?

Log in

No account? Create an account
Про интернет вещей и полупроводниковую индустрию в краю, где пьют верблюжье молоко. День первый - Юрий Панчул [entries|archive|friends|userinfo]
Money can buy bandwidth. Latency requires bribing God.

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

Про интернет вещей и полупроводниковую индустрию в краю, где пьют верблюжье молоко. День первый [Sep. 10th, 2016|12:08 am]
Yuri Panchul


Несколько месяцев назад мой коллега Тимур Палташев, менеджер в графическом отделении Advanced Micro Devices (AMD) в Саннивейл, Калифорния, предложил мне съездить и устроить семинар в Казахстане. Он будет рассказывать про гетерогенный компьютинг и большие процессоры AMD для игровых приставок и виртуальной реальности, а я буду рассказывать про маленькие процессоры MIPS для встроенных процессоров и машинного видения. Кроме этого мне было обещано попробовать конину, ферментированное молоко кобылицы (кумыс) и ферментированное молоко верблюдицы (шубат). "А тянь-шанские ели там будут?", - спросил я, и получив утвердительный ответ, воскликнул "я готов".

"А под каким соусом будет делаться данное мероприятие?", - спросил я у Тимура и его казахской одноклассницы Гульфариды Тулемиссовой, которая делала всю работу по организации в Almaty Management University. Выяснилось, что казахский народ в настоящее время заинтересовала тематика интернета вещей. Сети из сенсоров с беспроводной связью уже используются чтобы присматривать за шахтерами в казахстанских шахтах, не случилось ли с ними чего. Кроме этого в стране есть качественные программисты микроконтроллеров и инженеры встроенных систем, которые делают сейсмоанализаторы и телекоммуникационные ящики (в кооперации с россиянами и китайцами).

"Хорошо", - сказал я, у Imagination Technologies и ее отделения MIPS Business Unit, в котором я работаю, есть продукты в области интернета вещей, в частности ядра MIPS microAptiv, которые Samsung использует в платформе для интернета вещей Samsung Artik 1. Кроме этого, у нас есть и материалы по микроконтроллерам, а также то, чего в Казахстане пока не хватает - знание ПЛИС-ов и проектирования микросхем, чем казахстанцы могли бы заняться в кооперации с россиянами, которые сейчас хорошо прогрессируют в данном направлении.

После этой беселы я поймал в коридоре нашего компанейского аналитика в области интернета вещей и спросил у него, что собственно такое интернет вещей. "О, это очень просто", - сказал мне аналитик, - "устройство для интернета вещей - это 1) по сути микроконтроллер, 2) со встроенной беспроводной коммуникацией, 3) причем при разработке этого микроконтроллера нужно уделять большое внимание экономии электроэнергии (датчик должен жить на одной батарейке годами), 4) а также должна быть решена проблема с секьюрити, чтобы хакер не мог подбросить в домашнюю сеть кофемолку со взломанным линуксом на борту, и поиметь через нее доступ к финансовым данным на главном компьютере хозяина, 5) ну и было бы неплохо, если бы устройство было подсоединено к облаку, в котором бы обрабатывались данные от сенсоров и хабов.

"Это все замечательно", - подумал я, - "но наверняка в Алма-Ате народ захочет узнать не только то, что в интернете вещей происходит внутри микросхемы, но и что происходит снаружи". После чего я связался с Олегом Артамоновым, бывшим менеджером в Samsung и ныне гендиректором российской компании Unwired Devices и спросил, нет ли у него желания слетать в Казахстан и поведать о протоколах беспроводных сетей, равно как и о применении IoT в урбанистике и животноводстве.




Семинар занял пять дней, в течении которых мы обсуждали самые разные темы на границе софтвера и хардвера, чтобы было что-нибудь интересное для каждого из участников - как для преподавателей казахстанских вузов, которые хотят ввести в программу что-нибудь новое, так и для нескольких инженеров и менеджеров из казахстанских компаний:


  • День 1. Обзорные лекции о полупроводниковой индустрии, ее связи c интернетом вещей, а также интернет вещей как таковой с точки зрения протоколов и приложений. Материалы дня.

  • День 2. Введение в проектирование цифровых устройств на основе мейнстримного в последние 25 лет RTL-to-GDSII design flow. Упражнения с платами ПЛИС/FPGA. Материалы дня.

  • День 3. Введение в компьютерную архитектуру и программирование на ассемблере. Упражнения с симулятором MARS MIPS Simulator. Материалы дня.

  • День 4. Устройство систем на кристалле, протоколы внутри чипа и вне чипа, интеграция процессорного ядра с памятью и устройствами ввода-вывода. Упражнения с MIPSfpga. Материалы дня.

  • День 5. Введение в использование микроконтроллеров, организация параллельности на одном процессоре, использование прерываний, таймеров, конечных автоматов реализованных в софтвере, и наконец - введение в RTOS. Упражнения с микроконтроллерами Microchip PIC32MZ, средой разработки MPLAB X и операционной системой FreeRTOS. Материалы дня.



Теперь что произошло в первый день:

Сначала Олег Артамонов из Unwired Devices устроил выставку плат с сенсорами и хабами для интернета вещей, разработанных его компанией:





Среди устройств был и управляющий компьютер Unwired One на основе микропроцессорного ядра MIPS 24KEc. Это ядро переживает сейчас небольшой бум, так как Qualcomm/Atheros и MediaTek некоторые время назад всерьез заинтересовали линейкой MIPS 24K/34K/interAptiv, выпустили на ней несколько чипов, старших популярными и продолжают развивать чипы на этой платформе сейчас. Вот Олег на видео во время демонстрации:

https://youtu.be/_397ztTh3mA?list=PLYY_gpkLUbYczLWXMYhw7czoEaOZgXrVI



После мини-выставки мы провели официальную встречу с президентом Almaty Management University Асылбеком Кожахметовым, который рассказал про запуск Школа инженерного менеджмента в совместном проекте с партнерами из Франции:

https://youtu.be/SIWyZnmu_cM



Я тоже произнес небольшую речь, часть которой процитировали в новостях университета:


http://almau.edu.kz/news/11538

Юрий Панчул, инженер компании Imagination Technology, говоря о своей компании, заметил: «То, что мы делаем, приходит к людям спустя годы. Наши инженеры разрабатывают блоки, которые через год-два используются проектировщиками микросхем, а затем уже их «видят» производители устройств. А журналисты гаджетной индустрии будут обсуждать эти новинки только через несколько лет». Говоря о практической значимости курса для Казахстана, ученый подчеркнул, что прямо сейчас построить в республике минифабрики, которыми владеет, к примеру, Intel, - просто нереально: «Это требует не только вложений - 10-12 млрд долл., но и несколько тысяч человек тщательно обученного специализированного персонала, которого в Казахстане нет. Казахстан не может делать и небольшие минифабрики, которые создаются в России. Но это не означает, что здесь нельзя ничего сделать. В вашей стране есть традиция со времен СССР – в области математики, физики, инженерии – в этом смысле Казахстан гораздо более удобное место для технологического развития, чем страны в Латинской Америке или Африке, где нет этих традиций. В Казахстане есть люди, работающие со встроенными процессорами, – и эту базу можно «расширять» в разные области. Сейчас важно смотреть вперед и готовить инженеров, которые будут востребованы через несколько лет», - считает Панчул.


Фото с сайта университета:



Потом президент AlmaU Асылбек Кожахметов дал интервью журналистке:



После официальной части Тимур Палташев прочитал вводную речь, после чего рассказал про образовательные программы графического отделения Advanced Micro Devices (AMD), в которые входят материалы по гетерогенным вычислениям - когда что-то вычисляется например комбинацией обычного процессора и графического процессора, который отличается высоким параллелизмом и может ускорять выполнение определенных алгоритмов:





Тимур представляет отделение внутри AMD (Radeon Technology Group) которое выросло из приобретенной AMD компании ATI Technologies, которая 30 лет занимается разработкой микросхем для графических карт, которые вставляются в персональный компьютеры для высокопроизводительной графики. На этом рынке Radeon конкурирует с NVidia.

Участники семинара слушали с большим интересом:





После этого выступал я. Так как на семинаре были люди разных специализаций (софтвер, хардвер, бизнес), то я для начала сказал пару слов про электронную индустрию и про то, как вообще разрабатываются цифровые микросхемы в последние 25 лет.

https://youtu.be/sPaMiEunT_M



Для тех, кто хочет узнать больше, я сделал предварительный анонс будущих семинаров "Nanometer ASIC" Чарльза Данчека, профессора University of California Santa Cruz Extension in Silicon Valley. Эти семинары готовятся в России и Украине. Семинары еще не объявлены, но если вы подпишитесь на рассылку https://groups.google.com/forum/#!forum/silicon-russia, то вы получите информацию как только объявления о семинарах начнут рассылать.

Я показал слушателям семинара в Алма-Ате небольшую выжимку из слайдов Чарльза Данчека, которые показывают все основные этапы проектирования и производства микросхем:



Также я сказал пару слов про нашу компанию Imagination Technologies и ее образовательные программы.

Бизнес-модель Imagination Technologies другая, чем у AMD. В то время как AMD проектирует целые микросхемы, Imagination Technologies разрабатывает блоки (по сути полуфабрикаты) из которые другие компании (Apple, Samsung, MediaTek итд) строят схемы внутри своих микросхем, дополняя блоки от Imagination блоками от других производителей. Самым известным из таких устройств является Apple iPhone, внутри которого стоит графический процессор PowerVR спроектированный Imagination Technologies.

При этом я работаю не в графической группе Imagination в Великобритании (которое проектирует графические процессоры для смартфонов), а в американском отделении MIPS Business Unit, которое выросло из приобретенной Imagination компании MIPS Technologies, которая в разных ипостасях 30 лет разрабатывает процессорные ядра MIPS, с корнями в проекте MIPS в Стенфорде. Эти процессорные ядра сейчас используются в микросхемах для беспроводного интернета и автомобильной электроники (MobilEye (BMW и др), Tesla и др).

Поэтому фокусом образовательных программ Imagination является не использование готовых микросхем (как у Тимура с графикой), а использование блоков проектирования, из которых можно проектировать микросхемы (с производством на Тайване). Насколько я понимаю, сейчас в Казахстане разработка микросхем находится на довольно ранней стадии, поэтому важно поставить базу, основанную на современных методах проектирования (RTL->GDSII flow), чтобы студенты могли получить знания, которые помогут за несколько лет вырастить группы проектирования микросхем.

Так как производство специализированных микросхем связано с крупными (миллионы или десятки миллионов долларов на каждый проект) капиталовложениями, и такие проекты сейчас в Казахстане почти не ведутся, в том числе из-за недостатка кадров, мы предлагаем "мостик" в данную индустрию через обучение студентов работать с недорогими реконфигурируемыми микросхемами ПЛИС/FPGA от третих производителей (Xilinx/Digilent и Altera/Terasic) (это дает возможность как выучить основы для разработки специализированных микросхем в будущем, так и приобрести навыки для работы в промышленности сейчас - ПЛИС/FPGA применяются для малосерийных проектов).



После этих презентаций мы отправились на обед. Кормят в Казахстане вкусно:





Вторая часть первого дня была посвящена интернету вещей. Сначала снова выступил я. Дело в том, что когда я летел по маршруту Сан-Франциско - Стамбул - Алма-Ата, я написал емейл нашему компанейскому аналитику с вопросом, нельзя ли показать участникам семинара в Алма-Ате что-нибудь эксклюзивное, о чем не знают СМИ. И (о чудо!) аналитик разрешил мне показать публично презентацию, которая еще недавно была внутренне-компанейской. Презентация рассказывает о платформе "Оберон" для интернета вещей, которую Imagination Technologies предлагает клиентам в качестве полуфабриката (reference platform) для разработки собственных чипов для интернета вещей:



Помимо презентации про "Оберон", аналитик разрешил мне показать пару страничек про вариации платформы для интеллигентного сенсора и для интеллигентного хаба.

Потом я предоставил слово Олегу Артамонову, который на интернете вещей собаку съел. Олег рассказал про протоколы и применения:

https://youtu.be/B6ldJSP-HkY?t=2m59s



Олега слушали тоже с большим интересом, в перерыве устраивая обсуждения:







Перед семинаром я сделал опросник, чтобы выяснить, какими технологиями владеют слушатели и соответственно скорректировать программу на последующие дни:









А после первого дня я сделал короткую контрольную, чтобы проверить, что слушатели запомнили как минимум из лекции про электронную индустрию. Один из вариантов опросника выглядит так:






Я выложил материалы семинара на

http://silicon-kazakhstan.com/public_materials/2016_09_01_kazakhstanhttp://silicon-kazakhstan.com/public_materials/2016_09_01_kazakhstan">http://silicon-kazakhstan.com/public_materials/2016_09_01_kazakhstan</a>

Скачать одним файлом можно отсюда:

http://silicon-kazakhstan.com/public_materials/2016_09_01_kazakhstan_one_file/2016_09_01_kazakhstan.tar.gz


На этом первый день закончился и Шехерезада закончила свои дозволенные речи.

Продолжение следует


Какие части первого дня вас заинтересовали?

Программирование GPU для гетерогенных вычислений
3(23.1%)
Процесс разработки цифровых микросхем в электронной индустрии
3(23.1%)
Чем отличаются чипы для интернета вещей
3(23.1%)
Приложения интернета вещей
3(23.1%)
Опросник и контрольная
1(7.7%)
LinkReply

Comments:
[User Picture]From: norka_0
2016-09-10 08:13 am (UTC)

Спасибо, что написали определение понятия "интернет вещей". Я это словосочитание слышала, но знала значение только примерно

(Reply) (Thread)
[User Picture]From: coralsteel
2016-09-10 02:08 pm (UTC)
А как собирают данные КИПиА с десятков квадратных километров на 2.4 Ghz?
Роутеры стоят с большими антеннами?
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: panchul
2016-09-10 11:09 pm (UTC)
На это лучше ответит olegart
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: _iga
2016-09-11 04:26 am (UTC)
Никак.
Судя по презентации, это всё для комнатного применения, для систем "полоумный дом" и т.п.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: panchul
2016-09-11 04:28 am (UTC)
По какой именно презентации? Презентаций от Unwired Devices у меня в посте нет, а у него это обсуждалось.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: _iga
2016-09-11 05:44 am (UTC)
Ваша презентация "Oberon – Integrated Intelligent Sensor". Там радиочасть 802.15.4/BLE 2.4GHz only.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: olegart
2016-09-11 09:54 pm (UTC)
Это же IP. Кому надо — прикрутят другую радиочасть.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: olegart
2016-09-11 09:53 pm (UTC)
Никак. В КИПиА используется 868/915 МГц.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: asharky
2016-09-10 04:10 pm (UTC)
Из-за бугра плюёте?
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: nervfish
2016-09-10 10:54 pm (UTC)
Юрий, объясните пожалуйста, почему IoT считается таким перспективным? Ведь сложно придумать, зачем в доме потребителя все эти сети, всё что нуждается в выходе в интернет уже его имеет?
Датчики в шахтах это хорошо, но это enterprise, т.е. весьма специфический рынок. Почему все говорят, что интернет вещей это будущее?
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: panchul
2016-09-10 11:13 pm (UTC)
Мне лично в доме даже компьютера не нужно - я читал в детстве книги, ходил в лес и не чувствовал потребности в гаджетах. Так что про дом нужно спросить у exler

А что касается других рынков - типа шахты, то там это вроде востребовано (вопросы к olegart.

Вообще вот распределение:

(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: nervfish
2016-09-11 06:24 pm (UTC)
Спасибо, видно, что о "революции" тут речь пока не идет, многие отрасли (типа мобильного сегмента) просто переназвали.
Скажите, а что значит Retail and Advertising? Что конкретно за устройства?
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: tingoose
2016-09-13 09:56 am (UTC)
Вендомат с тачскрином, или "рекламно-навигационный обелиск" на входе торгового центра, реагирующий на посетителей.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: olegart
2016-09-11 09:55 pm (UTC)
Ведь сложно придумать, зачем в доме потребителя все эти сети, всё что нуждается в выходе в интернет уже его имеет?


Электросчётчик имеет, например?
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: nervfish
2016-09-12 01:44 pm (UTC)
Счётчики хороший вариант, электрикам можно по домам не ходить, но на революционный рынок не тянут.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: tingoose
2016-09-13 10:24 am (UTC)
Вот и беда в том, что электросчётчик у нас и без IoT умудряется отдавать показания в ДЭЗ (сигнальный провод). И даже позволяет себе такую наглость не иметь вебморды.

Потому и вопрос: что же нового несёт эта самая "революция IoT", если нам из года в год показывают героические решения проблем, которые лет с 10 уже давно и исчерпывающе решаются atmega+one wire? Или вся революция сводится к тому, что на очередноё материнке догадались размещать не 10 разъёмов, а только 2 и мелких?

Имхо почти любой SoC производитель сейчас может смело заявить о "опыт разработки IoT решений с %год основания фирмы% года", вплоть до начала 90х годов прошлого века. Вон Motorolla начала творить IoT продукцию эдак в 1983м году (мобильный телефон). Даёшь 33 года IoT революции!
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: olegart
2016-09-13 10:44 am (UTC)
Вы как-нибудь в ДЭЗ (хотя именно они, впрочем, вряд ли знают) поинтересуйтесь, чего стоит прокладка и обслуживание всей этой слаботочки для счётчиков.

А также решите мне с помощью atmega + one wire, например, задачу мониторинга картофелехранилища на 10 тыс. тонн.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: tingoose
2016-09-13 11:08 am (UTC)
Так как прокладывается на этапе строительства, то не дороже прокладки электроснабжения. А так да, бесспорно, в построеный бетон тоскливо слаботочку класть. Близкое радио удобнее. Сенсорные сети, всё такое. Но при том, коли усложнаяется задача (много-много картошки хранить) - ну тогда из кармана достаём протоколы и кристальчики посложнее. И, что характерно, протоколы связи будут 80-90х годов. Хотя вот зигби новенький, аж 2003й год выдумки.

Я не обесцениваю пользу конкретных устройств и решений. Мы сами в своих роботах кушаем их все, и добавки просим. (Кстати, у Вас (Unwired Devices) они интересные. Будет время - поспрашиваю Вас по поводу 900МГц цифровой связи) Мой основной тезис в том, что концептуально весь этот IoT "уже давно с нами" задолго до того, как маркетологи обозначили революцию на дворе.

(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: olegart
2016-09-13 11:11 am (UTC)
Так как прокладывается на этапе строительства, то не дороже прокладки электроснабжения»


Эта фраза в переводе на русский язык означает «удваивает стоимость работ».

ну тогда из кармана достаём протоколы и кристальчики посложнее. И, что характерно, протоколы связи будут 80-90х годов. Хотя вот зигби новенький, аж 2003й год выдумки


Вы с кем сейчас разговариваете? С моей точки зрения, зигби — ненужное говно мамонта, и для описанных задач не подходит совершенно. LoRa подходит, только оно уже немного не 80-х годов. И не 90-х даже.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: tingoose
2016-09-13 12:01 pm (UTC)
О, LoRa интересная штука. Премного благодарен. Действительно упрощает жизнь.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: potatothief
2016-09-11 02:27 am (UTC)
Интересно.
(Reply) (Thread)
From: friend_or_foe
2016-09-11 03:43 am (UTC)
Все же не понимаю, зачем для беспроводных датчиков выдумали новое определение "интернет вещей".
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: panchul
2016-09-11 04:32 am (UTC)
Ну если бы Стив Джобс начинал презентации про айфоны, что до него был Apple Newton, Go Corporation и General Magic, то ему бы было труднее создать за айфонами очереди.

Кроме этого, это не просто "беспроводные датчики". Там есть еще и секьюрити, и специальные протоколы, и хабы, и обработка в облаке.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: _iga
2016-09-11 04:09 am (UTC)
Тема "встроенной беспроводной коммуникации" совершенно не раскрыта.

Что там у вас - LoRaWAN, SigFox, DASH7, NB-IOT?

Какая модуляция вам милее - широкополосная или узкополосная?
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: panchul
2016-09-11 04:27 am (UTC)
Я даже не буду прикидываться, что я в этом понимаю. Все вопросы к olegart
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: _iga
2016-09-11 05:51 am (UTC)
Мне надо было прежде чем писать, посмотреть видео по списку.
Если я правильно понял эти видео, olegart склоняется к LoRa.
Тогда почему у вас нет LoRa SoC? Unwired Devices приходится лепить отдельно семтеховский чип.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: olegart
2016-09-11 09:57 pm (UTC)
Потому что Semtech не продал ImgTec'у свои патенты, полагаю.

Вообще это в обратную сторону работает: если Semtech захочет сам сделать SoC (они сейчас, собственно, делают, но с STMicro на STM32), то может купить IP у ImgTec и добавить свою радиочасть и модем LoRa.
(Reply) (Parent) (Thread)