Yuri Panchul (panchul) wrote,
Yuri Panchul
panchul

Земля, небо и будущее российской электроники

Когда я был маленьким мальчиком, моей любимой книгой была "Земля и Небо". Она до сих пор стоит у меня на полке:

zemlya_i_nebo_151213_211040


Потом я в 1 классе поехал в Москву, пошел на ВДНХ в павильон "Космос", и с большим интересом познакомился там с луноходом. И вот недавно, 38 лет спустя, я повторил знакомство:

20151024_015455_voskhod

Правда теперь он стоял не в павильоне "Космос", а в Музее Космонавтики рядом с ВДНХ, в здании под взлетающей ракетой:

20151024_134642_voskhod

В музей космонавтики 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.

Когда я пришел в Музей Космонавтики, меня прежде всего поводил по нему экскурсовод, молодой человек, который лично общался с кучей космонавтов, а также, насколько я помню, участвует в казаческом движении. Поговорили о международной обстановке. Я сказал товарищу, что в Америке только в Госдепе строят козни по организации оранжевых революций, а большинство американских людей и компаний не имеют к этому никакого отношения. Также я рассказал, 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".

Потом я начал слоняться по музею и вспомнил, что в детстве на меня произвел большое впечатление рассказ про межпланетную станцию "Венера":



zemlya_i_nebo_151213_211111


Поэтому я с большим удовольствием нашел "Венеру":

20151024_015348_voskhod

И космическую станцию "Марс":

20151024_014717_voskhod

Наконец я встретил Антон Михайлова:

20151024_031104_voskhod

И Руслана Тихонова:

20151024_031211_voskhod

Они разработали набор для обучения школьников основам цифровой схемотехники на основе макетных плат и микросхем малой степени интеграции, которые содержат логические элементы, D-триггеры, счетчики и генераторы синхросигнала:

20151024_031020_voskhod

Ту читатель может воскликнуть: "Зачем это?! XXI век! Детям надо Ардуино, Лего, Разберри Пай!"

Увы, Лего/Ардуино/Разберри Пай могут научить программировать микроконтроллеры и подсоединять к ним готовую периферию, но они не показывают, как можно спроектировать сам микроконтроллер/встроенный процессор, на основе которого сделан Ардуино/Разберри Пай. Чтобы сделать первый шаг, школьнику необходимо четко понять концепции логических элементов, D-триггеров и синхросигналов. Это три фундаментальных кирпичика, без которых никак, и понимать эти концепции лучше не на симуляторе и не на ПЛИС/FPGA, а именно на микросхемах малой степени интеграции - это нагляднее, особенно для детей.

Я писал об этом раньше (Как и зачем начинать обучение младшего школьника цифровой электронике?, Набор электроники для кружка робототехники Информатикум).

Пример платы собранной из аналогичного американского набора Гибсона:

tron.ix_2_4_17_updn

После таких упражнений самых продвинутых старших школьников можно пересадить на ПЛИС/FPGA - см. "Как начать разрабатывать железо, используя ПЛИС — пошаговая инструкция"

После нашей встречи с Антоном и Русланом они начали занятия кружка. Я прочитал перед школьниками речь с рассказом о Silicon Valley, а также о том, как им повезло - они будут первым поколением электронных инженеров, которые могут, не эмигрируя, работать в России "по гамбургскому счету", то есть иметь доступ к мировой экосистеме разработки (EDA tools, semiconductor IP), участвовать в международных проектах в совместных американо-европейско-российско-азиатских командах, а также иметь доступ к международному венчурнуму капиталу и рынкам сбыта для своих разработок.

Дети с интересом послушали и приступили к своим занятиям:

20151024_031034_voskhod

20151024_031048_voskhod

20151024_031051_voskhod

Под конец Антон Михайлов устроил им тест:

20151024_031325_voskhod

А теперь немного материала для взрослых:

Японский космический корабль с гордым названием Хаябуса-2 ("Сокол"), который сейчас летит к астероиду 1999 JU3, управляется процессором HR5000 на основе довольно давно лицензированного у MIPS Technologies процессорного ядра MIPS 5Kf.

Datasheet на HR5000

А вот datasheet на его ядро MIPS 5Kf

Структура процессорного конвейера этого ядра:





И протокол шины MIPS 5Kf под названием EB (External Bus).




Кроме "Земли и Неба" моей второй по уровню любви книжкой в детстве было "Путешествие с домашними растениями":

verzilin_1

Оказалось, что в Музее Космонавтики есть и большая экспозиция по выращиванию растений в космосе:

20151024_132319_voskhod

20151024_132338_voskhod

20151024_132345_voskhod

20151024_132352_voskhod

20151024_132403_voskhod

20151024_132408_voskhod



Чему, по вашему, было бы полезно учить школьников?

Основам математической логики и электричества
11(16.4%)
Аналоговые схемы на макетной плате
7(10.4%)
Цифровые схемы на макетной плате, используя дискретные элементы (транзисторы)
3(4.5%)
Цифровые схемы на макетной плате, используя микросхемы малой степени интеграции (TTL 7400, CMOS 4000)
6(9.0%)
Цифровые схемы на ПЛИС/FPGA, с графическим вводом схемы с помощью рисования мышкой по экрану
4(6.0%)
Цифровые схемы на ПЛИС/FPGA, с синтезом из Verilog на уровне регистровых обменов
2(3.0%)
Цифровые схемы на ПЛИС/FPGA, с синтезом из VHDL на уровне регистровых обменов
3(4.5%)
Цифровые схемы на ПЛИС/FPGA, с высокоуровневым синтезом
0(0.0%)
Программирование микроконтроллеров в среде Лего
3(4.5%)
Программирование микроконтроллеров в среде Ардуино или аналонах (MPIDE)
6(9.0%)
Программирование микроконтроллеров с профессиональными тулами (например MPLAB X для Microchip PIC32)
1(1.5%)
Программирование встроенных микропроцессоров в средах типа Raspberry Pi
3(4.5%)
Программирование на Паскале на большом компьютере
5(7.5%)
Программирование на Haskell и Lisp
2(3.0%)
Ничего этого не надо, лучше увеличить курсы алгебры и геометрии
4(6.0%)
Ничего этого не надо, лучше увеличить курсы физики, химии и биологии
3(4.5%)
Ничего этого не надо, лучше увеличить курсы литературы, истории и ввести что-нибудь этическое
1(1.5%)
Другое (пояснить в комментариях)
3(4.5%)
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 21 comments