Когда я был маленьким мальчиком, моей любимой книгой была «Земля и Небо». Она до сих пор стоит у меня на полке:
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:
Правда теперь он стоял не в павильоне «Космос», а в Музее Космонавтики рядом с ВДНХ, в здании под взлетающей ракетой:
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. 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».
Наконец я встретил Антона Михайлова:
И Руслана Тихонова:
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:
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:
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:
Под конец Антон Михайлов устроил им тест:
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).
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:
Правда теперь он стоял не в павильоне «Космос», а в Музее Космонавтики рядом с ВДНХ, в здании под взлетающей ракетой:
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. 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».
Наконец я встретил Антона Михайлова:
И Руслана Тихонова:
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:
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:
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:
Под конец Антон Михайлов устроил им тест:
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).
Only registered users can participate in poll. Log in, please.
Чему вы хотите учить школьников?
66.1% Основам математической логики и электричества39
40.68% Аналоговые схемы на макетной плате24
30.51% Цифровые схемы на макетной плате, используя дискретные элементы (транзисторы)18
40.68% Цифровые схемы на макетной плате, используя микросхемы малой степени интеграции (TTL 7400, CMOS 4000)24
18.64% Цифровые схемы на ПЛИС/FPGA, с графическим вводом схемы с помощью рисования мышкой по экрану11
15.25% Цифровые схемы на ПЛИС/FPGA, с синтезом из Verilog на уровне регистровых обменов9
10.17% Цифровые схемы на ПЛИС/FPGA, с синтезом из VHDL на уровне регистровых обменов6
11.86% Цифровые схемы на ПЛИС/FPGA, с высокоуровневым синтезом7
27.12% Программирование микроконтроллеров в среде Лего16
44.07% Программирование микроконтроллеров в среде Ардуино или аналонах (MPIDE)26
20.34% Программирование микроконтроллеров с профессиональными тулами (например MPLAB X для Microchip PIC32)12
28.81% Программирование встроенных микропроцессоров в средах типа Raspberry Pi17
28.81% Программирование на Паскале на большом компьютере17
15.25% Программирование на Haskell и Lisp9
8.47% Ничего этого не надо, лучше увеличить курсы алгебры и геометрии5
11.86% Ничего этого не надо, лучше увеличить курсы физики, химии и биологии7
6.78% Ничего этого не надо, лучше увеличить курсы литературы, истории и ввести что-нибудь этическое4
3.39% Другое (пояснить в комментариях)2
59 users voted. 39 users abstained.
