Pada bulan April ada seminar Rosnanov tentang sirkuit modern untuk anak sekolah dari jenis olimpiade . Setelahnya, sekelompok panitia berkumpul di lobi dan lama bingung bagaimana membuat subjek menjadi lebih menarik dan berguna sekaligus. Untuk memasukkan Verilog dan FPGA misalnya dalam format Olimpiade NTI. Diputuskan untuk meninggalkan yang menarik secara matematis, tetapi agak abstrak untuk tugas-tugas siswa seperti protokol koherensi cache dalam sistem multiprosesor. Juga, gagasan rumah kaca otomatis dengan sensor tidak terlalu antusias, karena diterapkan ratusan kali pada Arduino dan STM32, dan FPGA tidak menambahkan sesuatu yang menarik ke rumah kaca.
Dan tiba-tiba - Eureka! Dan jika kita mengadakan kompetisi dalam permainan grafis yang dibuat dengan sirkuit murni, tanpa pemrograman, seperti nenek moyang kita melakukan permainan seperti Pin-Pong di masa Brezhnev dan Carter. Dan untuk melakukan tidak pada chip K561 kuno, tetapi pada Xilinx dan Altera modern (yaitu, Intel FPGA) dan menggunakan teknologi desain yang sama pada tingkat transfer register yang digunakan desainer di Apple, Intel dan SpaceX.
Singkatnya, kita akan membahas ini pada
8-26 Juli di sekolah musim panas di Zelenograd . Bagian dari sekolah, rencana yang akan dibahas dalam posting ini, dikhususkan untuk dasar-dasar sirkuit digital, langkah-langkah pertama dalam arsitektur dan arsitektur mikro prosesor, serta (bahkan lebih banyak) perangkat keras komputer grafis.
Saya akan mencoba membawa putri pelajar saya Elizabeth ke Zelenograd sebagai asisten jika dia menerima paspor dan visa Rusia tepat waktu. Elizabeth, yang Rusia-Ukraina-Jepang, hanya berbicara bahasa Inggris. Di sini, di Zelenograd dan pelajari dasar-dasar bahasa Rusia. Dan pada saat yang sama, ia akan mengajar pengucapan instruktur bahasa Inggris yang benar yang siap membantu di sekolah (opsional dari MIET, dimungkinkan dari MIPT, MSU, MEPhI):
Hari ini saya membuat satu contoh untuk sekolah - permainan tanchiki. Saya mengambil sebagian besar kode dari sebuah
contoh dalam buku Merancang Perangkat Keras Video Game di Verilog oleh Steven Hugg, 15 Desember 2018 . Stephen Hugg menunjukkan kode pada beberapa simulator yang indah, tetapi non-industri. Saya pikir belajar pada simulator seperti itu seperti mencium bau bunga di masker gas, jadi saya mensintesis kodenya dan menuangkan konfigurasi yang dihasilkan menjadi besi asli -
papan ZEOWAA Cina murah . Untuk melakukan ini, saya harus menulis ulang generasi pemindaian VGA, membuat kode lebih disintesis, dan menghapus beberapa penyimpangan metodologis dalam penggunaan sinyal jam.
Saya memposting hasilnya di GitHub .
Begini tampilannya di simulator Steven Hugg:
Begini tampilannya pada perkiraan pertama saya, setelah secara mekanis menggabungkan bungkus untuk papan, generator pindai dan kode Stephen, serta memperbaiki semua hal-hal kecil yang tidak berfungsi di Intel FPGA Quartus Lite Edition, sintesis dan isi:
Tetapi perkemahan tidak hanya tentang game dengan generasi pemindaian VGA, ROM, sprite, dll. Kami juga akan melewati ini dengan prosesor. Untuk membandingkan implementasi game pada mesin negara hingga perangkat keras dengan implementasi perangkat keras-lunak. Untuk melakukan ini, kami menggunakan inti prosesor pendidikan schoolMIPS, yang dijelaskan dalam
posting oleh Stanislav Zhelnio di Habr dan
wiki schoolMIPS di GitHub .
Anda bahkan dapat menggunakan inti pelatihan schoolMIPS untuk menunjukkan cara mendesain bookmark dalam prosesor. Kami tidak akan berdebat apakah bookmark ada di prosesor komputer di meja Anda, di ponsel atau mobil Anda. Kami akan menunjukkan bagaimana mereka dapat dirancang. Contoh bookmark: mesin negara perangkat keras memantau isi register arsitektur selama pelaksanaan program, dan ketika teks "Langit Tanpa Langit di Atas Semua Spanyol" muncul di dalamnya, mengalihkan prosesor ke mode istimewa. Teks mungkin berasal dari program pengguna, seperti klien email.
Apakah mungkin mendeteksi bookmark semacam itu dengan antivirus perangkat lunak? Tidak. Perangkat lunak tidak melihat ini sama sekali sampai terjadi. Apakah mungkin untuk mendeteksi dengan memeriksa sirkuit mikro di bawah mikroskop elektron? Tidak, ada milyaran transistor dalam prosesor industri, bahkan di Arduino - ratusan ribu. Bahkan jika Anda memiliki sumber prosesor di tangan Anda, Anda dapat menyembunyikan banyak dalam puluhan-ratusan ribu atau jutaan baris pada veril, terutama jika bagian prosesor yang berbeda memenuhi bagian-bagian dari rencana yang dipikirkan secara cerdik.
Anda bahkan dapat mengatur kontes ketika satu tim membuat bookmark dan yang lainnya menemukannya.
Setiap siswa yang telah menyelesaikan tiga modul kursus online teoretis dari RUSNANO dengan ikhtisar yang berorientasi pada karir dari metode desain microcircuit modern (semua ini gratis dan bahkan dengan hadiah) dapat berpartisipasi di sekolah musim panas di Zelenograd:
- Dari transistor ke sirkuit mikro
- Sisi logis dari sirkuit digital
- Sisi fisik sirkuit digital
Program kursus pendahuluan - diskusi tentangnya dipersilahkan:
Minggu 1. Dasar-dasar logika digital.
Hari 1. Microcircuits dengan sedikit integrasi, latihan dengan logika kombinatorial.
Hari 2. Microcircuits dengan sedikit integrasi, latihan dengan logika sekuensial.
Hari 3. FPGA, latihan dengan tombol, sakelar, LED, indikator tujuh segmen.
Hari 4. FPGA, output bentuk geometris ke VGA.
Hari 5. FPGA, mesin negara untuk bermain tank, balapan atau Angry Birds.
Minggu 2. Prosesor
Hari 1. Pemrograman dalam bahasa assembly.
Hari ke-2, prosesor schoolMIPS satu siklus.
Hari 3. Integrasi prosesor dengan kesimpulan bentuk geometris pada VGA.
Hari 4. Ceramah tentang gangguan dan multitasking. Proyek individual - permainan video yang diprogram pada prosesor dengan output ke VGA.
Hari 5. Ceramah tentang conveyor. Persaingan proyek individu.
Minggu 3. Radio yang dapat diprogram. Program blok terdiri dari tiga bagian utama:
- Dasar-dasar elektrodinamika dan perambatan gelombang radio (bagian teoretis);
- Prinsip operasi jalur transceiver (teori dan praktik);
- Dasar-dasar pemrosesan sinyal digital - penyaringan, analisis spektral (teori dan praktik).
Hari 1. Landasan teoritis elektrodinamika dan perambatan gelombang radio. Diagram struktural dari jalur transmisi, fungsi komponen. Sinyal (harmonik, persegi panjang). Praktik sinyal menggunakan NI Elvis.
Hari 2. Mentransfer sinyal ke frekuensi tinggi. Pembenaran matematika untuk transfer frekuensi menggunakan Matlab. Latihan praktis dalam transfer frekuensi menggunakan NI Datex.
Hari 3. Amplifikasi dan emisi sinyal. Berlatih menggunakan NI Datex. Demonstrasi dari directivity antena.
Hari 4. Memfilter sinyal. Berlatih menggunakan NI Datex. Pemfilteran Sinyal Digital di Matlab
Hari 5. Mentransfer sinyal ke frekuensi rendah. Berlatih menggunakan NI Datex. Meringkas materi yang dibahas, menyimpulkan.
Ngomong-ngomong, banyak bahan dari Stephen Hugg, dari mana saya melihat informasi tentang sprite, dll., Berasal dari prosesor video Texas Instruments TMS9918 kuno, yang terletak di komputer Yamaha Jepang MSX, yang diimpor pemerintah Gorbachev untuk mengomputerisasi sekolah-sekolah Soviet. Ketika saya masih anak sekolah, tidak sepele untuk mengelola prosesor video ini dari program assembler yang berjalan pada prosesor Zilog Z80 utama, dan untuk merancang prosesor video ini secara umum. Karena terobosan dalam teknologi otomatisasi desain elektronik (EDA), ini telah menjadi mungkin bagi siswa modern, dan bahkan berguna untuk mengajarkan desain chip modern (buku Stephen Hagg - 2018).
Tetapi untuk anak-anak sekolah Soviet yang sekarang beruban - apakah Anda ingat permainan ini di Yamaha?
Tentang Otomasi Desain Elektronik. Selain kamp untuk anak-anak sekolah, di sini Elizabeth dan saya membantu mengadakan seminar tentang topik-topik serupa untuk orang dewasa,
tetapi tidak di Zelenograd, tetapi di Las Vegas, di Design Automation Conference - DAC , dan bukan dengan pendidikan, tetapi dengan prosesor industri, dan bukan dengan grafis, dan dengan coprocessor untuk AI. Seminar semacam itu adalah langkah alami berikutnya bagi siswa yang akan bersekolah di Zelenograd dan kemudian belajar di MIET, MEPhI, Institut Fisika dan Teknologi Moskow, HSE MIEM, Universitas Negeri Moskow, ITMO, LETI, SSAU, NSTU, dan universitas lain yang mengajarkan elemen rute rute desain RTL-microcircuit to-GDSII, arsitektur komputer dan laboratorium sintesis untuk FPGA / FPGA.
