?

Log in

No account? Create an account
Процессор «в замедленной съемке» и своя система на кристалле - Юрий Панчул [entries|archive|friends|userinfo]
Money can buy bandwidth. Latency requires bribing God.

[ website | My Website ]
[ userinfo | livejournal userinfo ]
[ archive | journal archive ]

Процессор «в замедленной съемке» и своя система на кристалле [Aug. 19th, 2015|08:02 am]
Yuri Panchul
Итак - мое расписание в Москве и Санкт-Петербурге:

Хотите увидеть, как работает промышленный процессор «в замедленной съемке»? Как инструкции переваливаются из стадии в стадию конвейера, как запросы на чтение из памяти попадают или промахиваются мимо кэша? А как насчет построить свою систему на кристалле, используя то же микропроцессорное ядро, которое используют инженеры Samsung в новой платформе Artik 1? Если да, то это объявление для вас:





Уважаемый преподаватель компьютерной архитектуры, схемотехники или системного программирования:

Разработчик микропроцессорных ядер MIPS, компания Imagination Technologies, в сотрудничестве с ведущими российскими университетами и производителем микроконтроллеров Microchip Technology - объявляет о проведении серии семинаров в России, посвященных новому продукту для образования - MIPSfpga. Четыре бесплатных однодневных семинара посвященные MIPSfpga, пройдут с 26 по 30 октября в университетах Москвы, Зеленограда и Санкт-Петербурга. В дополнение к ним, MIPSfpga будет представлен на отдельном, платном семинаре Microchip Masters Russia в Санкт-Петербурге / Зеленогорске.

Сайт для регистрации на семинары MIPSfpga в университетах
bit.ly/mipsfpga-russia-registration


Сайт для регистрации на семинар Microchip Masters Russia
bit.ly/microchip-masters-russia-registration


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).

Такое решение открывает много возможностей для образования:

  1. Студенты могут строить свои собственные прототипы систем на кристалле, соединяя микропроцессорное ядро, память и спроектированные ими устройства ввода-вывода


  2. Внутренние регистры можно подсоединять к выходным портам и выводить наружу информацию о текущем состоянии процессорного конвейера, кэшей и устройства управления памятью. После этого процессор можно запустить на низкой тактовой частоте и наблюдать его работу "в замедленной съемке".


  3. Студенты могут экспериментировать со своими вариантами кэшей, проектировать многоядерные системы со специализированными сопроцессорами, эксперименторовать с разделением задачи на аппаратную и программную часть.


Таким образом MIPSfpga занимает нишу между упрощенными академическими реализациями MIPS, которые традиционно применяются в курсах по микроархитектуре - и законченными промышленными процессорами, по которым студенты учат программирование встроенных систем. MIPSfpga - идеальная платформа для обучения системному мышлению на стыке разработки аппаратуры и программирования.


Места и даты проведения семинаров по MIPSfpga, учреждения и ответственные инструкторы

Инструктор от Imagination Technologies - Юрий Панчул, старший инженер по разработке аппаратуры, отделение процессоров MIPS

26 октября 2015 - Москва / Зеленоград, Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники» (МИЭТ). Инструкторы:

  • Алексей Переверзев, д.т.н., доцент, заведующий кафедрой Вычислительной техники

  • Петр Андреев, ведущий программист

  • Евгений Ливенцев и Александр Силантьев, ассистенты


27 октября - Москва, Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова (МГУ). Инструкторы:

  • Михаил Шуплецов, к.ф.-м.н., ассистент кафедры математической кибернетики факультета вычислительной математики и кибернетики

  • Владислав Подымов, к.ф.-м.н., младший научный сотрудник кафедры математической кибернетики факультета вычислительной математики и кибернетики

  • Борис Данилов, младший научный сотрудник кафедры математической кибернетики факультета вычислительной математики и кибернетики

  • Проведение семинара курирует руководитель магистерской программы «Дискретные управляющие системы и их приложения», д.ф.-м.н., зам. декана по научной работе и финансам, профессор кафедры математической кибернетики факультета вычислительной математики и кибернетики Сергей Андреевич Ложкин.


28 октября - Москва, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», ранее Московский инженерно-физический институт. Инструктор:

  • Максим Горбунов, к.т.н., доцент кафедры Микро- и наноэлектроники НИЯУ МИФИ, зам. зав. отделением ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН


29 октября - Санкт-Петербург / Зеленогорск, отель "Аквамарин", конференция Microchip Masters Russia, организованный компанией Гамма-Санкт-Петербург, официальным дистрибутором Microchip Technology в России.

  • На Microchip Masters Russia будет только полуторачасовая презентация про MIPSfpga, а не полный семинар, как в университетах.


30 октября - Санкт-Петербург, Университет ИТМО, ранее Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики. Инструкторы:

  • Алексей Евгеньевич Платунов д.т.н., проф. каф. вычислительной техники

  • Павел Валерьевич Кустарев к.т.н., доц. каф. вычислительной техники

  • Аспиранты каф. вычислительной техники Быковский Сергей, Антонов Александр, Яналов Роман, Пинкевич Василий





Содержание семинаров в университетах

  1. Приветствие участникам семинара.


  2. Краткий рассказ об образовательных программах Imagination Technologies, обзор разрабатываемых компанией процессорных ядер и их применений.


  3. Краткий обзор архитектуры (системы команд) MIPS, микроархитектуры (устройства конвейера) ядра MIPSfpga и некоторых его блоков - кэшей и устройства управления виртуальной памятью.


  4. Демонстрация моделирования минимальной системы с процессорным ядром MIPSfpga с помощью симулятора Mentor ModelSim Student Edition. Создание проекта, симуляция, загрузка в симулированную систему пользовательской программы, анализ результатов на временных диаграммах.


  5. Демонстрация синтеза, размещения и трассировки системы с ядром MIPSfpga в среде Xilinx Vivado. Создание проекта, задание временных ограничений, использование IP-блоков от Xilinx. Обзор синтезированных схем на разных этапах, интерпретация рапорта о тайминге и утилизации ресурсов ПЛИС.


  6. Демонстрация загрузки синтезированной системы в конфигурационную память ПЛИС на плате Digilent Nexys4 DDR с ПЛИС Xilinx Artix-7.


  7. Демонстрация использования пакета Codescape для кросс-компиляции встроенных программ, написанных на Си и ассемблере и преобразования их в форматы, пригодные как для работы в симулированной системе, так и для загрузки в систему на ПЛИС.


  8. Демонстрация соединения кросс-отладчика, работающего на персональном компьютере, с системой на ПЛИС, используя отладочный адаптер BusBlaster, пакет OpenOCD и интерфейс EJTAG ядра MIPSfpga.


  9. Обсуждение портирования MIPSfpga на платы с другими ПЛИС.


  10. Лабораторные работы, на которых участники семинара реализуют на языке Verilog простейшие периферийные устройства, моделируют систему на симуляторе ModelSim, синтезируют систему используя Xilinx Vivado, загружают результат в плату с ПЛИС, используют пакет Codescape для кросс-компиляции программ и кросс-отладки для работы с системой через отладочный адаптер.


  11. Обсуждение использования MIPSfpga для широкого спектра студенческих лабораторных работ, курсовых проектов и исследований в области гетерогенных систем на кристалле.


  12. Заключение, вопросы и ответы.





Регистрация

Участие в семинарах в университетах для сотрудников образовательных учреждений бесплатно, однако количество мест ограничено, поэтому мы просим вас зарегистрироваться заблаговременно.

Университеты-организаторы предоставляют для семинаров компьютерные классы, а Imagination Technologies предоставляет FPGA платы, но если вы можете, мы рекомендуем принести ваш собственный ноутбук с 64-битным Windows 7 или Windows 8, на котором установлен пакет последней версии Xilinx Vivado с работающей лицензией (бесплатной или платной) для RTL синтеза Artix-7 FPGA. Также желательно предварительно зарегистрироваться в образовательной программе Imagination и скачать пакеты MIPSfpga Getting Started и MIPSfpga Fundamentals. Установщик пакета Codescape Essentials и программного обеспечения OpenOCD для работы с отладочным адаптером BusBlaster находится внутри пакета MIPSfpga Getting Started.

Если вы хотите перед семинаром освежить знания по основам цифровой логики, концепциям языков описания аппаратуры, концепциям ассемблера, архитектуры и микроархитектуры процессоров, мы рекомендуем вам скачать бесплатный русский перевод популярного учебника Дэвида Харриса и Сары Харрис “Цифровая схемотехника и архитектура компьютер”, PDF файл которого также доступен на сайте образовательных программ Imagination Technologies.


Ожидаем вас на семинаре!

Роберт Оуэн,



Менеджер университетских программ
Imagination Technologies

e-mail: Robert.Owen@imgtec.com
Web: http://community.imgtec.com/university/




В каком из семинаров или встрече вы бы поучаствовали?

26 октября 2015 — Москва / Зеленоград, Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники» (МИЭТ)
2(9.1%)
27 октября — Москва, Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова (МГУ)
1(4.5%)
28 октября — Москва, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
2(9.1%)
29 октября — Санкт-Петербург / Зеленогорск, конференция Microchip Masters Russia
1(4.5%)
30 октября — Санкт-Петербург, Университет ИТМО
3(13.6%)
Я бы пришел/пришла на какую-нибудь неформальную встречу, например участников перевода Харрис & Харрис и сочувствующих, в Москве
6(27.3%)
Я бы пришел/пришла на какую-нибудь неформальную встречу в Санкт-Петербурге
7(31.8%)
LinkReply

Comments:
[User Picture]From: levtsn
2015-08-19 06:07 pm (UTC)
а смысл вывести два-три регистра. лучше уж тогда в компе на экран, но все
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: panchul
2015-08-20 03:21 am (UTC)
Дык речь идет не только о регистрах видимых программисту, но о всех регистрах в хардверном смысле ( D-триггерах ) в процессоре вообще, а их в данном ядре несколько тысяч. Выводить нужно интересные вещи, которые показывают состояние конвейера и т.д.
(Reply) (Parent) (Thread)
From: riseofdeath
2015-08-20 05:40 am (UTC)
Как жаль, что я не в Москве живу.
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: panchul
2015-08-20 02:01 pm (UTC)
А где, если не секрет?
(Reply) (Parent) (Thread)
From: riseofdeath
2015-08-20 05:03 pm (UTC)
Г. Воронеж. К сожалению поздка в Москву порядка 5-6 тысяч рублей (опять же, если одним днем, без гостиниц) ну и плюс потеря всего оставшегося дня семинара (ибо поезд будет только в ночь)

Edited at 2015-08-20 05:05 pm (UTC)
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: panchul
2015-08-20 05:11 pm (UTC)
Я знаю, что в Воронеже есть некое полупроводниковое производство + в советское время там были встроенные разработчики для авиации. А что сейчас? Вообще много публики для семинаров такого рода?
(Reply) (Parent) (Thread)
From: riseofdeath
2015-08-20 05:23 pm (UTC)
Вроде что-то есть. Точно знаю что делают (не факт что производят именно у нас) ПЛИС (клоны каких-то древних Альтеровских циклонов, вроде даже где-то была инфа что вполне себе по лицензии, но слабо верится) и вроде бы был слух что кто-то разрабатывает клоны техасовских сигнальников. Но про сигнальники это на уровне слухов. Я с той конторой не знаком.

По поводу публики - ХЗ, технический ВУЗ есть - в ВГТУ даже учебный центр сименса, а на счет зрителей ХЗ. Там в последнее время как-то народ больше софтом увлекался (по крайней мере в дипломах). Видимо из-за его востребованности и доступности для кустарного "изобретательства". (покрайней мере на момент моего выпуска в 2013 году единственными новыми лабораторными стендами были кривые стенды по контроллерам, сделаные мною и еще некоторыми другими людьми в качестве курсовых и дипломов).


Edited at 2015-08-20 05:26 pm (UTC)
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: panchul
2015-08-20 05:33 pm (UTC)
ОК, спасибо. Буду иметь в виду для будущих планов
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: Valeriy Shunkov
2015-08-23 08:21 am (UTC)
В Воронеже есть прдразделегие "Микрона", котрое делает дискретные полупроводниковые приборы (и успешно из экспортирует) и какую-то допотопную рассыпуху (~1 мкм) есть КТЦ "Электроника", занимающийся клонированием альтеровских ПЛИС в радстойком исполнении (производство -xfab и "микрон"), есть НИИЭТ (niiet.ru), который делает СВЧ-транзисторы и копипастит 8-,16-битные микроконтроллеры (производство "микрон", нииси и заграница). В последнее время они еще занялись ARM и SPARC.
Плюс какое-то чувствительное количество прибористов, в которых я слабо ориентируюсь.
Так что в принципе публика для ваших семинаров в Воронеже вполне найдется.
НИИЭТ активно сотрудничает с местным университетом, я могу найти контакты, если надо.

Плюс еще из российских регионов вы можете иметь в виду Екатеринбург, Таганрог и наверное Новосибирск.
И Минск еще из нероссийских.

Edited at 2015-08-23 08:31 am (UTC)
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: maxgorbunov
2015-08-23 10:00 am (UTC)
"есть КТЦ "Электроника", занимающийся клонированием альтеровских ПЛИС в радстойком исполнении (производство -xfab и "микрон")"

Отнюдь не только в радстойком исполнении, даже не столько :)
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: panchul
2015-08-23 02:55 pm (UTC)
Спасибо!
(Reply) (Parent) (Thread)
From: riseofdeath
2015-08-24 06:11 am (UTC)
О, точно. НИИЭТ, про них я слышал этот слух про сигнальники (c64 кажется).

Впринцыпе действительно, у политеховских переподов (с кафедры АВС) есть знакомство с НИИЭТ.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: wazawai_n2
2015-08-20 02:55 pm (UTC)
В замедленной или в ускоренной?
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: panchul
2015-08-20 02:58 pm (UTC)
Зачем в ускоренной для образования? Ничего же не видно будет
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: Valeriy Shunkov
2015-08-20 03:08 pm (UTC)
Таки чтобы было видно хорошо, съемка нужна ускоренная, чтобы потом при нормальном воспроизведении все выглядело очень медленно.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: panchul
2015-08-20 03:31 pm (UTC)
Понял!
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: panchul
2015-08-20 03:31 pm (UTC)
А, да, точно! Век живи, век учись :-) Спасибо
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: livejournal
2015-08-25 01:38 pm (UTC)

MIPS

User thesz referenced to your post from MIPS saying: [...] n Technologies проводит несколько семинаров по MIPS: http://panchul.livejournal.com/487404.html [...]
(Reply) (Thread)
From: nealar
2015-08-25 05:46 pm (UTC)
А для непреподавателей и нестудентов участие возможно?
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: panchul
2015-08-25 06:48 pm (UTC)
Если хватит мест - можете зарегистрироваться, а потом посмотрим
(Reply) (Parent) (Thread)