Pull to refresh
75
0
Семен Тютюков @iamsam

Разработчик РЭА, автор образовательных программ

Send message

Теория игр и её применение в жизни

Reading time 18 min
Views 112K
Привет, читатель!

Некоторые из вас видели набор букв“qwerty”. Qwerty — это раскладка клавиатуры. Посмотрите на вашу клавиатуру. Вы увидите в верхнем ряду буквы «q»«w»«e»«r»«t»«y». А по какой причине нам интересна раскладка клавиатуры?

Ещё давно, когда люди пользовались печатными машинками, печатали они довольно быстро. Это создавало проблемы: головки печатной машинки, бьющие по бумаге и печатающие на ней буквы, цеплялись друг за друга, что приводило к поломке. Была создана раскладка qwerty, в которой рядом стоящие в словах буквы были размещены на максимально большом расстоянии друг от друга. Таким образом была решена проблема.

Печатными машинками давно никто не пользуется, и проблема соприкосновения печатающих головок исчезла. Факт того, что мы перестали пользоваться неудобной раскладкой клавиатуры логичен. Но, есть загвоздка – такого факта не существует, люди привыкли печатать на раскладке «qwerty» и не хотят переучиваться.

Сейчас, зайдя в настройки, вы можете переключить раскладку клавиатуры на «dvorak». Печать ускорится в разы, в то время как обучение займёт лишь неделю. К сожалению, никому не выгодно быть единственным переучившимся, потому что за любым компьютером, кроме личного, работать будет неудобно. А также, к сожалению или к счастью, людям лень переучиваться. Хотя вместе, приложив усилия и переучившись, мы могли бы увеличить пропускную способность набора текста в разы.

Подводя итоги: при массовом использовании «qwerty», переход отдельного игрока на «dvorak» не эффективен, хотя переход общества на «dvorak» эффективен.
Читать дальше →
Total votes 21: ↑19 and ↓2 +17
Comments 40

Забытое поколение релейных компьютеров

Reading time 20 min
Views 34K

image


В нашей предыдущей статье описывался расцвет автоматических телефонных коммутаторов, которыми управляли с помощью релейных схем. На этот раз мы хотим рассказать о том, как учёные и инженеры разрабатывали релейные схемы в первом — теперь уже забытом — поколении цифровых компьютеров.

Читать дальше →
Total votes 37: ↑37 and ↓0 +37
Comments 25

openEMS — электромагнитный симулятор с открытым исходным кодом

Reading time 5 min
Views 31K
Этот пост рассказывает об электромагнитном симуляторе с открытым исходным кодом openEMS. Автор проекта — Thorsten Liebig (Германия, университет Дуйсбург-Эссен). Сайт проекта — openems.de. Репозиторий на Гитхабе: github.com/thliebig/openEMS-Project. Симулятор является кроссплатформенным и работает под Linux и Windows.

Когда я впервые увидел этот проект, то не поверил, что такое может быть создано. Создание электромагнитного симулятора представляет собой достаточно-трудоемкую задачу, и раньше я думал, что такое не под силу open-source сообществу. Тем не менее openEMS опровергает это представление. Это полноценный электромагнитный симулятор. Конечно, он не дотягивает до уровня HFSS, но это уже весьма достойный результат.

Здесь изображен пример использования симулятора. Это диаграмма направленности рупорной антенны на частоту 15 ГГц, полученная при помощи openEMS.


Читать дальше →
Total votes 34: ↑34 and ↓0 +34
Comments 11

Место под… антенну

Reading time 3 min
Views 35K
Часто бывает так, что место под антенну на цифровой печатной плате (ПП) отводится по остаточному принципу – антенна жестко запихивается на оставшееся свободное место. Да и антенна выбирается «как получится», главное – чтобы влезла. В такой ситуации говорить о каких-либо расчетах или согласовании антенны с имеющейся схемой вообще не приходится. Почему так лучше не делать, а подходить к решению «антенной» задачи более серьезно, речь пойдет ниже.
Читать дальше →
Total votes 55: ↑55 and ↓0 +55
Comments 32

Утилиты в (статусе FREE) для расчета волнового сопротивления и не только…

Reading time 3 min
Views 40K
Каждый, кто связан с проектированием устройств в печатном исполнении, сталкивается с задачей определения волнового сопротивления проводников. И конечно же для многих конфигураций проводников можно найти готовые формулы (пусть и приближенные, но все-таки) и набить их, например, в Mathcad или же воспользоваться симуляторами, способными с заданной точностью рассчитать волновое сопротивление проводников. Все это есть, но в большинстве случаев не всегда удобно. Гораздо удобнее воспользоваться уже подготовленными утилитами (калькуляторами), которые помимо вычисления волнового сопротивления могут обладать набором вспомогательных полезных функций. О некоторых таких программах я и хотел бы сегодня рассказать.

Читать дальше →
Total votes 11: ↑11 and ↓0 +11
Comments 12

Реверс-инжиниринг TL431, крайне распространенной микросхемы, о которой вы и не слышали

Reading time 14 min
Views 107K
Кен, как и планировал, провёл реверс-инжиниринг микросхемы по фотографиям, сделанным BarsMonster. Барс в статье упомянул своё общение с Кеном, но этой переводимой статьи тогда еще не было.

Фото кристалла интересной, но малоизвестной, микросхемы TL431, используемой в блоках питания, даёт возможность разобраться в том, как аналоговые схемы реализуются в кремнии. Несмотря на то, что схема на фото выглядит как какой-то лабиринт, сама микросхема относительно проста, и может быть исследована без большого труда. В своей статье я попытаюсь объяснить каким образом транзисторы, резисторы и другие радиодетали запакованы в кремний для выполнения своих функций.


Фото кристалла TL431. Оригинал Zeptobars.
Читать дальше →
Total votes 74: ↑73 and ↓1 +72
Comments 30

Физически неклонируемые функции: защита электроники от нелегального копирования

Reading time 8 min
Views 19K
За последние 10 лет количество товаров-подделок в мире увеличилось в 2 раза. Это данные отчета министерства внутренней безопасности США. Большая часть контрафакта приходится на Китай (56 %), Гонконг (36%) и Сингапур (2%).

Производители оригинальных товаров несут серьезные убытки, часть из которых приходится на рынок электроники. Многие современные товары содержат в себе электронные компоненты: одежда, обувь, часы, ювелирные изделия, автомобили. В прошлом году прямые потери от незаконного копирования потребительской электроники и электронных компонентов в составе других товаров достигли порядка 0,5 трлн долл. США.



Эту проблему помогают решить различные методы защиты цифровой электроники от нелегального копирования, модификации и обратного проектирования: аппаратное шифрование (AES, RSA и др.), хеширование (например, SHA-256, MD-5), внедрение цифровых водяных знаков и отпечатков пальцев в проектное описание, лексическая и функциональная обфускация, формальная верификация и другие.

В этой статье мы расскажем об одном из самых экономичных методов защиты с точки зрения аппаратных затрат — физически неклонируемых функциях.
Читать дальше →
Total votes 26: ↑25 and ↓1 +24
Comments 64

Защита микросхем от реверс-инжиниринга и несанкционированного проникновения

Reading time 20 min
Views 83K

“CVAX — когда вы забатите довольно воровать настоящий лучший”.
Надпись, оставленная американскими инженерами для советских коллег в топологии микропроцессора.

Реверс-инжиниринг микросхем — головная боль производителей с самых первых лет существования микроэлектроники. Вся советская электроника в какой-то момент была построена на нем, а сейчас с гораздо большим размахом тем же самым занимаются в Поднебесной, да и не только в ней. На самом деле, реверс-инжиниринг абсолютно легален в США, Евросоюзе и многих других местах, с целью (цитирую американский закон) “teaching, analyzing, or evaluating the concepts or techniques embodied in the mask work or circuitry”.

Самое частое легальное применение реверс-инжиниринга — патентные и лицензионные суды. Промышленный шпионаж тоже распространен, особенно с учетом того, что электрические схемы (особенно аналоговые) часто являются ключевой интеллектуальной собственностью и редко патентуются — как раз для того, чтобы избежать раскрытия IP и участия в патентных судах в качестве обвиняющей стороны. Разумеется, оказавшись в ситуации, когда нужно защитить свою интеллектуальную собственность, не патентуя ее, разработчики и производители стараются придумать способы предотвращения копирования своих разработок.

Другое не менее (а то и более) важное направление защиты микросхем от реверс-инжиниринга — обеспечение безопасности информации, хранимой в памяти. Такой информацией может быть как прошивка ПЛИС (то есть опять-таки интеллектуальная собственность разработчика), так и, например, пин-код от банковской карты или ключ шифрования защищенной флэшки. Чем больше ценной информации мы доверяем окружающему миру, тем важнее защищать эту информацию на всех уровнях работы обрабатывающих ее систем, и хардварный уровень — не исключение.
Читать дальше →
Total votes 237: ↑234 and ↓3 +231
Comments 130

Заказные блоки в микросхемах (Silicon IP): как это работает

Reading time 22 min
Views 42K
В каждой статье на Хабре, посвященной отечественным микропроцессорам, так или иначе поднимается вопрос лицензионных IP-блоков и того, насколько их наличие и отсутствие уменьшает ценность, отечественность или безопасность разработки. При этом очень многие комментаторы не слишком хорошо понимают предмет обсуждения, поэтому давайте попробуем разобраться, как же именно работает лицензирование в микроэлектронной индустрии, чем хороши и чем плохи лицензированные блоки, и в чем состоит процесс разработки микросхемы, если большая часть блоков в ней куплена.


Читать дальше →
Total votes 66: ↑65 and ↓1 +64
Comments 149

Популярные заблуждения про радиационную стойкость микросхем

Reading time 31 min
Views 105K
Примерно в каждой второй теме на Хабре, касающейся космонавтики или электроники, всплывает тема радиационной стойкости. Через новости об отечественной космонавтике красной нитью проходит тематика импортозамещения радстойкой элементной базы, но в то же самое время Элон Маск использует дешевые обычные чипы и гордится этим. А изральтяне в «Берешите» использовали радстойкий процессор и тоже гордятся этим. Да и в принципе микроэлектронная отрасль в России живет по большей части за счет госзаказа с соответствующими требованиями. Наблюдение за регулярными спорами насчет того, как надо правильно строить спутники, показывает, что подготовка участников обычно невысока, а их аргументация отягощена стереотипами, случайно услышанными вырванными из контекста фактами и знаниями, устаревшими много лет назад. Я подумал, что читать это больше нет сил, поэтому, дорогие аналитики, устраивайтесь поудобнее на своих диванах, и я начну небольшой (на самом деле большой) рассказ о самых популярных заблуждениях на тему того, что такое радиационная стойкость интегральных микросхем.


Рисунок 1. Непременная красивая картинка про космическое излучение и хрупкую Землю.
Читать дальше →
Total votes 231: ↑230 and ↓1 +229
Comments 117

Физика радиационных эффектов, влияющих на электронику в космосе

Reading time 14 min
Views 287K
Технологический процесс с проектными нормами 32 нм.
Два ядра ARMv7 с тактовой частотой 1,3 ГГц
Оперативная память – 1 Гбайт.


Технологический процесс с проектными нормами 150 нм.
Одно ядро PowerPC с тактовой частотой 200 МГц.
Оперативная память – 256 Мбайт.


Сверху – параметры центрального процессора iPhone5, внизу – марсохода Curiosity. Бортовой компьютер марсохода стоит приблизительно в двести раз дороже нового айфона. Почему так? Центральный процессор космического аппарата должен быть устойчивым к воздействию радиации. На Хабре уже была хорошая обзорная статья о космической электронике, а я постараюсь подробнее рассказать о физических принципах и эффектах, стоящих за сбоями и отказами в космосе.
Читать дальше →
Total votes 199: ↑199 and ↓0 +199
Comments 36

Системы в корпусе или Что на самом деле находится под крышкой корпуса микропроцессора

Reading time 8 min
Views 57K
Размеры транзисторов в современных микросхемах неумолимо уменьшаются — несмотря на то, что о смерти закона Мура говорят уже несколько лет, а физический предел миниатюризации уже близок (точнее, в некоторых местах его уже успешно обошли). Тем не менее, это уменьшение не приходит даром, а аппетиты пользователей растут быстрее, чем возможности разработчиков микросхем. Поэтому, кроме миниатюризации транзисторов, для создания современных микроэлектронных продуктов используются и другие, зачастую не менее продвинутые технологии.


Читать дальше →
Total votes 99: ↑98 and ↓1 +97
Comments 75

Гальваническая развязка. Кто, если не оптрон?

Reading time 7 min
Views 140K

Есть в электронике такое понятие как гальваническая развязка. Её классическое определение — передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта. Если вы новичок, то эта формулировка покажется очень общей и даже загадочной. Если же вы имеете инженерный опыт или просто хорошо помните физику, то скорее всего уже подумали про трансформаторы и оптроны.

Статья под катом посвящена различным способам гальванической развязки цифровых сигналов. Расскажем зачем оно вообще нужно и как производители реализуют изоляционный барьер «внутри» современных микросхем.
Читать дальше →
Total votes 51: ↑51 and ↓0 +51
Comments 44

Два безумных способа допиливания микросхем

Reading time 3 min
Views 127K
— Атом состоит из ядра и электронов, которые находятся вокруг него.
— А что находится между ядром и электронами?
— Ну… Как что? Воздух!
Подобно атому, корпус микросхемы состоит в основном из воздуха пластмассы, а непосредственно полупроводниковый кристалл занимает небольшую часть. Значит, в теории, можно удалить большую часть корпуса, оставив чип работоспособным.

В теории — да. А на практике?

Читать дальше →
Total votes 116: ↑110 and ↓6 +104
Comments 53

Основы электробезопасности при проектировании электронных устройств

Reading time 12 min
Views 68K
Привет, Хабр!

После волны, поднятой моим предыдущим постом, довольно заметное число людей спрашивали меня (в фейсбуке, в личке и т.п.), на что, собственно, обращать внимание, чтобы вместо умной розетки на ардуино не получить очередной тазик-эвтаназик.


Тема это большая и сложная, но я постараюсь выделить основные моменты — не в последнюю очередь на основании ошибок, которые я видел во всевозможных реальных устройствах и проектах, в том числе публиковавшихся на Хабре. Я не буду долго и нудно перечислять ГОСТы, но перечислю совсем базовые вещи, которые необходимо понимать и соблюдать, чтобы не убить хотя бы себя (если вы планируете не убивать также и окружающих, то после завершения этой статьи не поленитесь пролистать и релевантные ГОСТы).

Итак, вы собрались делать устройство, которое как минимум одним своим концом включается в розетку.
Читать дальше →
Total votes 172: ↑167 and ↓5 +162
Comments 281

Самовосстанавливающиеся предохранители. Мифы и реальность

Reading time 9 min
Views 185K
В комментариях к моей прошлой статье о способах защиты от неправильного подключения полярности источника питания меня неоднократно корили за то, что не упомянул способ защиты с использованием самовосстанавливающегося предохранителя. Чтобы исправить эту несправедливость поначалу хотел просто добавить в статью дополнительную схему защиты и короткое к ней пояснение. Однако решил, что тема самовосстанавливающихся предохранителей заслуживает отдельной публикации. Дело в том, что устоявшееся их название не слишком отражает суть вещей, а копаться в даташитах и разбираться в принципе работы при применении таких “элементарных” компонентов, как предохранитель, часто начинают уже после того, как начала глючить первая партия плат. Хорошо если не серийная. Итак, под катом вас ждёт попытка разобраться, что же это за зверь такой PolySwitch, оригинальное название, кстати, лучше отражает суть прибора, и понять с чем его едят, как и в каких случаях имеет смысл его использовать.

Читать дальше →
Total votes 67: ↑67 and ↓0 +67
Comments 21

Когда не помогает ЦАП. Цифровые потенциометры в деталях. Часть первая

Reading time 9 min
Views 124K


Прогресс не обошёл стороной не только велосипед. Сегодня традиционные переменные и подстроечные резисторы в очень многих приложениях уступают место цифровым сопротивлениям. В англоязычных источниках их называют digital potentiometer, RDAC или digiPOT. Область применения этих устройств гораздо шире регулировки уровня звукового сигнала. В частности они приходят на помощь в очень многих случаях, когда требуется изменять параметры обратной связи, что трудно реализовать с помощью традиционных ЦАП.

Особенно эффективно их применение в связке с операционными усилителями. Так можно получить регулируемые усилительные каскады, преобразователи разного рода величин, фильтры, интеграторы, источники напряжения и тока и многое многое другое. Словом эти очень недорогие и компактные устройства могут быть полезными каждому разработчику электроники и радиолюбителю…

Изначально я хотел написать краткую статью, но в результате углубленного изучения темы материал с трудом уместился в две части. Сегодня я постараюсь рассказать об архитектуре данных устройств, их возможностях, ограничениях использования и тенденциях развития. В заключении вскользь затрону тему областей применения, поскольку конкретные примеры практической реализации схем на их основе будут рассмотрены во второй части. МНОГО примеров!

Лично я за последние пять лет с успехом применял цифровые сопротивления в нескольких своих разработках, надеюсь что данный цикл статей окажется полезным для многих и поможет вам решать многие задачи более изящно и просто, чем сегодня. Людям, далёким от разработки электроники данная статья может просто расширить кругозор, показав как эволюционируют под натиском цифровых технологий даже такие простейшие вещи, как переменные резисторы.

P.S.Так получилось, что уже вышла ещё одна статья из этой серии и в ней пример всего один, зато подробно разобранный. Для остальных обещанных примеров придётся писать третью.
Читать дальше →
Total votes 53: ↑53 and ↓0 +53
Comments 89

Щелкаем реле правильно: коммутация мощных нагрузок

Reading time 3 min
Views 236K
Привет, Geektimes!

Управление мощными нагрузками — достаточно популярная тема среди людей, так или иначе касающихся автоматизации дома, причём в общем-то независимо от платформы: будь то Arduino, Rapsberry Pi, Unwired One или иная платформа, включать-выключать ей какой-нибудь обогреватель, котёл или канальный вентилятор рано или поздно приходится.

Традиционная дилемма здесь — чем, собственно, коммутировать. Как убедились многие на своём печальном опыте, китайские реле не обладают должной надёжностью — при коммутации мощной индуктивной нагрузки контакты сильно искрят, и в один прекрасный момент могут попросту залипнуть. Приходится ставить два реле — второе для подстраховки на размыкание.

Вместо реле можно поставить симистор или твердотельное реле (по сути, тот же тиристор или полевик со схемой управления логическим сигналом и опторазвязкой в одном корпусе), но у них другой минус — они греются. Соответственно, нужен радиатор, что увеличивает габариты конструкции.



Я же хочу рассказать про простую и довольно очевидную, но при этом редко встречающуюся схему, умеющую вот такое:

  • Гальваническая развязка входа и нагрузки
  • Коммутация индуктивных нагрузок без выбросов тока и напряжения
  • Отсутствие значимого тепловыделения даже на максимальной мощности


Но сначала — чуть-чуть иллюстраций. Во всех случаях использовались реле TTI серий TRJ и TRIL, а в качестве нагрузки — пылесос мощностью 650 Вт.

Читать дальше →
Total votes 72: ↑72 and ↓0 +72
Comments 155

Information

Rating
Does not participate
Registered
Activity