​​📺Полчаса на код и два дня — на его проверку: как работают инженеры-верификаторы

Если на одном из этапов проектирования ракеты-носителя была допущена ошибка, то в космос она вряд ли полетит. С микросхемами и другими аппаратными блоками ситуация схожая. И это касается не только космически огромных затрат на их R&D. Ошибка, допущенная в процессе проектирования микросхемы, может привести к тому, что готовое устройство не будет работать так, как запланировано, или вовсе откажет. Минимизировать подобные риски позволяет этап верификации, когда инженерная команда убеждается, что результаты разработки соответствуют всем заложенным требованиям.

Деталям этого процесса посвящен новый выпуск подкаста «Битовые маски». В гостях у ведущих — Алексей Ковалов, который сейчас руководит группой модульной верификации в YADRO, в раньше тестировал аппаратные решения для Wi-Fi-сетей в международной компании Quantenna. Он рассказал, как и почему пришёл в профессию, и обсудил с ведущими языки и методологии, которые используют инженеры-верификаторы.

Из выпуска вы узнаете:
▪По каким критериям инженеры принимают решение о том, что блок верифицирован;
▪Что такое Universal Verification Methodology и зачем она нужна;
▪Какие особенности есть у языка SystemVerilog и какие другие технологии могут применяться для верификации;
▪Может ли у бита быть не два значения, а четыре;
▪Каких навыков ожидают от начинающих верификаторов и с чем нужно будет разобраться в первые месяцы работы.

Также Алексей поделится практическим опытом работы с проектами, где много legacy-кода, и приведет примеры «токсичных» интерфейсов для верификаторов.

Смотреть 📺 | Слушать 🎤

#программы #подкасты #битовыемаски

​​📄Процессор RAD750: стойкое «сердце» марсоходов, космических телескопов и спутников

15 лет назад телескоп «Кеплер» покинул Землю и отправился на поиски планет, пригодных для жизни. По плану его миссия должна была занять 3,5 года, на практике же она продлилась больше 9 лет. Управление «Кеплером» обеспечивал процессор RAD750 компании BAE Systems, которая специализируется на производстве авиационной и космической электроники.

RAD750 спроектирован специально для стабильной и долгой работы в агрессивных средах. Высокая надёжность и радиационная стойкость сделала этот процессор «любимчиком» NASA: именно его использовали для создания телескопа «Джеймс Уэбб», марсоходов «Кьюриосити» и «Пресеверанс» и других знаменитых космических аппаратов. В этом посте рубрики #dieshots мы расскажем, что делает RAD750 особенным.

Отличия от «земного» аналога

RAD750 — это, по сути, процессор совместной разработки IBM и Motorola PowerPC 750, на базе которого в то время собирались персональные компьютеры Apple iMac G3 — знаменитая серия Macintosh — за несколькими важными отличиями. RAD750 сохраняет работоспособность при температурах от −55 до 125 °C и поглощённой доле радиации до 1000 крад. Для сравнения, обычная «пользовательская» микросхема может перестать нормально функционировать уже после 5 крад. Ещё одна особенность RAD750 — это развитая схема динамического контроля производительности и энергопотребления. Она позволяет эффективно управлять работой бортовых вычислителей в условиях дефицита электроэнергии.

Если процессор PowerPC 750 стоил порядка 500 долларов, то цена его космического аналога превышала 200 тысяч долларов. Микросхемы для космоса в целом значительно дороже коммерческих. Причин высокого ценника множество, основные из них — расширенный температурный диапазон работы, вибро- и радиационная стойкость, мелкосерийное производство и очень тщательное тестирование. За пределами Земли надёжность оборудования особенно важна: если что-то пойдёт не так, заменить микросхему на расстоянии в миллионы километров просто не получится.

Особенности радиационной защиты

Когда атмосфера нашей планеты перестаёт сохранять электронику от постепенного накопления облучения и тяжёлых заряженных частиц, защиту приходится продумывать инженерам. Например, использовать аппаратно троированные регистры: там, где у обычного процессора будет стоять один триггер, в устойчивом к радиации будут три, что позволяет снизить вероятность ошибок.

Если площадь кристалла коммерческого PowerPC составляет 67 квадратных миллиметров, то у RAD750 она почти в два раза больше — 120 квадратных миллиметров. В одной из своих статей Валерий Шунков, который занимается разработкой радиационно стойких микросхем для космоса, говорит, что «различия в размерах блоков памяти заставляют предположить использование многотранзисторых радстойких ячеек памяти с встроенным резервированием». Обычно это 10 транзисторов вместо 6.

На борту именитых космических аппаратов

Первый RAD750 появился в 2001 году, и с тех пор он собрал обширный послужной список. Кроме космических аппаратов, которые мы уже называли, этот процессор использовали для создания гамма-телескопа «Ферми», межпланетарной станции «Джуно», миссии STEREO по изучению солнечной активности и искусственного спутника Луны Lunar Reconnaissance Orbiter. Сколько точно CPU от BAE Systems бороздят космический вакуум, неизвестно. Джим ЛаРоса, один из директоров компании, озвучивал, что спутников на базе RAD750 на одной только околоземной орбите больше сотни, и ни один из процессоров не вышел из строя за время эксплуатации.

Из-за дороговизны микросхемы и окружающей её секретности фото кристалла RAD750 в высоком разрешении в сети нет, но мы отыскали небольшой снимок в одной из лекций университета Berkeley. А узнать больше о том, как разрабатывается микроэлектроника для космоса вы сможете из интервью и лекции Романа Жарких, проектировщика бортовой электроники и космических платформ, а также из источников в комментариях к посту.

#приборы #космос

​​❓Найди то — не знаю что: как отлавливать сложные баги в системах хранения данных

Порядок действий в большей части тестов обычных приложений можно описать так: нужно зафиксировать начальное состояние системы, выполнить набор управляющих воздействий, а затем проверить, что финальное состояние системы соответствует ожиданиям. Но с такими высоконагруженными системами, как системы хранения данных, этот подход не работает по ряду причин. Как минимум из-за высокой интенсивности поступления входящих запросов и их большой вариативности.

Поэтому для тестирования и отладки СХД используется иной подход. Инженеры моделируют различные нагрузки и проверяют, что система обрабатывает их корректно. Основная задача — сымитировать как можно больше возможных тестовых сценариев. При этом нужно понимать, что их число никогда не будет исчерпывающим.

Главный эксперт по разработке ПО в YADRO Никита Гуцалов рассказал, как обеспечить быстрый поиск и исправление багов даже в такой сложной системе, как СХД. И какие решения, иногда специально разработанные под задачу, помогают разрешать даже самые запутанные случаи.

Из текста вы узнаете:

▪Что усложняет поиск багов в СХД;
▪Какие три условия существования ошибки должны быть удовлетворены, чтобы легко ее идентифицировать;
▪Как команда TATLIN.UNIFIED справилась с проблемой, где отсутствовали все эти условия;
▪Какие инструменты для траблшутинга облегчат работу инженера по тестированию.

Читать статью ➡

#схд #приборы #инструменты

​​📍5 способов писать эффективный код на Go: от названий переменных до архитектуры

Эффективная разработка — это далеко не всегда про планирование спринтов и оценку задач. Часто эффективность написания кода зависит от процессов, налаженных инженерами и руководителями команд. В каждом языке программирования есть свои приёмы, используя которые можно писать код более продуктивно.

В новом материале эксперты компании YADRO — руководитель группы разработки подсистем Геннадий Ковалёв и эксперт по разработке ПО Даниил Подольский — обсудили способы повысить эффективность написания кода в команде Go-разработчиков. Авторы уверены, что ультимативный синтаксис и чистая архитектура помогают командам быстрее и слаженнее решать задачи, и доказывают это на практических примерах.

Из статьи вы узнаете:

▪Что такое эффективный код с точки зрения менеджера, разработчика и стороннего пользователя:
▪Как линтеры повышают читабельность кода;
▪Важен ли нейминг переменных в Go;
▪В каких случаях необходима документация к коду;
▪Каким правилам работы с архитектурой следуют авторы.

Некоторые тезисы дискуссионные — например, авторы по-разному относятся к вопросу нейминга переменных и комментариям в коде. Возможно, у вас есть альтернативное мнение и иные практики повышения эффективности разработки. Расскажите, каких правил придерживаетесь вы?

Читать статью ➡

#программы #языкипрограммирования #go

​​📺Полиимид и УФ-лазер: как производят гибкие печатные платы

Далеко не во всех устройствах можно использовать печатные платы на жёстком основании — знакомые по фотографиям электроники зелёные прямоугольники из стекловолокна и фольги. Где-то этому мешает причудливая форма корпуса, где-то — необходимость монтировать значительное количество микросхем в ограниченном пространстве. Например, к таким устройствам относятся слуховые аппараты и кардиостимуляторы, складные смартфоны и планшеты.

В таких гаджетах применяют гибкие печатные платы (FPC). Они могут принимать практически любые формы и позволяют без лишнего труда соединять микросхемы между собой. Большое преимущество гибких печатных плат — маленький вес и габариты, что отвечает тренду на уменьшение размеров электронных устройств. Спрос на FPC стабильно растёт в последние годы, и аналитики ожидают, что объём их рынка достигнет 21.4 млрд долларов к 2028 году. Это 20% от прогнозируемого мирового рынка всех видов печатных плат.

Производство FPC — технически сложный процесс, в котором используются прецизионные роботы, высокотехнологичные полимеры и даже токсичные химикаты. Инженер Скотти Аллен побывал на фабрике JLCPCB, которая производит гибкие печатные платы, и запечатлел на видео каждый этап производства. Вместе с сотрудниками предприятия он подробно рассказывает о том, как полиимидная плёнка постепенно превращается в конечный продукт, а также какие материалы и машины при этом используются.

Из видео вы узнаете:
▪Почему гибкие печатные платы жёлто-оранжевые, а не традиционно зелёные;
▪Зачем при их производстве применяют цианид и обычный скотч;
▪Какие существуют типы оснастки для производства гибких печатных плат;
▪Какие части производства автоматизированы, а что по-прежнему делают вручную;
▪Сколько раз фабрика проверяет качество платы в процессе её изготовления.

Смотреть видео ➡

А узнать больше про основные виды печатных плат, сложности организации их выпуска и особенности рынка электроники в России можно из лекции Екатерины Алясовой, заместителя директора производства по направлению печатных плат в YADRO.

#приборы #печатныеплаты

​​🔖Экзотические птички от IBM: новые квантовые процессоры Condor и Heron

Большой шаг к миру применимых на практике квантовых систем сделала IBM. Недавно компания объявила о выходе сразу двух квантовых процессоров, каждый из которых в своем роде рекордсмен.

Первый — Condor (Кондор) — крупнейший процессор на основе трансмонов (тип сверхпроводящих кубитов, снижающих чувствительность к зарядовому шуму) и содержит 1 121 кубит. Второй — чип Heron (Цапля) с 133 кубитами. Несмотря на скромное в сравнении с тем же Кондором число кубитов, Цапля выделяется отличной работой инженеров по снижению количества ошибок при выполнении операций над отдельными кубитами и их парами.

Обе системы, представленные в привычном форм-факторе кремниевого чипа, открывают новые горизонты для дальнейших побед на запутанном во всех смыслах пути развития квантовых технологий. В чем особенность «экзотических птичек» от IBM, какие еще технологии и компании двигают прогресс в области квантовых процессоров на сверхпроводниках и стоит ли ожидать такой чип в ноутбуке? Разбираемся вместе с Михаилом Захаровым, кандидатом физико-математических наук, продуктовым менеджером YADRO и энтузиастом квантовых технологий.

Читать заметку ➡

#приборы #вычислительнаятехника #историятехнологий

​​🔖Обратный отсчёт: пять текстов о новых технологиях в космосе

Со времён первого полёта в космос человечество уверенно «обживает» пространство за пределами стратосферы. За 63 года космические технологии шагнули далеко вперёд: появились спутниковая связь и сверхточные телескопы, а также частные компании, которые изучают космос.

В День космонавтики предлагаем вам пять статей от учёных и инженеров, которые помогут понять, какой путь прошли космические технологии, и заглянуть в будущее — например, узнать о применении открытой архитектуры RISC-V в космосе. Запускаем обратный отсчёт:

5. Интервью со старшим научным сотрудником Института прикладной математики РАН Данилом Ивановым о современных спутниковых системах. Вы узнаете, что объединяет спутники 1957 года с современными аппаратами и как устроены распределённые космические системы. А ещё посмотрите лекцию Данила — в ней эксперт на примерах рассказывает, кто и как управляет системами спутников в космосе.

4. Заметка о том, как звонок мамы и шоколадный пудинг помогли учёному придумать новую конструкцию телескопа. Дело в том, что у современных аппаратов есть ряд проблем, решением которых могут стать телескопы, которые отправятся за пределы атмосферы на огромных воздушных шарах.

3. Статья Николая Тернового, инженера по разработке аппаратного обеспечения и амбассадора RISC-V International, о перспективах применения архитектуры RISC-V в космосе. Благодаря её экосистеме и лицензионной политике сильно упростилась разработка бортового вычислителя для космического сателлита.

2. Интервью Романа Жарких, руководителя направления наноспутников в «Спутникс», о частных компаниях, которые производят космические спутники. Роман рассказывает, как обстоят дела в области разработки компонентов современных космических систем в России, почему в этой сфере появляются новые подходы и коммерческие компании, и каковы перспективы их существования.

1. Статья Сергея Пехтерева, генерального директора «Сетьтелеком» и «Рэйс Телеком», о развитии спутниковой связи в России и низкоорбитальных спутниках. Спутник, расположенный на высоте более 35 000 км от Земли, значительно уступает в эффективности аппарату на высоте 500 или 1000 км. Но в создании и запуске низкоорбитальных спутников есть сложности. Какие — узнаете из статьи.

Поехали!

#космос #приборы #историятехнологий #спутники

​​📺Концерт для 16 соленоидов: как промышленный компонент стал первой скрипкой арт-инсталляции

Соленоиды — один из вариантов катушек индуктивности — широко применяют в машиностроении. Эти небольшие комплектующие можно найти в системах тушения пожаров, холодильном оборудовании, различных системах очистки. На цилиндр конструкции соленоида намотан проводник — в один или несколько слоев. Когда на обмотку поступает электрический ток, внутри соленоида образуется магнитное поле, благодаря которому его сердечник втягивается внутрь и движется.

Этот кинетический эффект стал вдохновением для арт-инсталляции «Прометей», задумку которой воплотили студенты программы ArtTECH в МИСИС. В основе идеи — древнегреческий миф о титане, который вопреки воле богов принёс людям необходимый для жизни огонь. Огонь, который также стал символом творчества, своеобразного «горения» идеями, без которого невозможно ни искусство, ни инженерное дело.

В инсталляции Прометей представлен метафорически — плитой акустического мрамора, «закованного» в корсет из 16 соленоидов. Плита символизирует скалу, к которой разгневанные боги приковали своевольного титана. А звуки от движения соленоидов отсылают к орлу, которые методично клевал Прометея, обрекая его на вечные муки.

Инсталляция в авторстве Александра Василенко и Глеба Иванова — настоящий инженерный проект. По окружности плиты художники расположили 16 напечатанных на 3D-принтере креплений, в которых с фронтальной стороны установлены соленоиды, а с обратной — светодиоды. Соленоиды управляются через шестнадцатиканальное реле и Arduino, а светодиоды — через протокол Art-Net.

Своеобразную «инженерную» симфонию — управление всеми элементами инсталляции — обеспечивает TouchDesigner. Это язык визуального программирования для интерактивного мультимедийного контента в реальном времени. В TouchDesigner загружается MIDI-партитура, которая инициирует сигнал. Светодиоды загораются в тех местах, где бьют соленоиды, обеспечивая синхронность работы инсталляции. Художники красиво описали это как «эффект получения искры от удара по мрамору».

В движении соленоидов нет механической ритмичности, характерной для строгих промышленных задач. Загруженная MIDI-партитура — настоящий концерт для 16 соленоидов, вдохновленный греческой музыкальной традицией. Произведение разбито на три акта как отсылка к трехчастным драматургическим произведениям, впервые представленным в древнегреческих театрах. Художники вдохновлялись евклидовыми ритмами, ладовыми конструкциями, музыкой сфер и музыкальными традициями греческих художников и мыслителей.

Смотреть видео ➡

Этот пост мы написали в соавторстве с Ольгой Ремнёвой, арт-консультантом, специалистом по Art&Science и автором Telegram-канала «Мы вернёмся к красоте». Ранее мы с Ольгой обсуждали границы между технологиями и искусством, которые постепенно размываются. И продолжаем развивать эту тему в рубрике #техноарт.

#складума #artscience

​​🔖Nokia: поучительная история многолетнего сотрудничества горячих финских инженеров и холодного скандинавского менеджмента

Пожалуй, самая известная финская компания — Nokia — была основана в 1865 году и в то время занималась производством целлюлозы. Постепенно компания осваивала новые категории ассортимента: выпускала покрышки и резиновые сапоги, занималась выработкой электроэнергии, производством пластика, химических материалов и бытовой техники. Но всемирную известность бренд получил благодаря первым моделям сотовых телефонов, которые быстро стали доступны большому числу людей.

Пережив внутренний кризис в конце 80-х, фокусным направлением для развития бизнеса Nokia выбрала телекоммуникационное оборудование, отважно вложив в него все силы. И уже в 1992 году компания начала продажи модели 101 — аналогового мобильного телефона, который весил невообразимые для того времени 275 грамм. Эта модель стала первой ступенькой для Nokia на пути к вершинам рынка сотовой связи и телеком-оборудования.

К 2001 году инженеры компании создали первый массовый мобильный телефон стандарта GSM, добавили в свои устройства игру «Змейка» и даже начали продажи смартфона со встроенной камерой. А к концу нулевых Nokia была лидером мирового рынка сотовых телефонов с долей в 34%.

Но наступление эры смартфонов и магазинов приложений, открытых сторонним разработчикам, заметно пошатнуло позиции компании. В 2011 году Nokia свернула разработку собственных операционных систем, а через три года всё направление по производству мобильных телефонов приобрела Microsoft.

Как именно компания стала номером один и что привело к потере рынка? К предстоящим выходным мы подобрали для вас художественный мини-сериал и документальный фильм о Nokia. Они не только рассказывают историю появления легендарных телефонов, но и раскрывают влияние корпоративных ценностей и инженерной культуры на успешность бизнеса.

▪Художественный мини-сериал «Сделано в Финляндии»
Действие происходит в 1988-1991 годах. Nokia переживает сложный период: смену руководства, падение выручки и патентный спор с Motorola, который может закончиться потерей всего американского рынка. Руководство компании принимает решение отказаться от новых проектов, в том числе от разработки мобильного телефона H300, задуманного как ответ Motorola MicroTac.

Заморозка проекта не останавливает инженера Ристо Салминена. Он продолжает работать над прототипом H300 по ночам и на выходных, даже закладывает дом, чтобы заказать необходимые компоненты. Его нежелание отказаться от инженерной мечты и своевременная поддержка нового руководителя станут судьбоносным для компании.

▪Документальный фильм «Nokia — мы соединяли людей»
О Nokia — словами ее инженеров, разработчиков, юристов и топ-менеджеров. Фильм Арто Коскинена позволяет проследить цепочку изменений в инженерной и корпоративной культуре компании, которые незаметно сделали новые технологические прорывы невозможными.

От стремления создавать революционные продукты к консервативному подходу, где не место серьезным изменениям и риску. От ценности «уважение людей» до просто «уважения». От горизонтальной структуры с одинаковой для всех зарплатой до матричной с многомиллионными бонусами отдельным сотрудникам. И в целом о том, как мотивация создавать лучшие идеи и проекты незаметно уступает место страху выйти из машины на парковке офиса.

Какие фильмы про технологические компании вы бы посоветовали? Пишите в комментариях к посту.

#приборы #фильмнавыходные #телеком

​​📄С широко открытыми глазами: как оценить качество PCIe-соединения без дорогого осциллографа

Интерфейс PCI Express используют для подключения к материнской плате компьютера высокоскоростного периферийного оборудования. Например, видео- и звуковых карт, адаптеров Ethernet или некоторых типов твердотельных накопителей.

При запуске новых плат и устройств с PCIe-соединениями недостаточно просто вставить сетевую карту в слот. Нужно произвести дополнительные настройки, чтобы на каждой полосе установилось соединение — поднялся линк. То есть приёмопередатчики на обоих концах распознали друг друга, договорились о кодировке и скорости передачи.

Долгое время без дорогих инструментов нельзя было убедиться, что установленный линк достаточно устойчив и не пропадёт при малейших воздействиях температуры или влажности. Ситуация изменилась с появлением четвёртого стандарта PCIe и функционала Lane Margining.

Сергей Мирошниченко, руководитель отдела системного программирования в YADRO, рассказал, как теперь можно оценить качество PCIe-соединения без специальной аппаратуры. А также о созданной его командой утилите pcilmr, которая значительно упрощает решение этой задачи.

Из статьи узнаете:
▪Что такое глазковая диаграмма и почему хороший «глаз» должен быть широко открыт;
▪Как измерить «глаз» без осциллографа для частот в десятки ГГц в теории и на практике;
▪Какую информацию даёт инженеру утилита pcilmr;
▪С какими любопытными нюансами команда столкнулась при разработке утилиты.

Читать статью ➡

#приборы #инструменты

​​🎤Между процессором и пользователем: как разрабатывают операционные системы

Новый гость подкаста «Битовые маски» может быть знаком вам по выступлениям на конференциях The Linux Foundation. Алексей Бродкин уже 16 лет работает в Synopsys и сейчас руководит командой инженеров, которые разрабатывают операционные системы — не только Linux, но и ОС реального времени (RTOS).

Расстояние в тысячи километров между гостем и ведущими не помешало им записать интересную беседу об особенностях разработки операционных систем и их поддержки для разных процессоров и архитектур. А ещё обсудить грядущее процессорное семейство Synopsys — ARC-V, которое будет использовать набор команд RISC-V.

Из этого выпуска вы узнаете:
▪Почему вероятность появления новой большой и полноценной операционной системы очень мала;
▪Что представляет из себя уровень аппаратных абстракций в ОС;
▪Почему термин «операционная система реального времени» может вводить в заблуждение;
▪Происходит ли миграция функциональности между Linux и RTOS;
▪Можно ли начать разработку ОС до появления микросхемы в кремнии;
▪Как связаны прерывания, их обработчики и планировщик задач.

Смотреть 📺| Слушать 🎤

#программы #подкасты #битовыемаски

​​📖“Hello, world, I am ARM”: история большого успеха маленького чипа ARM1

В апреле 1985 года сотрудники компании Acorn Computers Стив Фарбер и Софи Уилсон получили с фабрики процессор, над дизайном которого работали 18 месяцев. После подключения чипа к специальному разъёму компьютера BBC Micro и пары дополнительных настроек инженеры ввели команду PRINT PI. На экране появился ответ: “Hello, world, I am ARM”. Так поприветствовал своих создателей ARM1 — самый первый процессор на ARM-архитектуре.

За прошедшие почти 40 лет общий объём поставок чипов на базе ARM превысил отметку в 280 млрд штук. Низкая стоимость, энергопотребление и маленькое количество выделяемого при работе тепла сделали ARM-процессоры фаворитами для портативных устройств, включая iPhone и iPad. Небольшая компания, которая не была до конца уверена в успехе разработки собственного чипа, даже не могла представить такое будущее. Рассказываем, как появился чип Acorn RISC Machine под номером 1 и чем он примечателен, в рубрике #dieshots.

Читать заметку ➡

#приборы

​​❓ Рецепт приготовления плазмы в домашних условиях: научное объяснение популярного эксперимента с виноградом в микроволновке

Первые видеозаписи эксперимента с виноградом в микроволновке появились в 1995 году. Половинки ягоды провоцировали генерацию плазмы — эдакие короткие «солнечные вспышки», только в домашней СВЧ-печи. Несмотря на то, что плазма — часть физического мира (99% материй за пределами Земли представляют собой плазму), наблюдать ее в устройстве для разогревания супа было необычно.

Долгие годы природа эксперимента не давала покоя учёному Аарону Слепкову, который руководит лабораторией биофотоники в Трентском университете. Спустя несколько десятков лет он в составе группы исследователей решил найти объяснение эффекту, который могут наблюдать все бесстрашные владельцы микроволновых печей. Один из них — Михаил Захаров, кандидат физико-математических наук, окончивший аспирантуру по направлению «Элементарные процессы в плазме», продакт-менеджер YADRO. Он не только повторил опыт, но и объяснил, почему плазма притягивает внимание учёных.

Читать ➡

#материалы #техника #идеи