их правильно использовать при подключении к ПК?

Что такое шаговый электродвигатель?

Я его буду называть ниже просто “мотор”, для краткости.


Расскажу кратко, более подробно про него можно прочитать в википедии или тут.
Самый простой вариант:
Есть четыре электромагнитные катушки A, B, A’, B’. Если по ним пропускать ток — они становятся магнитами (катушки А и В активны при “прямом” направлении тока, A’ и B’ — при “обратном”).
Есть колесо с зубчиками (например, зубчик один — стрелка).
Зубчик притягивается к той катушке, по которой пропускают ток. Таким образом, если последовательно включать ток в катушках, то стрелка будет совершать вращательное движение.
Чтобы сделать это движение более плавным, можно добавлять зубчики, можно катушки, а можно и то и другое — принцип остаётся тот же, меняется только тяга и угол поворота за один вкл/выкл.

Возьмем пиццерию с количеством заказов до тысячи в день. Умножим количество заказов на количество пиццерий в разных городах России. Не забудем о том, что часто в фастфуд приходят для подработки, отчего необходимо быстро обучать людей и так же быстро добиваться от них скорости в работе. Это и есть описание той компании, в которой я работаю.

Чтобы сделать пиццу, сотрудник на кухне должен знать ее рецепт.



Передо мной встала задача придумать схемы, глядя на которые даже «человек с улицы», находясь на Линии сборки пицц, сможет собрать пиццу без ошибок. В результате были созданы схемы, которые будут использоваться в разных пиццериях из разных городов, нарисована инструкция и проведены тестирования на «людях с улицы». О том, как это было я и хочу рассказать.