Учимся программировать микроконтроллеры
Изобретательные китайские товарищи из ClockworkPi недавно анонсировали выход нового устройства. Если предыдущий продукт, uConsole, базировался на RaspberryPi CM4 и работал под управлением Linux, то данный продукт, во-первых, более концептуальный, во-вторых, в силу концепции, менее производительный, и в-третьих, что важно, приехал в РФ гораздо быстрее, примерно за месяц.
Вероятно, в сети можно найти множество статей, касательно вычислениям с фиксированной точкой. По роду своей деятельности, я разработчик электроники и программист микроконтроллеров. Математика, с фиксированной точкой в моих задачах практически не встречалась.
Имеется фрезерный станок ЧПУ. Было принято решение, переделать его систему управления, используя ядро Cortex M3. В общем и целом, существуют программные пакеты, позволяющие сделать это. Например GRBL. Однако, у меня своя специфика. Для реализации ПО, потребовались математические операции sin(x), cos(x), sqrt(x). И я задумался над их реализацией в формате фиксированной точки.
С 18 по 20 апреля 2025 г. на площадке НИУ МИЭТ в Зеленограде прошёл четвертый инженерный хакатон SoC Design Challenge, организованный компанией YADRO совместно с Передовой инженерной школой «Средства проектирования и производства электронной компонентной базы» МИЭТ. Более 250 студентов очной формы обучения со всей России собрались, чтобы на практике решить задачи по проектированию и верификации систем на кристалле (SoC) на базе RISC‑V.
В рамках треков «RTL проектирование», «UVM верификация», «Системная верификация СнК» и «Топологическое проектирование» участникам предстояло не только продемонстрировать знания цифровой и аналоговой схемотехники, но также и получить призы — FPGA платы и другие инженерные гаджеты. Все задачи формировались действующими специалистами отрасли и преподавателями МИЭТ, что делало соревнование максимально приближённым к реальным производственным кейсам.
Команда студентов-сотрудников компании Аквариус, трое студентов 4‑го курса НИЯУ МИФИ (каф. 27) команда «Свидетели ошибок»:
1. Силкин Никита Романович
2. Скворцов Ярослав Максимович
3. Никонов Александр Андреевич
За три дня напряжённой работы «Свидетели ошибок» набрали 76 баллов из максимальных 100 и уверенно опередили ближайших соперников на 28 баллов, заняв 1 место среди остальных команд в треке UVM верификации.
Как команда готовилась и добилась победы
Скворцов Я. М.
Хакатон длился три дня с 9:00 до 20:00. Сначала мы подробно разработали верификационный план по спецификации устройства, определили ключевые функции и ошибки для проверки. После этого разделили обязанности: каждый взял часть тестового окружения и приступил к реализации. Регулярные обсуждения архитектурных решений позволили быстро интегрировать результаты и довести тестбенч до рабочего состояния. Локализация багов оказалась самой трудоёмкой частью: требовалось крайне внимательно и с пониманием просматривать результаты тестов. Благодаря эффективной коммуникации и сплочённой атмосфере команда справилась с этой задачей, и мы одержали победу.
Одно время на прогулках по блошиным рынкам я увлеченно высматривал винтажные музыкальные инструменты, особенно синтезаторы 70x-80x годов. Я нахожу их звуки очень красочными и разнообразными, а так же эти устройства интересны с точки зрения схемотехники.
И вот однажды по счастливой случайности и благодаря алгоритму поиска на основе AI на одном из самых популярных интернет-сервисов для купли-продажи подержанных вещей, который предложил мне объявление по моим интересам.
И это оказалась не «пиликалка» с пластиковым звуком и не кондовый электроорган, - а очень даже продвинутый для середины 80ых и актуальный по сей день аналоговый полифонический синтезатор с цифровым управлением, выпущенный компанией Roland.
После приобретения музыкальный инструмент не подавал ни каких признаков жизни кроме подсветки дисплея. Вскрытие и сверка со схемой из документации показали то, что хоть разработчики и использовали Poka Yoke для предотвращения неправильного подключения межплатных кабелей, но или не досмотрели или ассортимента не хватило и установили на главной плате два разъёма с одинаковым количеством контактов и невнимательный настройщик который обслуживал синтезатор перепутал местами те единственные два кабеля в которых можно было ошибиться. В таком вот состоянии инструмент мне и достался. Уcтранив ошибку сначала я очень обрадовался, - основные функции заработали, но к сожалению вышли из строя два входа микросхемы IC7 “Gate Array“, которая выполняет роль IO интерфейса для CPU, в частности для функций клавиатуры. Из Рис. 1 и Рис. 3-4 видно как происходит обработка нажатия клавиш.
Всего две недели назад прошел первый хакатон по сборке и программированию ROS2 робота, где робототехники создавали и воспроизводили ROS2 роботов. В этой статье расскажем про победителей и как это было.
Студенты обожают ChatGPT. В идеале, они хотят закоротить профессора и чатгопоту напрямую, то есть посылать задачу от профессора гопоте, пересылать ответ профессору, возражения слать гопоте назад итд - пока не получится решения. Лучше всего это делать скриптом, чтобы студент вообще не был вовлечен в решение задачи и занимался своими студенческими делами, пока чатгопота и профессор разговаривают.
Как же обломать крылья этой мечте? Запрещать чатгпт бессмысленно, но как сделать так, чтобы с чатгпт стало сильно труднее чем без него? Чтобы студенты пинали его и так и сяк, но решения бы не получалось, а вот у студентов, которые решили сесть и подумать сами - решение бы получалось?
Перевод статьи с небольшими правками для ESP-IDF 4.4.5.
В этом руководстве показано, как настроить soft-AP с использованием модуля Espressif и ESP-IDF. Оно охватывает процесс создания проекта, настройки Wi-Fi и обработки событий подключения с помощью event loop и логирования.
В любом Wi-Fi-приложении первым шагом является установление соединения между устройством и маршрутизатором. В терминологии Wi-Fi устройство называется станцией (STA), а маршрутизатор — точкой доступа (AP). В большинстве случаев модуль Espressif работает как станция, подключаясь к существующему маршрутизатору. Однако перед этим пользователь должен пройти процесс provisioning — то есть ввести SSID и пароль маршрутизатора.
Существует несколько способов provisioning, но наиболее распространённые — это через Bluetooth и Wi-Fi. При использовании Wi-Fi процесс обычно выглядит следующим образом:
Четыре сгоревших STM32, три блока питания, 90 ампер, синяя сосиска, 16 бубенчиков и электродиффузия — в этой части кормим подсветку для трёх теликов, пишем с нуля протокол адресных светодиодных лент WS2812b и обматываемся коаксиальными проводами.
Дана функция чтения и записи EEPROM dword.
Запись и стирание возможно только по выровненному адресу и пословно.
Надо поверх EEPROM API сделать функцию чтения, записи и стирания для произвольных массивов байт, по произвольному адресу (NVRAM).
Простыми словами надо состыковать Dword API с Byte API.
В этом тексте я представил простой наивный алгоритм решения данной задачи.
Представьте: вы выложили кучу денег на крутые замки и карты доступа, а какой-то парень с крошечной штуковиной в кармане открывает их за пару минут. Похоже на сцену из киберпанк-фильма? Но это наша реальность. В сердце множества СКУД скрывается протокол, разработанный в 70-х годах прошлого века без шифрования и защиты от перехвата данных.
Сегодня я расскажу, как мы спаяли крохотную платку, которая наглядно показывает уязвимость Wiegand. Наш имплант легко перехватывает данные из СКУД, копирует карты доступа и эмулирует их, когда вам это нужно.
Мы делимся этим материалом не чтобы научить вас обходить системы безопасности (кто хотел, тот уже давно все нагуглил), а чтобы показать: пора что-то менять. Серьезно, нельзя же в 2025 году полагаться на технологию, которая старше многих безопасников, обслуживающих эти системы.
Ставим себе задачу «Just For Fun»: построить машинку на радиоуправлении с камерой, используя компоненты с AliExpress. Управление и видеопоток с камеры совместить в один канал связи. Управление реализовать без отдельных пультов, с помощью своего интерфейса на пк. Так же реализовать возможность изменять скорость.
При разработке драйверов GPIO для нашей операционной системы реального времени "Нейтрино" исторически имеется одна неприятность — отсутствие общего дизайна для таких драйверов. Причин для этого несколько: они считались и считаются тривиальными, разрабатывают их разные организации и разработчики. Из-за этого каждый инженер нередко писал реализацию «под себя»: кто-то в виде сервиса, кто-то даже в виде статической библиотеки. Такой подход, хоть и кажется удобным на первых этапах, со временем приводит к фрагментации кода, усложнению поддержки и невозможности систематизировать накопленный опыт. Чтобы избежать этих проблем в будущем мы решили перейти на унифицированную подсистему управления GPIO устройствами и выработать подход, который будет считаться best practices в нашей ОС.
За всю свою работу инженером-программистом в области разработки встраиваемых систем, а это более 15 лет, мне ни разу не приходила в голову идея спросить у своего руководителя о том, что мне нужно сделать для того, чтобы перейти с одной категории на другую. Всё что я делал, это решал поставленные перед мной задачи разного характера. Интерес был именно в решении задач, а не в получении категорий. Категории как-то сами по себе назначались…
А как собственно они назначаются? По каким критериям? Что ожидается от инженера-программиста на каждом этапе его становления — от джуна до сеньора? Тема весьма дискуссионная, и не тривиальная. В этой статье не будет количественных критериев, но мы постараемся описать все этапы становления инженера-программиста, как некий ориентир для подрастающего поколения специалистов.
Простая схема получения отрицательного напряжения для вспомогательного питания на одном P канальном транзисторе и индуктивности.
В своей предыдущей статье[1] я уже рассказывал, как начал свое знакомство с искусственным интеллектом (ИИ). Тогда это был ChatGPT, а теперь — китайский DeepSeek[2].
Общение с DeepSeek происходит без посредников, что делает его более удобным и доступным. Раньше за использование ChatGPT приходилось платить или, например, задавать не более трёх вопросов в сутки. А с DeepSeek можно спрашивать сколько угодно и о чём угодно, не тратя ни копейки. Правда, есть опасения, что бесплатная подписка может закончиться, и тогда доступ к сервису будет закрыт. Также ходят слухи о возможных проблемах с «нежелательными» запросами.
Так уж жизнь повернулась, что для меня в автоматном программировании (АП) возникла пауза. Но мне бросить АП все равно что перестать дышать. А потому просто произошла задержка дыхания или просто передышка. Меня это не сильно огорчило, т.к. я по-прежнему пользуюсь АП, вдыхая полной грудью его возможности. Даже в текущей ситуации.
Тем не менее, я кинулся, так сказать, «во все тяжкие». Мне предложили заняться «умными домами» и я согласился. Новая область, новые интересы, новое приложение своих сил. Короче, – «движуха»! Мы, ведь, все мечтаем о чем-то подобном – не так ли? А еще обещали мотивировать, что немаловажно в наше меркантильное время. Вспомним хотя бы размер виртуальной средней зарплаты по России и средний размер пенсий...
Сейчас я только рад случившемуся. Раньше было скучновато. Иногда взбадривало общение на Хабре, а теперь «поддает жару» искусственный интеллект. И хотя я предполагал что-то подобное, но не ожидал, что это произойдет столь быстро, так бурно и с таким эффектом. Китайский ИИ стал коллегой, советчиком, а, порой, и собеседником, помогая освоить новую область программирования. При этом я по-прежнему не согласен с глашатаями, предрекающими замену программистов, но уверен, что квалификацию многих из них он повысит точно. Я убедился в этом на своём опыте.
Были ещё и другие электронные игры, но именно «Ну, погоди!» считается классикой.
Игре посвящено много ностальгических статей и видео. На различных торговых площадках можно купить её в различном состоянии от убитого до «с хранения» и даже новодел.
Лет 10 назад и я купил её в идеальном состоянии, поигрался, вспомнил детство и положил в ящик. Но несколько месяцев назад с разочарованием увидел, что «потекла» нижняя часть экрана.
Можно было или отремонтировать, или купить другой экземпляр игры, но я сначала попробовал узнать, как её отремонтировать, а потом решил воссоздать игру на современных компонентах.
Я не был одинок в своём желании воссоздать игру, этой теме посвящено также немало статей, но в них обычно создавали симуляторы, а не эмуляторы игры. Симулятор у меня ассоциируется с фразой: «Я художник, я так вижу», эмулятор — это более точное воспроизведение устройства.
Формат статьи не позволяет выразить все те ощущения, которые я испытал при путешествии от зарождения идеи до реально работающей игры, практически ничем не отличающейся от оригинала. Много из того, что я узнал в этом путешествии, не поместилось в статью или поместилось в очень сжатом виде.
Эмулятор максимально приближен к оригиналу, если не считать экран (он не сегментный, как в оригинале) и корпус (я пока реализовал на беспаечной макетной плате).
Если вам интересно, как за несколько вечеров воссоздать у себя эмулятор «Ну, погоди!» на современном микроконтроллере или просто поностальгировать, добро пожаловать под кат.
Разрабатываем робота с нуля - от ИИ-дизайна до полного проектирования и реализации всех компонентов устройства.
Зачем? Ради фана, конечно - этот проект практически квинтессенция моих увлечений - электроника, 3d-печать, программирование микроконтроллеров, ИИ и в целом все, что можно включить в сферу DIY.
Но если уж придумывать практическое обоснование - то было бы удобно иметь возможность из отпуска покататься по квартире и проверить, выключен ли утюг, не заливают ли квартиру соседи. Но ключевое, конечно - покататься.
В очередной дискуссии о вреде и пользе новомодных "искусственных интеллектов" (или как точнее их называют LLM) в программировании, пришёл на ум такой простой эксперимент, который я приглашаю повторить всех желающих с разными вариациями.
Возьмём очень простую задачу - скомпилировать код. Для наиболее однозначного соответствия я беру код на ассемблере - и хочу получить HEX-файл. Это задача которую можно выполнить на бумажке (имея под рукой список команд и помня формат файла) - да в древние времена кому-то и приходилось такую "ручную компиляцию" выполнять. А что нам ответит, например DeepSeek?
Цель не в том чтобы снова поиронизировать над пропонентами LLM, а просто показать как кажущаяся "логика умозаключений" LLM не выстраивается в цепочку, иными словами рвётся от утверждения к утверждению. Думал также, что пример также может служить подспорьем в общении с менеджерами требующими бурного внедрения ИИ в разработку - но возможно он слишком технический.