Путешествие по микроэлектронной России 2015 года

Три недели на просторах бескрайней, с посещениями МГУ, МФТИ, МИФИ, зеленоградского МИЭТ, питерского ИТМО, самарского СГАУ, сколковского Сколкова и зеленогорского Microchip Masters Russia. В историческом для российской микроэлектроники 2015 году, когда появились спроектированные в России чипы на 28 nm, с гигагерцовыми частотами и суперскалярными процессорными ядрами на борту, когда зеленоградские команды начали интегрировать на одном чипе разработанные в России блоки видеообработки с блоками, разработанными в Калифорнии и Великобритании в совместных международных проектах, с теми же компаниями, с которыми сотрудничает Apple (Synopsys, Imagination Technologies, Cadence, ARM и другими).

Путешествие началось c парти на софтверной конференции SECR — Central & Eastern European Software Engineering Conference in Russia, на которое меня пригласил мой старый приятель Максим Цепков. Я обсудил c товарищами вопросы поддержки российских микропроцессорных проектов типа Байкала-Т со стороны российского софтверного сообщества. Конференция проходила в Digital October, популярном московском месте для организаций мероприятий такого рода:

Вот я с Александром Гавриловым из российского отделения IBM. Александр в свое время создал компанию, которая разработала свой интерпретатор Common Lisp и продала его не кому иному как AutoCAD:

На следующий день я с утра пораньше поехал в Зеленоград, в Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники» (МИЭТ), место проведения первого семинара по MIPSfpga в России. Я встретился с командой заведующего кафедрой вычислительной техники Алексея Переверзева — Петром Андреевым, Евгением Ливенцевым и Александром Силантьевым.

Потом я зашел в Зеленоградский инновационно-технологический центр — ЗИТЦ и обсудил возможность совместной работы по интеграции MIPSfpga с разного рода сенсорами, в том числе для создания образовательных материалов.

На фото Петр Андреев (МИЭТ), Юрий Панчул (Imagination Technologies), Александр Кононов (ЗИТЦ) возле офиса ЗИТЦ:

Вечером я поехал в Московский Государственный Университет (МГУ), где проверил готовность с семинару по MIPSfpga в МГУ. На фото Михаил Шуплецов (главный организатор семинаров в МГУ), Владислав Подымов (МГУ), Борис Данилов (МГУ) и Григорий Антюфеев, инженер из Baikal Electronics. Григорий Антюфеев и Михаил Шуплецов входили в команду МГУ, которая стала победителем (первое место в задаче B) в престижном международном соревновании 2015 CAD Contest at ICCAD.

На следующий день я пошел в Музей Космонавтики, в который меня пригласил зайти Антон Михайлов, организатор кружка для обучения детей основам электроники который называется Конструкторское бюро «Восток». С Антоном Михайловым я познакомился через Руслана Тихонова из компании http://amperka.ru.

Антон Михайлов также сотрудничает с Московским государственным техническим университетом имени Н. Э. Баумана, где собирается 19 декабря провести соревнование для школьников по цифровой схемотехнике.

Руслан Тихонов, Юрий Панчул, Антон Михайлов:

Я рассказал детям, что микропроцессоры, разработанные в нашей компании Imagination Technologies (ранее MIPS Technologies) используются как в космических кораблях Японского агентства аэрокосмических исследований JAXA, так и в американском космическом аппарате, который летит к Плутону. Кроме этого, сейчас наша компания сотрудничает с российской компанией НПЦ «ЭЛВИС», которое также разрабатывает микросхемы для спутников и изначально выросло из советского предприятия ЭЛАС, которое разрабатывало электронику для космических станций «Салют» и «МИР».

Дети с интересом послушали и потом приступили к своим занятиям (подробнее чем они занимаются я рассказал в заметке «Земля, небо и будущее российской электроники»):

Дальше настало воскресенье, в которое я неформально тусовался на ставшей уже традиционной развиртуализации моих френдов по Живому Журналу, среди которых оказались люди из электронной индустрии, контркультурщики и цветоводы. Мы сходили на Красную Площадь:

После чего отправились в кафе «Жан-Жак» на Никитской, который во время наших развиртуализаций превращается из гнезда креаклов в ложу микроэлектронных ватников:

На следующий день с утра я поехал в Зеленоград, где мы провели семинар в Московском институте электронной техники (МИЭТ). Зеленоград еще в 1960-1970-е годы вырос как Siliconовая Долина России, помимо МИЭТ в нем расположены два фаба — Микрон и Ангстремр, а вокруг них — большое количество российских компаний по разработке микросхем, включая партнеров Imagination Technologies, компании НПЦ «ЭЛВИС» и ЭЛВИС-НеоТек, а также такие уважаемые дизайн-центры как Миландр и КМ211.

См. также заметку о семинаре на вебсайте МИЭТ.

Семинар начал Сергей Гаврилов, проректор по научной работе (на фото слева):

Вечером после МИЭТ я зашел в гости к ведущему партнеру нашей компании Imagination Technologies в России — группе компаний «ЭЛВИС» ( НПЦ «ЭЛВИС» и ЭЛВИС-НеоТек). Элвисовцы кстати пожертвовали часть FPGA плат для проведения семинаров (другую часть пожертвовали Imagination Technologies и несколько дарителей включая меня лично, а также преподавателей ИТМО).

Офис «ЭЛВИС» в Зеленограде:

На фото:

Генеральный директор «ЭЛВИС» Ярослав Петричкович
Заместитель генерального директора по науке и технологиям Татьяна Солохина
Юрий Панчул (Imagination Technologies)
VP Engineering «ЭЛВИС» Владимир Гусев

Именно с контакта с «ЭЛВИС» в 2010 году началось современное сотрудничество сначала MIPS Technologies, а потом Imagination Technologies с российскими компаниями (правда для полноты стоит упомянуть некие древние контакты НИИСИ и Silicon Graphics в 1990-е, а также контакты MIPS и российской компании «Модуль» в 2004 году). Но вообще все началось вот с этого дня 4 июля 2011 года:

Не прошло и пяти лет, как появился пресс-релиз о совместном сотрудничестве. Обратите внимание на революционный факт, что IP-блоки лицензируются в обе стороны:

http://www.rusnano.com/about/press-centre/news/20150527-imagination-elvees-sovmestno-rabotayut-nad-novym-pokoleniem-resheniy-dlya-videoanalitiki

Вообще «ЭЛВИС» имеет корни в советском предприятии «ЭЛАС», которое делало электронику для космических станций «Салют». В Музее истории компьютеров в Mountain View, California, даже есть компьютер станции «МИР», к которому приложили руку элвисовцы:

Но вернемся к семинарам по MIPSfpga. На следующий после МИЭТ день был семинар в МГУ:

На фото Михаил Шуплецов (МГУ), Юрий Панчул (Imagination Technologies), Антон Павлов (НИИСИ РАН) и Борис Данилов (МГУ) на фоне Суперкомпьютера Ломоносов спроектированного в МГУ:

Антон Павлов, менеджер образовательных программ в НИИСИ и инструктор на семинарах в МИФИ, сделал свое собственное расширение MIPSfpga, которое он назвал myMIPSfpga — см. статью «MIPSfpga: вне канона». Антон выступил на семинаре в МГУ и немного в МИФИ.

Практическая часть, где студенты работали как с платами Digilent Xilinx Nexys4 DDR с ПЛИС Xilinx Artix-7, так и с платами Terasic DE0-CV с ПЛИС Altera Cyclone V.

Там же на семинаре я встретил своего старого знакомого — Аркадия Полякова, профессора Московского энергетического института (МИЭ) который написал учебник по Verilog и VHDL. Я встретил Аркадия впервые в 1997 году, когда он работал в Silicon Valley, в компании SEVA Technologies:

Статья, которую написал Аркадий во время работы в SEVA: http://www.freemodelfoundry.com/pdf/complex_models.pdf.

На следующий день был семинар в Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ» (Московский инженерно-физический институт):

На фото:

Юрий Панчул (Imagination Technologies)

Игорь Иванович Шагурин (зам. заведующего кафедрой микро- и наноэлектроники)

Максим Горбунов (Максим Горбунов — исследователь из НИИСИ / SRISA, института, который занимается в том числе разработкой российских микропроцессоров с MIPS-подобной архитектурой — КОМДИВ-32 и КОМДИВ-64:

Игорь Иванович Шагурин является автором книг и статей по микропроцессорам Intel, Motorola и PowerPC, лабораторных работ по MIPS.

Фото с семинара:

Во время перерыва и после семинара Максим Горбунов показал мне разные мифишные достопримечательности, в которые входят три панно в духе эпохи Туманности Андромеды и Молекулярного Кафе из красно-белого многотомника родом из 1960-х, вот одно из них:

См. больше деталей про семинар в МИФИ в заметке «Фотографии, материалы и перипетии семинара MIPSfpga в МИФИ». Там же описаны выступления других докладчиков на семинарах — Михаила Песельника из MathWorks, компании, которая создала MATLAB и Simulink, и Александра Филиппова, инженера по применению из Макро Групп — официального представителя Xilinx в России. Xilinx — это компания, которая в свое время изобрела FPGA и по сей день остается #1 в наиболее высокоскоростных FPGA.

После МИФИ я сел на поезд и поехал в Санкт-Петербург, на семинар Microchip Masters Russia который проходил на живописном берегу Финского залива в Зеленогорске:

Семинары Microchip Masters Russia организует компания Гамма Санкт-Петербург, официальный дистрибутор производителя микроконтроллеров Microchip Technology, которая для 32-битной линии микроконтроллеров лицензирует ядра MIPS: MIPS M4K для PIC32MX и MIPS microAptiv UP для PIC32MZ. Когда я приехал, как раз началась лекция по Microchip PIC32:

Я прочитал лекцию по MIPSfpga вечером. Вообще я планировал говорить не более часа, но народ не расходился, в связи с чем я говорил четыре часа и поехал в центр Санкт-Петербурга уже после полуночи. Зато я увидел, как в Санкт-Петербурге разводят мосты. Это потрясающе!

На следующий день я провел семинар в питерском Университете ИТМО (полное название — Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики»). Благодаря усилиям Павла Кустарева, Алексея Платунова и их коллег в ИТМО много студентов знают Verilog и VHDL, знакомы с технологиями SoC. Также инструкторами на семинаре были Сергей Быковский, Александр Антонов, Роман Яналов и Василий Пинкевич:

Сначала дистанционно произнес речь Тимур Палташев, старший менеджер в Radeon Technology Group корпорации AMD, который одновременно является профессором санкт-петербургского Университета ИТМО:

Слева: Ростислав Грушвицкий из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» , a автор известного российского учебника по цифровой схемотехнике и использованию ПЛИС.

Справа: Александр Филиппов из Макро Груп, официального представителя Xilinx в России:

В викенд я встретился с Валерием Казанцевым, инженерным менеджером российского отделения Synopsys, компании №1 в обдасти автоматизации проектирования микросхем. На работе Валерий занимается поддержкой микропроцессорных ядер ARC, а в порядке общественной нагрузки сделал большой вклад в перевод на русский язык учебника Дэвида Харриса и Сары Харрис «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера».

В последний день в Питере я провел еще один семинар в ИТМО, а вечером встретился с Юрием Шейниным, профессором Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения (ГУАП):

Потом я поехал обратно в Москву:

После дня в Москве я полетел в Самару, где провел семинар в Самарском государственном аэрокосмическом университете (СГАУ). В свое время я познакомился с деканом радиотехнического факультета Ильей Кудрявцевым через Гамму-Санкт-Петербург, которые помогали Илье наладить работу с Microchip Technology. Илья проводит лабы по PIC32, DSP и Xilinx FPGA.

На фото Илья Кудрявцев (декан Самарского Государственного Аэрокосмического Университета), Юрий Панчул (Imagination Technologies) and Kai Borre (профессор СГАУ, ранее Стенфорд, произошел из Дании):

Семинар:

Илья вместе со своими студентками Екатериной Степановой и Анной Степашкиной также сделали существенный вклад в перевод Харрис & Харрис:

Екатерина Степанова занимается вот такими мероприятиями:

Также в Самаре я встретился с моим старым знакомым по ЖЖ Владиславом Артуковым, который пишет статьи для PC Week Russia:

Когда я вылетал их Самары, меня узнал в аэропорту один из читателей моего ЖЖ, Вячеслав Кадников менеджер в EMC::

После викенда в Москве я провел семинар на Физтехе, то бишь в Московском физико-технический институте (государственном университете) (МФТИ) в Долгопрудном. На Физтехе есть несколько групп, с которыми я общаюсь — на ФРТК, ФАКИ, ФИВТ и другие. Группа в ФИВТ связана с МЦСТ, Интелом и Soft Machines, группа в ФИВТ сейчас создает новую лабораторию в области Интернета Вещей (Intenet of Things — IoT).

МЦСТ — разработчик двух линий процессоров Эльбрус — одна на основе собственной VLIW-архитектуры, другая реализующая архитектуру SPARC.

Soft Machines — процессорный стартап, у которого три крупные группы разработчиков — в Silicon Valley (они делают RTL), в Индии (RTL) и в России (compiler, binary translation, verification).

Интересно что лаборатория Интела на Физтехе преподает микроархитектуру используя для примера реализацию архитектуры MIPS:

Слева — товарищ из Soft Machines (забыл имя), справа — зам. зав. кафедрой ФРТК Сергей Шлыков (R&DC Faculty of Radiotechnics and Cybernetics, Chief Scientific Officer):

Фотки с семинара:

Товарищи подарили мне книжку про процессор «Эльбрус» с дарственной надписью:

Вот какие методички пишут на ФРТК, с объяснением работы когерентных кэшей с MESI протоколами:

На следующий день После Физтеха я снова провел семинар по MIPSfpga в МГУ. Но перед семинаром я решил посетить Музей Землеведения МГУ в котором не был почти 30 лет, и тут мне несказанно повезло — френд по ЖЖ beaver_cherokee познакомил меня с ученым-геологом Константином Андреевичем Скрипко который провел экскурсию по музею, причем завел даже в места, в которых простых посетителей не приводят:

После экскурсии я прочитал студентам ВМК обзорную лекцию про EDA и Semiconductor IP, после чего мы провели еще одни лабы:

На фото Сергей Ложкин (замдекана ВМК, МГУ), Юрий Панчул (Imagination Technologies), Дмитрий Романов (преподаватель МГУ). Сергей Ложкин и Дмитрий Романов подготовили команду, которая выиграла приз на конкурсе ICCAD:

Ближе к вечеру в МГУ зашли два менеджера из Байкал Электроникс, мы поговорили с ними о формировании экосистемы разработчиков вокруг Байкала-Т. Вот статья про процессор в наиболее популярном мировом СМИ которое пишет про микроэлектронику — Electronic Engineering Times:

И наконец, в мой последний день перед отлетом из России я поехал в Сколково. Я зашел туда по приглашению Николая Суетина, главного сколковца, разбирающегося в электронике. То есть он не только директор по науке и технологиям в ИТ-кластере «Сколково», но еще и реальный ученый, автор более 20 патентов и более 200 научных публикаций в области физики, химии, наноматериалов и электронике:

Николай Суетин представил меня джентльменам в Robotics Labs — Дмитрию Тетерюкову и Михаилу Матросову. Там же проходил руководитель робототехнического центра Альберт Ефимов, и на одном из фото вы можете увидеть Петра Левича, с которым я познакомился потом:

Михаил Матросов показал мне квадрокоптер с камерой, который распознает лица и вручает нечто человеку:

И наконец в вечер перед отлетом я встретился с Дмитрием Завалишиным, директором DZ.RU:

Теперь у многих читателей может возникнуть вопрос, что же такое MIPSfpga, ради которого я путешествовал по России. Поясняю:

MIPSfpga — бесплатно лицензируемые для университетов исходные тексты промышленного микропроцессорного ядра MIPS microAptiv UP. Это ядро используется как основа микроконтроллера Microchip PIC32MZ, а также новой платформы для «интернета вещей» — Samsung Artik 1.

Ядро MIPS microAptiv UP применяется в промышленности вместе со стандартным за последние 25 лет технологическим процессом проектирования микросхем, при котором процессор и другие компоненты системы на кристалле разрабатываются на языке описания аппаратуры Verilog, после чего описание через несколько преобразований превращается в маску, по которой на фабрике изготавливаются микросхемы.

Образовательная версия MIPS microAptiv UP — MIPSfpga — использует альтернативный путь реализации: описание системы превращается в файлы конфигурации для недорогих студенческих плат с программируемыми пользователем вентильными матрицами (ППВМ), которые часто называют программируемыми логическими интегральными схемами (ПЛИС) или Field Programmable Gate Array (FPGA).

Материалы, которые я использовал во время семинара

Инструкция по скачиванию MIPSfpga

Также вы можете вступить в Гугл-группу Silicon Russia

Как получить плату для общественных проектов с MIPSfpga. Вот такую: