1i7 (1i7) wrote,
1i7
1i7

Categories:

Учебник «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера» на русском

Большой учебник Дэвида Харриса и Сары Харрис «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера» переведен на русский язык и выложен в бесплатный доступ (подробности и инструкции по правильной регистрации для скачки см ниже в посте Юрия Панчула).

Серия занятий «Как пересечь пропасть от физики к программированию» в части с Верилогом и ПЛИС основана на материалах учебника, а сама содержит мизерную долю того, что представлено в книге (однако, материалы занятий адаптированы для ведения лекций в аудитории, ну и код простой реализации процессора МИПС на Верилоге я полностью переделал для удобства запуска на ПЛИС; с кодом, представленном в учебнике, придется еще повозиться).


Выход учебника в некотором смысле подводит черту под несколькими другими недавними знаковыми, но не всем понятными событиями, связанными с цифровым дизайном, российскими разработчиками в области цифрового дизайна, Верилогом, ПЛИС и МИПС: анонс программы MIPSfpga, в рамках которой исходники промышленного процессора PIC32MZ с архитектурой MIPS станут доступными для университетов, и объявление о выпуске российской компанией Байкал электроникс процессора «Байкал» на базе ядра МИПС. Все три события складываются в единую взаимосвязанную по множеству направлений картинку.

Ядро промышленного процессора PIC32MZ в исходниках на Верилоге из программы MIPSfpga с возможностю запуска на ПЛИС является логическим продолжением материалов из учебник Харрис и Харрис, т.к. в книге рассматривается линейка учебных процессоров МИПС от простого к сложному и промышленное ядро PIC32MZ в этом смысле является апогеем этой цепочки, обеспечивая плавный переход от учебных задач с неизбежными упрощениями к современным коммерческим решениям (и более того, в поздних главах рассматривается процесс программирования именно этих ядер). В то же время учебник Харрис и Харрис является необходимым фундаментом для того, чтобы понимать исходники ядра MIPSfpga и иметь возможность производить с ним осмысленные эксперименты. Другими словами, если вы студент или преподаватель в техническом вузе, вас очень заинтересовала новость о программе MIPSfpga, но вы не представляете, с какой стороны к ней подступиться, без вариантов начинайте с учебника Дэвида Харриса и Сары Харрис «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера».

История с выпуском процессоров Байкал является наглядным примером того, для чего вам следует читать учебник Харрис и Харрис и принимать участие в программе MIPSfpga. Для выпуска своего процессора Байкал электроникс лицензировала у компании Imagination Technologies (ранее поглотившей МИПС) ядро марки MIPS Warrior P-class как интеллектуальную собственность (intellectual property - IP) в виде исходников на Верилоге. Т.е. в рамках сделки, стоимость которой не разглашается, Байкал Электроникс получила от Imagination Technologies точно такие же исходники коммерческого ядра МИПС, какие студенты и преподаватели могут получить, приняв участие в программе MIPSfpga, абсолютно бесплатно. Конечно, с той разницей, что ядро MIPS Warrior P-class для Байкала относится к другому классу ядер по доступным ресурсам и производительности (PIC32MZ из MIPSfpga является топовым, но в классе микроконтроллеров). Ну и ядра в программе MIPSfpga могут быть использованы только в образовательных целях, для коммерции очевидно придется заплатить. Другими словами, если вы студент и в будущем хотите устроиться работать в Байкал электроникс улучшать новые процессоры их марки, или если вы хотите разработать дополнительный модуль для процессора Байкал и лицензировать его компании Байкал электроникс в виде блока интеллектульной собственности (IP), но не знаете, что вам нужно для этого изучать, начните изучение учебника Дэвида Харриса и Сары Харрис «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера» и примите участие в программе MIPSfpga.

И, бонусом, любопытная подборка попсеющих трендов в области  искусственного интеллекта у Анатолия Левенчука ailev, по теме абзац оттуда (FPGA==ПЛИС):

Нейроморфные архитектуры тем самым становятся из перспективных-для-учёных попсово-перспективными. GPU признаются как временное дешёвое неудобное малоэффективное решение, начинаются эксперименты с FPGA (http://cadlab.cs.ucla.edu/~cong/slides/fpga2015_chen.pdf) и появляются первые ориентиры для достигаемой плотности вычислений (гигаопераций в секунду на FPGA slice -- рекорд сейчас вполне сравним с достигаемым на GPU ускорением, примерно в 17 раз). Как только эти ориентиры будут сформированы, произойдёт что-то типа "гонки гигагерц" и "гонки мегапикселей". С этим направлением сильно пересекается понимание, что глубокие архитектуры не требуют большой разрядности (работ на эту тему пока мало, но они уже появляются: http://petewarden.com/2015/05/23/why-are-eight-bits-enough-for-deep-neural-networks/).

Другими словами, если вы инженер или ученый, ведущий деятельность в области искусственного интеллекта, и у вас есть желание на несколько порядков ускорить ваши алгоритмы ИИ аппаратно на ПЛИС, но не знаете, с какой стороны подступиться к ПЛИС и Верилогу, начните с изучения учебника Дэвида Харриса и Сары Харрис «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера».


В переводе учебника я тоже немного поучаствовал: на мне был первичный перевод части главы 6 про архитектуру МИПС и приложения B с ассемблерными командами МИПС, после чего по моему тексту прошлись минимум два редактора.

Алекс Фрунзе приводит мой текст в нормальный вид

Алекс Фрунзе и H&H.jpg

Сара Харрис, Юрий Панчул и Дэвид Харрис (кстати, Сара Харрис и Дэвид Харрис - не муж и жена, а четыре два совершенно разных человека)

Panchul, David and Sarah.jpg

мои рукописные черновики, которые делал в вагоне-ресторане поезда, пока сутки ехал в Волгоград с разрядившимся ноутбуком

H&H-6.3.1-6.4.1-Волгоград-02.jpg

H&H-6.3.1-6.4.1-Волгоград-08.jpg

Ссылки
про учебник «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера»

скачать учебник Дэвида Харриса и Сары Харрис «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера»
у Юрия Панчула: Проектировщики айфонов учат это, а не хипстерщину
тоже самое на Хабре: Бесплатный учебник электроники, архитектуры компьютера и низкоуровневого программирования на русском языке
Роснано: Популярный учебник по разработке микропроцессоров доступен бесплатно на русском языке

еще про нужность переводов: Японская и китайская электронщицы поддерживают перевод учебника Харрис & Харрис на русский
и еще: Из комментариев к предыдущему посту
и еще: Американец: на каком языке учиться - это все равно, главное - делайте крутые чипы
Сара Харрис, Дэвид Харрис и Юрий Панчул: Я с авторами учебника Сарой и Дэвидом Харрисами

про MIPSfpga

анонс у Юрия Панчула: Революция в преподавании SoC - теперь официально
тоже самое на Хабре: Исходники промышленных процессоров станут доступными для университетов
с моим комментарием: Исходники промышленных процессоров станут доступными для университетов
в блоге Imagination Technologies: Imagination Revolutionizes CPU Architecture Education with Free and Open Access to a Modern MIPS CPU
Electronics Weekly.com: Imagination lets MIPS take academic plunge
ixbt: Imagination предлагает университетам бесплатный доступ к коду RTL реального процессора MIPS в рамках программы MIPSfpga
Компоненты и технологии: MIPSfpga от Imagination Technologies для российских вузов
Семинар в LA и инициативы в России по MIPSfpga и преподаванию электроники: В LA - не только кинозвезды!
на Хабре: Семинар в LA и инициативы в России по MIPSfpga и преподаванию электроники
Юрий Панчул и менеджер образовательных программ Microchip: Это я с менеджером образовательных программ Microchip Technology

про процессоры Байкал

у Юрия Панчула: Для критиков российской электроники - тяжелые времена
еще: Разные разности по поводу выхода процессора Байкал
с моим дополнением: Ура Байкал Электроникс! Я ждал этого 2 1/2 года
блог Imagination Technologies: Imagination Reports MIPS Warrior P-class CPU at the Heart of New Communications Processor From Baikal Electronics
на CNEWS: «Дочка» «Т-Платформ» выпустила российский процессор
На Lenta.ru: Представлен первый 28-нанометровый российский микропроцессор Baikal-T1
linux.org.ru: Первый российский микропроцессор общего назначения Baikal-T1


Оригинал взят у panchul в Проектировщики айфонов учат это, а не хипстерщину

Господа! Я рад сообщить, что наконец-то все желающие могут загрузить бесплатный учебник на более чем 1600 страниц, над переводом которого работало более полусотни человек из ведущих университетов, институтов и компаний России, Украины, США и Великобритании. Это был реально народный проект и пример международной кооперации.

Учебник Дэвида Харриса и Сары Харрис «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера», второе издание, 2012, сводит вместе миры программного обеспечения и аппаратуры, являясь одновременно введением и в разработку микросхем, и в низкоуровневое программирование для студентов младших курсов. Этот учебник превосходит более ранний вводный учебник «Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем» от Дэвида Паттерсона и Джона Хеннесси, причем соавтор предыдущего учебника Дэвид Паттерсон сам рекомендовал учебник от Харрисов как более продвинутый. Следуя новому учебнику, студенты строят реализацию подмножества архитектуры MIPS, используя платы с ПЛИС / FPGA, после чего сравнивают эту реализацию с индустриальными микроконтроллерами Microchip PIC32. Таким образом вводится вместе схемотехника, языки описания аппаратуры Verilog и VHDL, архитектура компьютера, микроархитектура (организация процессорного конвейера) и программирование на ассемблере - в общем все, что находится между физикой и высокоуровневым программированием.

Как загрузить? К сожалению, не одним кликом. Сначало надо зарегистрироваться в пользовательском коммьюнити Imagination Technologies, потом зарегистрироваться в образовательных программах на том же сайте, после чего наконец скачать - инструкция в конце поста, перед фотографиями участников:











Харрис & Харрис на русском.png
Харрис & Харрис на русском (1).png
Харрис & Харрис на русском (2).png
Харрис & Харрис на русском (3).png
Харрис & Харрис на русском (5).png
Харрис & Харрис на русском (6).png
Харрис & Харрис на русском (7).png
Харрис & Харрис на русском (8).png
Харрис & Харрис на русском (9).png
Харрис & Харрис на русском (10).png
Харрис & Харрис на русском (11).png
Харрис & Харрис на русском (12).png
Харрис & Харрис на русском (13).png
Харрис & Харрис на русском (14).png
Харрис & Харрис на русском (15).png
Харрис & Харрис на русском (16).png
Харрис & Харрис на русском (17).png
Харрис & Харрис на русском (18).png
Харрис & Харрис на русском (19).png
Харрис & Харрис на русском (20).png













Список участников:



а также Фонд Инфраструктурных и Образовательных Программ РОСНАНО.

Последовательность регистрации:

1) зарегистрироваться в коммьюнити http://community.imgtec.com/register
2) подтвердить емейл
3) login в коммьюнити
4) пойти в imagination university program - http://community.imgtec.com/university/university-registration
5) пойти в меню University | Join IUP
6) заполнить
7) пойти в http://community.imgtec.com/downloads/digital-design-and-computer-architecture-russian-edition и наконец скачать

Также в поле телефонного кода страны есть баг - вместо "максимум три символа" она требует "минимум три символа", из-за чего в Великобритании сайт работает (+44), а в России и США - нет (код +7 и +1). Напишите туда что-нибудь абстрактное.

К сожалению сайт только начал работать, и регистрация сделана криворуко. Я извиняюсь за такую накладку, это должны поправить скоро.

Cлайды об учебнике - http://bit.ly/hh2slides

Авторы учебника:

Дэвид Харрис:



Сара Харрис:



Американская и санкт-петербургская часть команды переводчиков:



Американская и британская часть команды переводчиков:



Но вообще идея этого перевода появилась на Красной Площади, когда Иван из МИФИ (крайний слева) сказал Юрию из Imagination Technologies (в центре) "а что если организовать перевод Harris & Harris колхозом"?




Какий части учебника вызвали у вас самы большой интерес?

Основы схемотехники
24(8.5%)
Введение в языки описания аппаратуры Verilog и VHDL
22(7.8%)
Архитектура процессора и основы ассемблер
29(10.3%)
Микроархитектура процессора, концепции конвейера, кэшей, управления памятью
34(12.1%)
Использование микроконтроллеров и их периферии
20(7.1%)
Мне понравилось, что студенты могут использовать учебник, чтобы построить процессор
29(10.3%)
Мне понравилась история перевода учебника
26(9.2%)
Спасибо всем участникам проекта!
49(17.4%)
И вообще Ура!!!!!!!
49(17.4%)
Tags: mips, verilog, образование, плис, публикации, цифровая электроника для программистов
Subscribe

Posts from This Journal “плис” Tag

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 11 comments

Posts from This Journal “плис” Tag