Слава Україні!
На минулому тижні я розповідав про компанію Doulos і ресурси, які вона пропонує на своєму сайті (https://t.me/ddlab_ua/38).
Сьогодні у нас книга, яку Doulos пропонує для вивчення SystemVerilog - SystemVerilog Golden reference guide.
Це скоріш довідник, яким зручно користуватись саме як довідником, але аж ніяк не книга для читання. Інформація структурована по ключовим словам по алфавіту, тому лише довідник. Але як довідник книга дуже гарна – окрім синтаксису та прикладів тут можна знайти правила використання елементів мови, поради по застосуванню та трюки при використанні (Gotcha).
Загалом книга утилітарна – довідник з простим форматуванням та оформленням. Води нема – лише потрібна інформація. Дуже раджу для використання.
Оцінка – 10 з 10.
Сама книга лежить тут: https://drive.google.com/file/d/1mCvvcfYJYGFEhrNnckR0EUyqeBzVKpsz/view?usp=sharing
#book

Слава Україні!
Сьогодні буде про Analog Devices.
Я думаю, що ви чули про компанію Analog Devices. Гарно, якісно і капець як дорого. Компанія випускає аналогові та аналого-цифрові мікросхеми різного типу. Ці мікросхеми використовуються у багатьох застосунках і для того, щоб полегшити страждання розробників Analog Devices зробила велику бібліотеку модулів та проектів на мовах опису апаратури Verilog та VHDL, а також Tcl скрипти для проектів на ПЛІС.
Сама бібліотека лежить тут: https://github.com/analogdevicesinc/hdl
Бібліотека організована по принципу каталога по роботі з окремими мікросхемами Analog Devices. Якщо ви використовували фірмові відлагоджувальні плати, наприклад, від Terasic, то там скоріш за все були мікросхеми Analog Devices. І саме для таких випадків бібліотека буде вкрай корисною. Окрім того ніхто не заважає подивитись на реалізації AXI інтерфейсу та те, як пишуть у великих компаніях.
А ось тут (ADI Reference Designs HDL User Guide) лежить відсортована бібліотека по відлагоджувальних платах та мікросхемах з лінками на гітхаб та документацію: https://wiki.analog.com/resources/fpga/docs/hdl
Загалом – дуже раджу витратити пару годин на читання та вивчення цього ресурсу.
#GitHub

Слава Україні!
Сьогодні буде розповідь про книгу не по Verilog, а по VHDL. Загалом, літератури по VHDL дуже багато і дуже якісної, тому ми не можемо пройти повз неї і не поговорити про це.
Розпочнемо з дуже класної книги, яку раніше радили під час вивчення VHDL у Масачусетському технологічному на курсі Introduction to Digital Laboratory, про який я вже писав.

Це книга Volnei A. Pedroni “Csrcuit design with VHDL” видана у 2004 році видавництвом МІТ.

Загалом книга по VHDL, але орієнтована на розробку, тому велика кількість прикладів, перелік яких займає пару сторінок книги: різноманітні арифметичні пристрої, пам'ять, цифрові фільтри, кінцеві автомати та улюблений нами контролер світлофору.

Окремо є задачі, щоб було що пописати самостійно, пояснення прикладів, симуляція (хоча і не завжди).
Ми пам’ятаємо, що VHDL – це мова опису апаратури з жорстким дотриманням типів даних, тому всі ці розповіді про стандартні типи даних, підтипи та типи, що вводяться користувачем присутні. Чудові розповіді про перехід між integer та std_logic_vector присутні.

Загалом все рівно і якісно. Загальна оцінка 9,5 з 10. -0,5 бала, бо нема кольорових картинок. А у 2003 кольоровий друк вже був.

#book

Слава Україні!
На минулому тижні лабораторія «Лампа» Київського політехнічного інституту показала приклад бакалаврської кваліфікаційної роботи, яку написав студент Українського католицького університету Pavlo Hilei під керівництвом Oleg Farenyuk Керівництво розробкою апаратної частини на основі плати Arty A7-100T Єрген Короткий з кафедри КЕОА НТТУ «КПІ» - https://t.me/kpi_lampa/1336.
Чому я зупиняюсь на цій роботі – бо це, по-перше, приклад того, як треба робити гарну наукову роботу, по-друге, це приклад тісної співпраці двох університетів та двох різних спеціальностей, третє, в роботі використаний процесор RICS-V і останнє - ця робота зроблена в LaTeX.
Давайте подивимось на неї трошки ближче.
В роботі розробляється автоматичний класифікатор модуляції з апаратною акселерацією на FPGA. В якості апаратної платформи для обчислень використовуються Soft Core процесор RICS-V. В роботі використали ядро VexRiscv https://github.com/SpinalHDL/VexRiscv. Сам процесор RICS-V має безкоштовну ліцензію, тобто його можна використовувати для свої розробок. Написаний він на SpinalHDL, який набором бібліотек на мові Scala і з якого потім генеруються VHDL/Verilog файли https://github.com/SpinalHDL/SpinalHDL.
Павло зробив апаратний прискорювач обчислення операцій для нейронних мереж. Для цього використовувалось розширення команд процесора RICS-V CFU Playground https://github.com/google/CFU-Playground. Задача цього фреймворку – розширення команд софт-процесорів для використання їх у машинному навчанні. Така реалізація прискорила виконання задачі, але більш докладно про це напишуть трохи пізніше.
І останнє, що сподобалось – верстка в LaTeX. Використовувався один зі стандартних шаблонів, а сама робота була розділена на розділи. Фінішний PDF документ компілювався вже з декількох LaTeX документів і має верстку набагато кращу, ніж те, що ми зазвичай бачимо у студентських роботах.
Загалом, враження від роботи дуже гарне. Зрозуміло, що це не ординарна робота. Такі трапляються не часто і є прикладом того, що може зробити студент 4 курсу при наявності бажання та натхнення.

OpenAI, компанія, яка розробила ChatGPT розмірковує над створенням своїх власних мікросхем для систем штучного інтелекту задля зменшення дефіциту чипів.
І згадайте понеділковий пост про роботу бакалавра

Слава Україні!
Поки я їздив десь у світі було дуже багато різного, але тут ми говоримо про ПЛІС та цифрову схемотехніку, тож ось вам новина – Інтел вирішив виділити сегмент ПЛІС у окремий бізнес.
Чого це цікаво? Бо у 2015 році Інтел купив компанію Альтера, одного з двох найбільших гравців на ринку ПЛІС. І з того часу підрозділ Інтел, що відповідає за ПЛІС довго і важко там функціонував. ПЛІС Альтери почали випускатися рідше, у Інтела одночасно почались проблеми і він став згортати різні програми. Для нас це призвело до поступового згасання конкурсу студентських робіт на ПЛІС та відчутного зменшення академічної програми по ПЛІС.
В самому Інтелі кажуть, що таке рішення дозволить новій компанії динамічно розвиватися та бла-бла-бла. Подивимось, що буде далі. Але поки Intel FPGA/Altera відстають від AMD/Xilinx десь на 1,5 – 2 роки.
Ось лінк на повідомлення від самого Інтела – https://www.intel.com/content/www/us/en/newsroom/news/intel-oct-2023-news.html#gs.732pmf
Та коментарі на EEJornal - https://www.eejournal.com/article/intel-plans-to-spin-off-fpga-group-as-an-independent-company-nine-years-after-buying-altera
Ну, а коментар від Клайва Максфілда говорить сам за себе.

Слава Україні!
Сьогодні буде розповідь про прикольний Open-Source проект, який начебто не має жодного сенсу, але дуже красиво – це 3D модель інвертора, яку можна надрукувати на 3D принтері.
Історія почалась з того, що у Гугл у співпраці з фабрикою по виробництву мікросхем SkyWater Technology (https://www.skywatertechnology.com/) опублікував бібліотеку компонентів для виробництва мікросхем SKY130 - https://skywater-pdk.readthedocs.io/en/main/contents/libraries/foundry-provided.html та репозиторій бібліотеки https://github.com/google/skywater-pdk. Це біліотека компонентів для технології 130-180 нм. Тепер можна взяти цю бібліотеку, спеціалізований софт та розробити свою мікросхему. Про те як її потім зробити і не дуже дорого розкажу якось іншого разу. )))
Так ось, Thorsten Knoll вирішив взяти одну стандартну комірку та зробити її у пластику. Ось тут https://medium.com/@thorstenknoll/open-source-ic-cells-as-3d-prints-a-rough-how-to-guide-90a8bc8b3b57 є докладна розповідь про те, як це було зроблено.
Модель вийшла повністю масштабною. Для роботи взяли компонент з бібліотеки, конвертували його в формат, який підтримується принтером. В результаті отримали купу файлів, кожен з яких відповідає за різні етапи виробництва мікросхеми – підкладинку, дифузійні області, металізації, діелектрик. Далі все було надруковано в пластику різного кольору та зібрано докупи за допомогою клею. У твіттері автора проекту є фото процесу - https://twitter.com/mostlymoss/status/1503295377910476804/photo/1
Дуже цікаво, для розуміння того з чого складається мікросхема теж корисно. Користі – нуль. Дуже подобаються такі фанові проекти.

Слава Україні!
З сьогодні починаємо розповідати про викладачів та студентів Чернігівської політехніки, які знімають відео про електроніку та цифрові технології.
І розпочнемо зі свіжого відео нашого студента 5 курсу – Богдана Велігорського. https://www.youtube.com/@bogdan_veligorskyi
Почнемо з нього лише тому, що я пообіцяв йому про нього написати, якщо він буде робити україномовний контент. І оскільки контент виходить регулярно і українською – то час підтримати Богдана у його починаннях і як там кажуть: підписка, вподобайка та дзвіночок.
Для нас, хто читає про цифрову схемотехніку, як раз вийшло нове відео про перетворення двійкових чисел в десяткові і назад - https://www.youtube.com/watch?v=jg9bWkQoPv8
Дивимось, підписуємось і чекаємо нових відео. Успіхів Богдану!
#Наші

Слава Україні!
Деякий американський інженер радянського походження з дуууууже проросійською позицією вирішив написати про те, як виглядає ситуація в українських університетах з його точки зору. Одна з його тез, яка мене радує ну прям дуже сильно – це те, що українські вчені пишуть на російській, а потім, за допомогою гугло перекладача, отримують український текст. Як це йому спало на думку – для мене загадка, але, виявляється, є така думка. Сперечатись з такими людьми я не бачу сенсу, бо їх позиція формувалась десятиліттями і її змінити ми навряд чи зможемо. А загалом, за останніх пару тижнів представники американсько-канадійського громадянства з українськими коренями дуже сильно гонять на нашу освіту. Інших вони не чують і несуть на весь світ свої думки як ленін на броньовику.

А от щоб вам було не так сумно від таких думок – ось пара свіженьких (місячної давнини) відосіків про часовий аналіз. Кажу чесно – говорив те, що думав і перекладом з російської не користувався )))
Те, що сьогодні на відео - це частина лекції про часовий аналіз в цифрових системах і ми говоримо про те, скільки часу потрібно для проходження сигналу по різних лініях, які співвідношення між сигналами виникають. Говоримо про фронт запуску та фронт фіксації, час передвстановлення (setup time) та час утримання (hold time). Дуже важлива тема, без якої важко розробляти цифрові пристрої.
Для прихильників мови Verilog – нові відео скоро будуть. Вже за два-три тижні. Не більше.

Часовий аналіз. Основні поняття. Частина 1 - https://youtu.be/LzS1_aZDqxE
Часовий аналіз. Основні поняття. Частина 2 - https://youtu.be/mS8QqIOtix8
Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1c0b7SVpS2nGymZvzJidTmjYaP1YprVGr/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true

P.S. До речі, якщо хтось таки знає людей, які спочатку пишуть російською, а потім перекладають на українську гуглом – покажіть їх – бо прямо дуже цікаво.
P.S.2 Я тут згадав, що чув таку думку (про написання текстів російською а потім переклад гуглоперекладачем) в одного з російських пропагандистів. Так що все стає на місце.

#ddLab_YouTube

Слава Україні!
Сьогодні не про ПЛІС, але гарне та корисне.
Мейкерська спільнота України вивісила інструкцію Міча Альтмана про паяння. Такий собі гарний комікс, в якому з картинками (все як ми любимо) розповідаються основи паяння.
Сама інструкція українською тут: https://makerua.org/soldering-is-easy-ua/?fbclid=IwAR2yyn5_ZGOkzBlOWvXoi6ghT4gB919dq3tCloNy2EVyDxBWAAi73uP7oaw
Качайте та читайте.

#book

Слава Україні!
Сьогодні згадаємо ще один курс з Coursera, що називається «Hardware Description Languages for FPGA Design» від університету University of Colorado Boulder, США.
Це другий курс спеціалізації по FPGA на Coursera: Introduction to FPGA Design for Embedded Systems - https://www.coursera.org/learn/fpga-hardware-description-languages
Курс дещо дивний для студента українського університету – бо відразу дві мови – VHDL та Verilog. Два тижні на VHDL, два тижні на Verilog. Як для першого знайомства – так начебто і нічого, хоча місцями буде складно. Фактично одне й те саме розповідає два викладача по черзі – від простого проекту на мові опису апаратури до FIFO. Наче й багато всього, але оскільки всього два тижні на одну мову, то все поспіхом і без деталей. Тестування нема як такого взагалі – тільки про синтезований код.
Така система вивчення мови опису апаратури вимагає багато самостійної роботи – на кожен тиждень видають читати на пару годин текстів. Тож треба готуватися до важкої роботи.
Лабораторні мені сподобались – треба запустити тестування, яке викликає зашифрований тестбенч і генерує дамп часових діаграм. Цей файл відправляється на Coursera і оцінювання відбувається автоматично – як тільки ваш дамп співпадає на певний відсоток з тим, що у розробників курсу – лабораторна зарахована.
Висновок – для студента можна використати для першого знайомства з мовами опису апаратури. Для викладача в якості заміни основного курсу із зарахуванням сертифіката – ні в якому разі. За роки існування курсу на форумі лежать відповіді на всі лабораторні.

#MOOC

Слава Україні!
Сьогодні продовжимо тему Coding Rules. І сьогодні керівництво від Freescale Semiconductor - Verilog HDL Coding. Semiconductor Reuse Standard.

Ми всі знаємо компанію Freescale як виробника мікроконтроллерів. Але ці контролери компанією розроблюються - тобто в компанії є групи розробників та тестувальників, які пишуть код на мовах опису апаратури, тестують його, а потім ще одна група робить фізичний дизайн. Тож для тих, хто пише код на Verilog і був створений такий документ, в якому дуже стисло у вигляді правил описані рекомендації по написанню коду.
Всі правила розділені на декілька груп:
- правила найменування
- коментарі та заголовки файлів
- розділення модулів на частини та повторне використання коду
- тестування та написання тестбенчів
- написання коду для синтезу.

Загалом враження дуже гарні від цього документу - 9 з 10. -1 за відсутність прикладів, але в цьому випадку документ був би разів у 4 більше. Раджу для вивчення як зразок простого написання документів та для створення своїх власних Coding Rules.
https://drive.google.com/file/d/1dT3eLWj7wYIQ7LIppVEv4yTh3m6x_vsr/view?usp=sharing
#CodingRules

Слава Україні!
Сьогодні у нас чергове відео з серії часових параметрів мікросхем.

20-1-3 Часовий аналіз. Основні поняття 3
Надходження зовнішніх даних в систему. Проходження даних через друковану плату. Джерела тактового сигналу та система розповсюдження тактового сигналу в мікросхемах ПЛІС. Розповсюдження даних всередині мікросхеми ПЛІС. Розрахунок максимальної тактової частоти системи.
Лекція від 14.09.2023.
Відео: https://youtu.be/suGtwHtEWlA
Презентація: https://docs.google.com/presentation/d/1c0b7SVpS2nGymZvzJidTmjYaP1YprVGr/edit?usp=sharing&ouid=111792405508001907736&rtpof=true&sd=true
Зміст:
00:00 - Надходження зовнішніх даних в систему.
03:45 - Тактові сигнали в мікросхемах ПЛІС.
09:23 - Розповсюдження даних всередині мікросхеми ПЛІС.
14:10 - Розрахунок максимальної тактової частоти системи.

Гарного перегляду.

#ddLab_YouTube

Слава Україні!
Виклав нове відео, в якому розпочинаємо розмову про засоби внутрішньосистемного тестування з використанням пакету Quartus Prime.
Загалом буде огляд 4 інструментів:
SignalProbe Pins - найменший вплив на систему - вивід внутрішніх вузлів проекту на вільні виводи мікросхеми ПЛІС. Для контролю необхідне додаткове обладнання - осцилограф або логічний аналізатор.
Logic Analyzer Interface Editor - інтерфейс з зовнішнім логічним аналізатором. Допомагає підключати декілька груп внутрішніх сигналів до зовнішнього логічного аналізатора.
In-System Memory Content Editor - перегляд змісту внутрішньої пам'яті в пакеті Quartus Prime. Така можливість досягається завдяки тому, що вбудовані модулі ПЛІС є двохпортовими і при реалізації однопортового модуля залишається вільним ще один порт, який і використовується для відлагоджування.
SignalTap II Logic Analyzer - найбільш потужний інструмент внутрішньосистемного тестування. Вимагає багато ресурсів в мікросхемі ПЛІС - як логічних елементів так і внутрішньої пам'яті.
Власне в першому відео з цієї теми - загальні думки про внутрішньосистемне тестування та більш докладно про SignalProbe Pins.
https://youtu.be/HRXnTaVvNfA

Гарного перегляду!

#ddLab_YouTube

Слава Україні!
Минулого тижня на каналі Лабораторії цифрового дизайну вийшло відео про роботу з зовнішнім логічним аналізатором. Цей інструмент дозволяє комутувати сигнали з ПЛІС на зовнішні виводи, до яких приєднано логічний аналізатор. Модуль інтерфейсу зовнішнього логічного аналізатора, розташований всередині мікросхеми ПЛІС, дозволяє комутувати декілька груп сигналів на одні й ті самі виводи ПЛІС. Таким чином, на екрані зовнішнього логічного аналізатора можна спостерігати різні сигнали та аналізувати роботу різних схем в ПЛІС. Керування комутацією відбувається за допомогою пакету Quartus Prime, а це означає, що логічний аналізатор може бути будь-яким – як зовнішнім пристроєм так і модулем, що підключається через USB порт до комп’ютера. В першому випадку функціонал зовнішнього логічного аналізатора визначає розмір внутрішнього буфера, формування умови запису та можливості розпізнання зовнішніх інтерфейсів, наприклад, DDR2 та DDR3. У випадку використання модуля, що підключається до USB порту до комп’ютера, функціонал роботи програмного забезпечення буде визначати можливості. Зазвичай дешеві логічні аналізатори дозволяють декодувати різні цифрові протоколи, такі як I2C, SPI, UART, CAN тощо.
Загалом, інтерфейс зовнішнього логічного аналізатора – це дуже зручний інструмент для аналізу сигналів всередині ПЛІС і його використання цілком можливе як в навчальній так і домашній лабораторії.
Лінк на саме відео: https://youtu.be/bOVcHbEco70

#ddLab_YouTube

Слава Україні!
Сьогодні розповідь по свіжих враженнях про інсталяцію ліцензійного софта від Інтел.
Розповідь про втрачені мрії, біль та страждання в декількох актах. Нецензурні вислови опущені, щоб не травмувати дитячу психіку.
Пару тижнів тому я змінив систему і поставив нову (для мене, бо реально бу після майнінгу) материнську плату. Встановлення 10 вінди призвело до втрати купленої ліцензії, але то інша історія. Мінус два дні.
Далі вирішив встановити Квартус на чисту систему, що записати відео українською. Бо старе відео на російській треба замінити. Для запису берем OBS Studio, звечора все налаштовуєм і зранку починаємо писати.
Перший крок – треба скачати Квартус під 10 вінду та для трьох різних сімейств ПЛІС – Циклонів 4 і 5, та МАХ 10. Остання версія Квартуса – 23.3. Але для версії Pro. Для таких як я, що користуються безкоштовною Lite – остання версія 22.1.2. Щоб не сильно розслаблялися. Ну, ок. Нам то сильно багато не треба, хоча в 23 версії є NIOS V, що побудований на основі RISC V. Знов, ок.
Далі, як досвідчена людина, я йду перевіряти підтримку сімейств квартусом. Виявляється, що остання версія квартуса у варіанті Lite не підтримує сімейство МАХ10! Останнє, найновіше сімейство ПЛІС в лінійці МАХ не підтримується, а MAX II, MAX V і навіть перший МАХ – підтримується! Тобто найбільш популярна плата DE10 Lite, яку користує багато університетів в світ вже не буде працювати. Знов, ок.
Продовжуємо. Будемо шукати де саме можна подивитись яка з версій остання, що підтримує МАХ10. На сайті інтела знаходимо розділ - Intel® Quartus® Software Latest Version for Device Support. Тобто яка остання версія квартуса які ПЛІС підтримує. Якщо ви думаєте, що все ок – от і ніт! Обираємо МАХ10 і бачимо, що у варіанті Lite – це 21.1. Ну, ок. Але, якщо обрати завантаження окремих файлів для інсталяції в розділі Individual Files, то бачимо, що остання версія – 22.1! Вже тіпає, але, ок.
Качаємо, ставимо. Все це під запис. Ставимо драйвера. Все - ок. Але потім виявляється, що голос сів так, що запис показувати людям не можна. Викинув відео.
Якщо ви думаєте, що пригоди закінчились – ніт!
Для роботи з NIOS II треба вручну скачати Eclipse IDE. Раніше ставився автоматом. Тепер треба руками. Якщо не знати – будеш довго думати, що за фігня. Я вже знав.
Але фіналом стало те, що Questa*-Intel® FPGA Edition, яка замінила ModelSim вимагає встановлення безкоштовної ліцензії. Яку треба взяти на сайті інтела у Intel® FPGA Self Service Licensing Center. І, як завжди у Інтела, треба зареєструватися. Причому реєстрація на УВАГА! сайті Microsoft з логіном від Microsoft. Маючи акаунт на Інтел я з нього іду в майкрософт і там реєструюсь з робочим акаунтом Макрософт. Але і тут не все. Тепер треба генерувати ліцензію для Квести. Тут я зламався і нахрін зніс 22-й квартус і поставив 18.
Висновок – Інтел – це повний звіздець! І мінус купа часу як у мене так і у студентів, які поставили 22 квартус.

Слава Україні!
Сьогодні у нас багато відео (86 відео в плейлисті) – це записи конференції RISC-V Summit North America 2023. Ця конференція пройшла у Каліфорнії 7-8 листопада. Тобто дуже свіжі відео.
Нагадаю, що RISC-V — це відкрита архітектура інструкцій центрального процесора, що базується на принципах RISC. RISC-V має широкий спектр потенційних застосувань. Його можна використовувати в мобільних пристроях, таких як смартфони та планшети, вбудованих системах, таких як контролери промислового обладнання, і центрах обробки даних.
RISC-V є відносно новою технологією, але вона швидко набирає популярності. У 2023 році RISC-V використовується в продуктах понад 200 компаній, і цей список постійно зростає.
Якщо вам цікава архітектура процесора та RISC-V, то раджу для початкового кроку почитати останню версію книги Харріс і Харріс «Цифрова схемотехніка та архітектура комп’ютера» 2023 року. Вона якраз є вступним курсом в архітектуру RISC-V.
Щодо конференції. Тут розклад і теми доповідей: https://events.linuxfoundation.org/riscv-summit/program/schedule/
Тут плейлист YouTube: https://www.youtube.com/playlist?list=PL85jopFZCnbMfMRR25ENcRkhhAUGwP5C5

#RISC_V

Слава Україні!
Перебираючи старі архіви наштовхнувся на випуски журналу XCell, який видавала компанія Xilinx протягом 25 років. Перший номер вийшов у 1989 році, а останній – 94 номер у 2015. Після цього журнал перестали видавати. Пояснень на припинення видання журналу нема, але скоріш за все це загальна тенденція – припинення існування журналів. Така доля спіткала не тільки XCell, але і журнал про ПЛІС компанії Altera. Але про то іншим разом.
Щодо журналу – зрозуміло, що він був на половину рекламою продукції Xilinx, але були і доволі гарні статті. Тому раджу скачати та погортати.
Ось тут, наприклад, можна подивитись останній номер: https://issuu.com/xcelljournal/docs/xcell94/7.
Скачати журнали можна ввівши в рядок пошуку таке: https://www.xilinx.com/publications/archives/xcell/Xcell94.pdf Це для номера 94. Як скачати всі інші номери спробуйте вгадати самі.

#book