Семинары по введению во всё: от верилога и цифровой логики до микроархитектуры встроенных процессоров и RTOS-ов. И Интернет Вещей конечно.

Almaty Management University скооперировался с британско-американской компанией Imagination Technologies (которая разработала PowerVR GPU внутри Apple iPhone), российской компанией Unwired Devices, которая разрабатывает устройства для интернета вещей, и профессором Тимуром Палташевым из графического отделения Advanced Micro Devices (AMD) в Саннивейл, Калифорния, и все вместе мы приготовили семинар, на который вас приглашаем — http://www.almau.edu.kz/9891

Семинар покрывает различные темы на стыке хардвера и софтвера: цифровая логика, Verilog, правила RTL (Register Transfer Level), введение в микроахитектуру (строение конвейера) процессоров, низкоуровневое программирование на ассемблере, использование микроконтроллеров, введение в RTOS-ы, лабы на ПЛИС-ах / FPGA, а также (для части аудитории, которая интересуется производством чипов) физические аспекты проектирования и производства на фабрике микросхем (для последнего мы решили привлечь материалы от преподавателя курса в Университете Калифорнии Санта Круз, отделение в Silicon Valley).

Обобщающей темой семинара является Интернет Вещей, именно к нему привязываются как технологии разработки микросхем / систем на кристалле, так и низкоуровневое программирование, которое мы обсуждаем по время семинара. Мы считаем, что в ближайшие несколько лет произойдет массированная разработка большого количества нестандартных устройств для сильно фрагментированных рынков интернета вещей, умных камер, автомобильной электроники, что дает возможность разработчикам из стран пост-советского пространства вписаться в мировой рынок — но только если университеты России, Украины, Белоруссии, Казахстана и других стран подготовят большое количество студентов, знакомых с современными технологиями, принятыми в компаниях Silicon Valley.

Наиболее продвинутые компании пост-советского пространства, такие как разработчик умных камер ЭЛВИС-НеоТек, а также Байкал Электроникс, разработчик встроенных процессоров Байкал-Т для станков и телекоммуникаций, уже имеют сильные команды технических специалистов и многомиллионные инвестиции от РОСНАНО которые позволяют разрабатывать сложные микросхемы для массового рынка.

При этом, на рынке есть и ниши для небольших производителей плат на основе готовых микросхем, необычных устройств, и программного обеспечения для встроенных систем. Некоторые из этих производителей могут со временем инвестировать в разработку небольших специализированных микросхем, используя лицензируемые IP-ядра, сервисы по физической разработке ASIC-ов (Application Specific Integrated Circuit) типа eSilicon и OpenSilicon, а также контрактных производителей микросхем, самым известными из которых является Taiwan Semiconductor Manufacturing Company. Чтобы все это произошло в течение следущих 10 лет с большим количеством компаний пост-советского пространства, современные преподаватели и студенты должны иметь широкую базу практических навыков, привязанных к мировой промышленности.

Помимо презентаций от Unwired Devices и Тимура Палташева из AMD, семинар строится образовательных материалах университетской программы Imagination Technologies:

1. Русский перевод учебника Дэвида Харриса и Сары Харрис «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера», пост про который получил на Хабре 140 тысяч просмотров и который используют преподаватели во многих вузах, в том числе в МФТИ и МВТУ.

2. Курс по микроконтроллерам Microchip PIC32MZ, созданный профессором Александром Дином из университета Северной Каролины, в кооперации с Imagination Technologies, Microchip Technology и Digilent (отделением National Instruments), над ревью которого работали и российские вузы, в том числе МИЭТ в Зеленограде и СГАУ в Самаре.

3. MIPSfpga — это пакет, который содержит процессорное ядро в исходниках на Verilog, которое можно менять, добавлять новые инструкции, строить многопроцессорные системы, менять одновременно софтвер и хардвер и т.д. См. также пост Как делать парсинг текста голым хардвером, без процессора и без софтвера про один из блоков MIPSfpga.

Детали программы семинара:

Семинар нацелен на следущие группы университетских преподавателей:

1. Преподаватели цифровой схемотехники, заинтересованные в улучшении своих существующих курсов. На семинаре мы представим русский перевод популярного учебника Дэвида Харриса и Сары Харрис «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера», который, помимо введения в основы цифровой логики, содержит введение в языки описания аппаратуры Verilog и VHDL, а также показывает студенту, как построить собственный конвейерный микропроцессор, который может быть реализован на недорогих студенческих платах с микросхемами ПЛИС.

Студенты, изучившие цифровую схемотехнику на основе языков описания аппаратуры, смогут применять микросхемы ПЛИС для прототипирования и разработки электронных устройств для сетевых устройств, обработки звука и других применений.

2. Преподаватели программирования на языках высокого уровня, заинтересованные в расширении своих курсов с помощью включения низкоуровневого программирования на ассемблере MIPS, одной из трех главных ахитектур (ARM, MIPS, x86), которые применяются во встроенных системах.

Студенты, изучившие этот материал, смогут специализироваться в программировании микроконтроллеров (например Microchip PIC32MZ) и встроенных процессоров (например MediaTek MT7688), с самым широким спектром применений – в транспорте, агропромышленных системах и «интернете вещей». Кроме этого, студенты смогут специализироваться в направлениях, которые требуют знания низкоуровневого программирования – написание компиляторов, ядер операционных систем и гипервизоров для виртуализации.

3. Преподаватели программирования микроконтроллеров, которые хотят улучшить свои курсы, используя курс Connected MCU, разработанном в университете Северной Каролины, в сотрудничестве с Imagination Technologies, Microchip Technology и Digilent (отделения National Instruments).

Помимо обсуждения интерфейсов микроконроллера с периферийными устройствами, этот курс содержит элементы микроархитектуры микропроцессорного ядра и работы кэшей, что помогает студентам анализировать производительность. Кроме этого, курс последовательно, шаг за шагом, учит писать параллельные программы, начиная от объяснения механизма работы прерываний и применения таймеров, и заканчивая лабораторными работами с операционной системой реального времени FreeRTOS.

4. Преподаватели специализированных дисциплин, таких как роботехника. Эта дисциплина используют встроенные процессоры и требуют понимания и аппаратуры, и программной части системы. Материалы семинара содержат объяснение, чем отличаются различные классы процессоров – от простых микроконтроллеров, которые применяются для контроля механических манипуляторов, до высокопроизводительных многоядерных суперскалярных встроенных компьютеров, которые применяются для обработки визуальной информации, поступающей на камеры робота.

5. Преподаватели, желающие внедрить новое для многих вузов преподавание проектирования систем на кристалле (System on Chip – SoC). Сейчас даже небольшие компании в области интернета вещей начали проектировать собственные специализированные системы на кристалле, соединяющие экономичные процессорные ядра с их собственной периферией, после чего использовать контрактное производство таких микросхем в Китае. Пакет MIPSfpga, который содержится в материалах семинара, позволяет прототипировать такие системы, используя недорогие студенческие платы ПЛИС.

В целом, семинар позволяет преподавателям разных специализаций в электронике и программировании получить общее представление о смежных областях, как и о том, что происходит в индустрии, а также выбрать области специализации и темы студенческих проектов для своих университетов.

Пару фоток из предыдущих семинаров в России и Калифорнии:

Регистрация на семинар — http://www.almau.edu.kz/9891