Говоря о современной электронике, невозможно обойти вниманием коммуникационные
технологии, наиболее популярная из которых - Интернет. Не надо особо долго говорить о роли
Интернет в международной интеграции, повышении эффективности труда разработчика и о его вкладе в
объем рынка коммуникационного оборудования - это и так уже очевидные вещи. Поговорим об использовании
возможностей Интернет в электронной аппаратуре нового класса.
Технология ПЛИС (а точнее FPGA - Field Programmable Array) позволяет реализовывать на кристалле практически
любое цифровое устройство путем загрузки соответствующей прошивки/бит-потока. Современные FPGA могут переконфигурироваться
(хочется сказать "перепрограммироваться", но это будет не совсем правильно, так как термин "программирование" закрепился за
процессорами, а для ПЛИС остался термин "конфигурирование") многократно и цикл переконфигурации занимает всего несколько секунд.
То есть, если у Вас есть плата с установленной на ней FPGA и необходимый набор периферии (ЦАП, АЦП, цифровые вход/выходы и интерфейсы),
то в течении минуты она последовательно может стать звуковой карточкой, генератором, спектральным анализатором, коммутатором и вообще всем тем,
для чего вы создадите или скачаете соответствующую прошивку.
Естественно, такие возможности не остались не замеченными ведущими разработчиками оборудования и начались поиски в этом направлении.
Добавив к этой способности ПЛИС возможность дистанционного реконфигурирования через Интернет, производитель получит:
а) прекрасную возможность не терять связь со своим продуктом после продажи и исправлять выявленные ошибки незаметно для потребителя
(Intel уже давно использует нечто подобное в своих процессорах - в каждом современном Пентиуме есть репрограммируемый декодер командных
инструкций во внутренний исполняемый микрокод процессора, что позволяет исправлять ошибки изменяя декодирование машинных команды.);
б) так как ошибки уже не так страшны, сократить время разработки и выхода продукта на рынок;
в) разработать класс устройств с дистанционной диагностикой и техобслуживанием;
г) продавать уже не железо, а интернет-логины для доступа к новым прошивкам (ох уж эта e-commerce)
Пользователю же такой подход позволит следить за своим железом и апгрейдить его не вставая из-за компьютера.
Классическое решение проблемы перезагрузки через сетевой интерфейс - это использование двух FPGA-кристаллов,
один из которых выполняет роль конфигурационного контроллера, а второй служит изменяемой частью системы. Но в новые
архитектуры FPGA закладываются возможности частичной реконфигурации кристалла, и теперь можно реконфигуровать кристаллы
без посторонней помощи. Главной проблемой была и остается защита от несанкционированного доступа. Вероятность того, что
при возможности конфигурирования через сеть систему взломают, пока еще слишком велика. В новую серию FPGA Virtex-II
фирма Xilinx включила аппаратную поддержку криптозащиты конфигурации на основе ключей, но пока еще не ясно, будет этого
достаточно или нет. Пока функцию удаленной конфигурации включают лишь в некоторые приборы (например коммутатор фирмы
APEX - APEX2000).
Другая точка соприкосновения ПЛИС и Интернет - это Java-машины. После того как Sun открыла ядро своего Java-процессора -
picoJava, стали появляться аппаратные реализации Java и на ПЛИС. Фирма Derivation Systems Inc.
создала LavaCore - конфигурируемый Java-процессор и имплементировала его на ПЛИС (проект помещается в FPGA Virtex XCV300-4).
У неё же есть и операционная система под этот процессор - LavaOS. Разработчики надеются, что Java как платформенно-независимый,
универсальный язык программирования, найдет наконец свое место на рынке SoC-систем.
Если вас интересует не только электроника, то советую обратить внимание
на неплохую рассылку Завтра...,
посвященную будущему науки, техники и энергетики. Авторы рассылки - компетентные люди с учеными степенями,
так что материал там серьезный и интересный. Если хотите, то загляните на сайт авторов -
Любитель. Мне понравилось.
НОВОСТИ
Alchemy Semiconductor
официально объявила о выпуске Au1000 - SoC платформы для интернет приложений.
Это действительно не имеющий аналогов прибор - ориентированный на встроенные системы и
рассчитанный на работу под основными современными операционными системами, он сочетает в себе
высокую производительность, достаточную для запуска Windows CE, и крайне малое энергопотребление -
всего полватта. На кристалле интегрировано два Ethernet-контроллера, USB, AC'97, 100Мгц SDRAM-контроллер,
4 UARTa и инфракрасный порт. Командная архитектура MIPS32.
Операционные системы: Linux, Microsoft Windows CE, VxWorks. Сэмплы доступны с середины февраля,
ориентировочная стоимость кристалла - 39$ на партии 10000.
На только что завершившейся конференции ISCC (International Sol id-State Circuit Conference -
Международная конференция по интегральным схемам), основным лейтмотивом была разработка недорогих высокопроизводительных чипов
для проводных, беспроводных и оптических Internet-коммуникаций. Разработчики представили огромное количество коммуникационных устройств для
работы в радиодиапазоне, причем явно видна тенденция делать аналоговые части систем также на CMOS.
Broadcom Corp. представила полностью интегрированный BLUETOOTH (2.4ГГц) приемопередатчик, выполненный по CMOS-технологии.
Его характеристики вполне удовлетворяют спецификации BlueTooth. Также студенты проф. Asad Abidi продемонстрировали
6-битный CMOS АЦП с частотой выборки 1.1ГГц. CDMA и GSM-производители также переходят на CMOS-устройства.