May 3rd, 2017

Приглашение в микроэлектронику. Лекция Юрия Панчула в Малой академии наук Украины.

Приглашение в микроэлектронику. Лекция Юрия Панчула в Малой академии наук Украины.

История микроэлектроники в мире и в Украине. Основные концепции: транзистор, комбинационная и последовательностная логика, языки описания оппаратуры и их синтез, массовые микросхемы ASIC и их прозводство на фабрике, реконфигурируемые микросхемы ПЛИС / FPGA и их применение в обучении. С чего начинать и как это может со временем улучшить Украину.

Видео лекции на youtube https://youtu.be/1Z44yB4l2lg



Лекция проводилась как части недели микроэлектроники для школьников в Киеве в конце апреля 2017 года:

http://electronics-ukraine.com/
http://ukrtronics.strikingly.com

Материалы, на которые происходят ссылки в лекции:

http://www.silicon-ukraine.com/public_materials/2016_11_04_one_day_mipsfpga_connected_mcu_materials_public_for_the_website/

https://habrahabr.ru/users/yuripanchul

https://geektimes.ru/users/yuripanchul/topics

Заключение лекции от Светланы Хуткой

Вопрос от одного из участников хакатона в Киеве

Один из участников семинаров и хакатона в Киеве задал мне такой вопрос: "Мне нравится подключать различные платы, датчики и т.д. Поэтому я хочу у вас спросить, какая профессия соответствует тому, перспективно ли это и немного хочу узнать как вы начинали свой путь в этой сфере?"

Написал ответ:

Если вам это нравится, вы можете рассмотреть различные работы в области Electrical Engineering и Embedded System Design, в том числе:

1. Разработка микросхем и печатных плат, в том числе хардверных интерфейсов для интеграции процессора в системе на кристалле с контроллерами периферийных устройств, в том числе сенсоров

2. Написание программного обеспечения для встроенных систем, в том числе драйверов для интеграции с сенсорами

3. Создание программных средств автоматизации проектирования микросхем, печатных плат и систем (hardware / software codesign)

4. Проектирование электронных систем, например гаджетов или например бортовых компьютеров

5. Специалист по технологиями производства

Примеры работ в области разработки микросхем и печатных плат:

1.1 Разработчик цифровой логики блоков внутри микросхемы - RTL Design Engineer, пишет код на языке описания аппаратуры (Verilog и/или VHDL) на уровне регистровых передач (Register Transfer Level - RTL. Этот код после логического синтеза, размещения и трассировки превращается в часть микросхемы ASIC (Application Specific Integrated Circuit) - или в конфигурацию FPGA / ПЛИС.

1.2 Специалист по физическим аспектам микросхемы - ASIC Physical Design Engineer - использует средства проектирования типа Synopsys IC Compiler для floorplanning (планирования геометрического расположения блоков системы на кристалле, решения физических проблем питания, помех итд). См. слайды про implementation в http://www.silicon-ukraine.com/public_materials/2016_11_04_one_day_mipsfpga_connected_mcu_materials_public_for_the_website/04_present_nanometer_asic_seminar/dna.rus.2016.MIPS.pdf

1.3 Разработчик аналоговых блоков, например преобразователь сигнала от антенны - Analog / Mixed Signal Hardware Design Engineer.

1.4 Специалисты по моделированию и верификации - Hardware Simulation Engineer, Hardware Verification Engineer, Performance Modeling Engineer. Одна из технологий верификации - написание на языке SystemVerilog специфической программы (среды тестирования), которая бомбардирует блок логики псевдослучайными транзакциями, ограниченными определенными правилами, и ведет учет покрытия интересных сценариев, и сравнения поведения этого блока логики с его высокоуровневой моделью (coverage-driven constrained-random verification methodology).

1.5 Разработчик системы на кристалле - SoC Design Engineer - комбинирует блоки спроектированные разными производителями (процессоры, графические процессоры, DSP процессоры, память и т.д.), рассматривает взаимодействие софтвера и хардвера.

1.6 Разработчик архитектуры (как процессор выглядит для программиста) и микроархитектуры (блочная организация, стадии конвейера) - CPU Architect, CPU Microarchitect.

1.7 Другие профессии, например Solutions Architect - человек, который ездит по клиентам (электронным компаниям разного размера) и консультирует их, как использовать те или иные IP блоки (процессоры, DSP итд) для разработки системы на кристалле.

Подобный список можно написать и для других областей (embedded system design, silicon manufacturing итд).

Куда пойти учиться - поговорите например с Евгением Коротким из КПИ, он ставит там обучение таким профессиям - https://www.facebook.com/korotkiy.eugene

Мой путь был довольно непрямой: программирование компиляторов - программирование средств проектирования встроенных систем - программирование средств проектирования микросхем (Electronic Design Automation - EDA) - моделирование хардвера - верификация на уровне ядра - верификация на уровне блоков - написание RTL для FPGA и (в последнее время) ASIC.