Автор Євген Короткий Опубліковано January 04, 2019
Весною 2017 року, разом з інженерами Кремнієвої Долини, ми організували першу в Україні безкоштовну дитячу школу мікроелектроніки, де школярі вчилися проектувати цифрові мікросхеми на FPGA.
Школа проходила в Студентський простір Belka, що ідеально підходить для подібних заходів. Зареєструвалося на школу близько 70-ти дітей. У перший день прийшло порядку 50-ти людей, а до кінця дісталося 30 учасників.
Детальну програму школи можна переглянути тут
У понеділок і вівторок вивчали основи електроніки (струм, напруга, робота з макетною платою, підключення світлодіодів, кнопок, семисегментих індикаторів). Збирали генератор тактової частоти на 555 таймері, підключали найпростіші дискретні мікросхеми (логічні елементи, 4008 суматор, D-тригер, регістр зсуву).
У середу і четверг створювали найпростіші схеми з використанням програмованої логіки на FPGA Xlinx Artix-7. Навчилися створювати проект в Vivado і задавати базові налаштування. Розібралися з основами мови Verilog, що використовується для опису мікросхем і мікропроцесорів. Синтезували в Vivado цифрові схеми з опису на Verilog і перевіряли роботу отриманих схем на FPGA. Реалізували найпростіші логічні функції, суматор, дешифратор семисегментний індикатор, мультиплексор, D-тригер, регістр зсуву, лічильник.
В п’ятницю вивчили, як програмувати на Python WiFi модуль Linkit Smart 7688 з OpenWrt Linux на борту. Підключали до модуля кнопки і світлодіоди, електронний I2С компас HMC5883l, за допомогою бібліотеки MRAA працювали з залізом модуля, з’єднувалися з модулем по ssh, передавали файли по scp, створили простенький веб сервер.
Використовували ось таку методичку власної розробки
Збирати схеми дітям допомагали студенти-волонтери з 2-го курсу кафедри Конструювання електронно-обчислювальної апаратури факультету електроніки КПІ. Другокурсників залучили, оскільки гарні студенти старших курсів уже працюють за спеціальністю, що погано поєднується з волонтерством. Цікаво, що волонтери другокурсники в цьому ж семестрі почали вивчати цифрову електроніку. В результаті, вони і самі щось нове вивчили (наприклад, роботу з FPGA), і дітям допомогли, і отримали перший викладацький досвід, а також додаткові бали до рейтингу. Ось таке всім корисне навчання на реальних завданнях.
П’ятиденна школа мікроелектроніки завершилася в суботу Хакатоном. Хоча територіально хакатон проходив в Києво-Могилянській Академії, всю технічну експертизу надали старший інженер Wave Computing Юрій Панчул і викладач факультету електроніки КПІ Євген Короткий. На Хакатоні школярі створювали цифрові мікросхеми на FPGA і пристрої на базі WiFi модуля Linkit Smart 7688. Команди-переможці розробили мікросхеми для кодового замка, скінченного автомата керування світлофором для людей з поганим зором, а також автомат світлових ефектів.
Хочемо подякувати тим, без кого ця школа не відбулася б:
1) Юрію Панчулу, старшому інженеру з розробки мікропроцесорів та обчислювальних систем в компанії Wave Computing (Санта-Клара, Каліфорнія). Юрій багато років підтримує освіту в галузі електроніки в Україні. Для даного заходу він розробив програму і частину освітніх матеріалів, провів кілька лекцій. Також Юрій за власні кошти придбав необхідну електроніку для заходу і сувеніри для дітей.
2) Компанії Радіомаг за безоплатне надання електронних компонентів і вимірювальних приладів, необхідних для провдення школи. Дуже дякуємо нашій випускниці Анастасії Ластовець, яка зараз допомагає Радіомагу створювати електронні конструктори для дітей, за допомогу в підборі необхідних радіодеталей.
3) Команді Студентський простір Belka за величезну допомогу в проведенні заходу. Без Бєлки і її волонтерів ця школа не відбулося б.
4) Студентам кафедри Конструювання електронно-обчислювальної апаратури дякуємо за допомогу у складанні схем. Хлопці, ви дуже допомогли школярам!
5) Олександру Барабанову, доценту кафедри комп’ютерної інженерії факультету радіофізики, електроніки та комп’ютерних систем, КНУ ім. Т.Г. Шевченко. Олександр дуже допоміг в організації, провів лекції в перший день школи і підготував відповідні навчальні матеріали.
6) Світлані Хуткі з Стенфорду за переговори з Радіомагом, роботу зі школами і верстку програми заходу.
7) Євгену Короткому, доценту Конструювання електронно-обчислювальної апаратури факультету електроніки КПІ, за організацію заходу в КПІ, координацію з командою простору Belka та студентами-волонтерами, підготовку освітніх матеріалів по WiFi модулю Linkit Smart 7688, проведення частини лекцій і 6 годин нонстоп менторства на Хакатоні.
Вихідний код частини завдань можна завантажити з GitHub
Більше фото можна знайти в альбомі на нашій fb сторінці
Підводячи підсумок, можемо сказати, що це було складно, але мегакруто! Неймовірно приємно бачити захоплення в очах дітей, коли вони опановують найсучасніші інструменти розробки мікропроцесорів!
