Lampa

2021-07-11 13:08:58 Цікавий проект CFU-Playground від інженерів Google для апаратного прискорення задач машинного навчання на FPGA/ASIC

Репозиторій: https://github.com/google/CFU-Playground

Відео з описом і прикладом застосування:



Документація: https://cfu-playground.readthedocs.io/en/latest/

Ідея CFU-Playground полягає у тому, шоб прискорювати не сам TensorFlow, а конкретну реалізацію нейромережі (або іншої ML задачі) шляхом додавання нових апаратних інструкцій до RISC-V процесора в FPGA/ASIC.

В TensorFlow створюється нейромережа під необхідну задачу (далі - модель). Модель конвертається в TFLite (TensorFlow Lite). TFLite - це відкрита бібліотека (вагою десятки кілобайт) для запуску нейромереж на мікроконтролерах, у т.ч. без ОС. В TFLite 32-бітні змінні типу float квантуються у 8-бітні цілочисельні значення. Засобами CFU-Playground виконується профайлінг виконання моделі для визначеня вузьких місць, які необхідно прискорити. Для виявлених проблемних місць визначаються обчислювачі TensorFlow Kernels, які задіяні в цих проблемних участках і далі створюються оптимізовані версії кернелів під конкретну систему-на-кристалі на базі RISC-V процесора з апаратною підтримкою додаткових інструкцій, які і будуть прискорювати виконання повільних операцій.

Кастомні інструкції повністю інтегровані в ковеєр RISC-V. Для їх підтримки з боку софта використовуються спеціальні макроси і немає необхідності перекомпільовувати GCC. Є можливість зберігати стан всередині блоку кастомних інструкцій (наприклад, для реалізації перемноження з накопиченням, або згортки, або FFT).

Проект повністю опенсорсний. Немає привязки до конкретного вендора FPGA. Приклади створені для Xilinx Artix, але автори стверджують, що CFU-Playground не складно портувати і на інші FPGA.

За словами розробників перевагами CFU-Playground є простота початку роботи і щвидкість виконання ітерацій (внесення змін і оцінки результатів).

У якості RISC-V процесора використовується VexRiscv: https://github.com/SpinalHDL/VexRiscv

Для створення системи-на-кристалі на основі VexRiscv застосований відкритий кросплатформений фреймворк LiteX, який підтримується для Intel, Xilinx, Lattice: https://github.com/enjoy-digital/litex

З метою створення бітстрімів FPGA можна скористатися або пропрієтарними інструментами на зразок Vivado, або відкритим САПР SymbiFlow, який може виконувати синтез і Place&Roure, а також створення бітстрімів для Xilinx і Lattice: https://symbiflow.github.io/

В кінці відео наводиться приклад, як за допомогою апартного прискорення вдалося пришвидшити операцію двовимірної згортки Conv2D в 55 разів.

До речі, виглядає, як цікавий напрямок для диплому бакалавра чи магістра Відкрити / Коментувати

2021-07-10 17:30:36 З'явився бюджет на придбання корисних речей)

Друзі, порадьте будь ласка, де можна замовити кухню і кафедру в приблизно такому стилі, як на фото, з якісних матеріалів і щоб пів року не треба було чекати.

Будемо дуже вдячні за поради! Відкрити / Коментувати

2021-07-10 17:03:03 Випускник нашої кафедри, Олександр Цимбал, порадив підбірку джерел по проектуванню, виготовленню і тестуванню аналогових мікросхем:

1. http://www.infocobuild.com/education/audio-video-courses/electronics/ee240-berkeley.html
2. https://www.infocobuild.com/education/audio-video-courses/electronics/ee40-fall2010-berkeley.html
3. https://www.youtube.com/playlist?list=PLc7Gz02Znph8d2777p1PUrfPL-8nfj8oZ
4. https://www.youtube.com/playlist?list=PLc7Gz02Znph-c2-ssFpRrzYwbzplXfXUT
5. https://www.youtube.com/playlist?list=PLc7Gz02Znph_HU1I9STgC4Nv0aG_jdb8Z
6. https://www.eesemi.com/index.php

Олександр вчився за цими матеріалами і наразі працює розробником чіпів. Кому таке цікаво, зберігайте) Відкрити / Коментувати

2021-07-09 08:14:04 Наші друзі з Ajax Systems шукають інженера на Embedded Audio проект: https://ajax-systems.breezy.hr/p/1ba30ef9cb7d-embedded-audio-system-engineer

Чудова вакансія для тих, хто любить звук, цифрову обробку сигналів та низькорівневе програмування! Відкрити / Коментувати

2021-07-07 13:08:34 Фото аудиторій і обладнання Відкрити / Коментувати

2021-07-07 13:03:58 Практикуємо на кафедрі змішане навчання, коли студенти переглядають відео лекції вдома, у зручний для себе час, а в аудиторіях обговорюють з викладачами незрозумілі моменти, вивчають теми підвищеної складності і пишуть контрольні роботи для перевірки знань. Вже на першому курсі для вивчення основ програмування застосовується всесвітньо відомий Гарвардський курс CS50 (https://goo.gl/MAasZW) і студенти отримують сертифікати про його успішне завершення. Існують відео записи онлайн курсів від викладачів кафедри по аналоговій (https://bit.ly/2tSkdwP) та цифровій (https://bit.ly/2Ksnzlm) схемотехніці.

А у цьому відео можна подивитися про перспективи роботи за спеціальністю:



Практично всі наші випускники працюють за фахом. Це або класичне програмування в аутсорсінгових компаніях (на зразок Software Mac Kiev, Luxoft, Ciklum, тощо), або розробка мікросхем (Melexis, Samsung R&D, Avnet ASIC), або створення і програмування пристроїв на мікроконтроллерах та embedded Linux (Global Logic, Sirin Software, Waves Audio, Infozahyst, Mellanox, Ring Ukraine, Ajax Systems). Працюють наші випускники і закордоном. Наприклад, Igor Shturma працював в Tesla:

А Leonid Kulski розробляє безпілотні автомобілі у всесвітньо відомій компанії Visteon. Rostyslav Bosenko заснував власну компанію AkuTechnologies (http://www.aku-tech.com), що розробляє складну електроніку для США.

Зазначені вище електронні і програмерські компанії України щорічно працевлаштовують багато наших випускників, однак повністю задовольнити зростаючий попит на інженерів поки не можемо. Побажань порадити гарних спеціалістів зараз набагато більше ніж у нас є студентів. Саме тому компанії створюють на базі кафедри тренінг центри для підготовки фахівців не лише з наших студентів, а і з випускників інших кафедр. Такий тренінг центр від компанії GlobalLogic Ukraine вже запрацював на базі нашої кафедри:



До чого ми це пишемо? Все дуже просто. Нам потрібні не випадкові люди, з порожніми очима, а студенти, які горять електронікою і отримують задоволення від її вивчення. З такими людьми набагато цікавіше працювати і можна досягти видатних результатів. З нашого боку зобов'язуємося зробити все, щоб процес навчання був ефективним і цікавим!

Тому якщо хочете отримати круту освіту в галузі електроніки та цікаву гарно оплачувану роботу, велкам до нас! :)

Будемо дуже вдячні за лайк, репост і розповсюдження інформації серед знайомих, які хочуть вивчати електроніку.

Нижче можна переглянути фото наших навчальних аудиторій і студентських проектів.

Прохідні бали за минулі роки можна глянути тут: https://vstup.osvita.ua/y2019/r27/174/538887. Для підвищення шансів подавайте заявку першим пріоритетом! Відкрити / Коментувати

2021-07-07 13:03:58 Щороку перед початком вступної кампанії розповідаємо про Кафедру Конструювання електронно-обчислювальної апаратури (КЕОА), де створена наша лаба

Кафедра КЕОА знаходиться на факультеті електроніки (ФЕЛ) КПІ, а спеціальність називається "Телекомунікації та радіотехніка" (код - 172). Освіта в області електроніки тут, на нашу скромну думку, одна з найкращих в Україні

Вчимо багато програмування, найрізноманітніші процесорні архітектури. На 1-му курсі AVR/Arduino, далі STM32, ARM, MIPS, NIOS II, DSP Texas Instruments. З третього курсу починається embedded Linux на одноплатних комп'ютерах (Raspberry Pi 3, Pine A64, BeagleBone Black). Два семестри розробки конвейєрних процесорів MIPS і систем-на-кристалі на базі Intel FPGA NIOS II та ARM. Запускаємо курс по цифровому радіо (SDR) на платах RTL SDR v3, LimeSDR та Ettus USRP B210.

Всі проекти і лабораторні роботи виконуємо на сучасному обладнанні, якого є дуже багато. Наприклад, для вимірювань застосовуємо найкраще у світі обладнання Tektronix, Rohde & Schwarz, Keysight і Digilent. Лабораторні роботи з STM32 виконуємо на платах Global Logic Embedded Starter Kit. Вичаємо FPGA і системи на кристалі на платах DE1-SoC.

Вчимо повний цикл розробки вбудованих (embedded) пристроїв, створення власних мікросхем, електричної схеми, багатошарової друкованої плати, написання керуючих програм для мікропроцесорів і мікроконтролерів. У нас найкраща в Україні підготовка в області розробки цифрових чіпів (із застосуванням мов Verilog та System Verilog). На старших курсах - комп'ютерні мережі з лабами на обладнанні Cisco, машинне навчання і комп'ютерний зір (автор курсу з технічного зору працює в Google).

А ось ютуб канал кафедри: https://www.youtube.com/user/kpikeoa Там можна знайти приклади лекцій, лабораторних робіт, студентських дипломних і курсових проектів.

Матеріальне забезпечення кафедри дуже круте. Доступне практично будь-яке "залізо", необхідне для ефективного і сучасного вивчення електроніки. Є 3D принтери Ultimaker, FlashForge Creator Pro, фрезерний автоматичний верстат, лазений різак (CO2, 80 Вт). Ось перелік обладнання в одній лише лабораторії Лампа: https://lampa.kpi.ua/equipment/ За відсутності карантину наша лаба відкрита щоденно (окрім неділі) до пізнього вечора, щоб студенти мали можливість реалізувати власні проекти на обладнанні лабораторії. Більше інформації про лабораторію Lampa можна знайти на сайті https://lampa.kpi.ua

В інших лабораторіях розміщене більш серйозне залізо: круті обчислювальні комплекси на базі FPGA за 6000 $ (http://de5-net.terasic.com), багато інших FPGA плат (http://de0-cv.terasic.com, http://de1-soc.terasic.com, http://de10-nano.terasic.com), DSP процесори від Texas Instruments для реалізації алгоритмів обробки відео / аудіо, комутатори / маршрутизатори CISCO і багато чого ще.

Студенти часто перемагають в олімпіадах та міжнародних хакатонах (https://bit.ly/2tV5C3I), беруть участь зі своїми розробками на фестивалях науково-технічної творчості (https://bit.ly/2lKsqzj, https://bit.ly/2KwCHNJ, https://bit.ly/2yWCFKw).

В 2018 році ми отримали бронзову нагороду у Європейському фіналі престижного міжнародного конкурсу InnovateFPGA Contest з проектом апаратного прискорювача криптовалюти IOTA для Інтернету Речей:

У 2019 році студенти потрапили до фіналу Європейського конкурсу Digilent Design Contest з проектом High-Speed Real-Time Video Streaming Transmission: https://digilentdesigncontest.com/2019-europe/ В 2020 році міжнародних конкурсів не було, через карантин, але будемо надолужувати) Відкрити / Коментувати

2021-06-24 15:45:24 Оновили список матеріалів для самостійного вивчення електроніки та супутніх напрямків: https://lampa.kpi.ua/education/

У списку 97 пунктів (додалося 36 позицій). Є інформація для початківців по основам електроніки, джерела по аналоговій і цифровій схемотехніці, FPGA, Verilog, VHDL, верифікація, системи-на-кристалі, створення топології в Cadence Virtuoso, мікроконтролери (зокрема, STM32), RTOS, програмування без ОС (bare metal), програмування мікрокомп'ютерів, DSP та SDR, проектування друкованих плат, програмування роботів з використанням ROS, робота з вимірювальним обладнанням

Якщо знаєте круті навчальні матеріали, яких немає у списку, пишіть в коментарі, додамо і будемо вдячні! Відкрити / Коментувати

2021-06-14 08:56:03 Друзі, Лампа йде на канікули до вересня. Але якщо вже дуже необхідно попрацювати з обладнанням, пишіть @Korotkiy_Eugene, домовимось. Всім гарного літа! Відкрити / Коментувати

2021-06-10 20:15:51 Випускник КПІ, Євген Гришин, подарував лабі підбірку книг, серед яких є шикарне видання Комп'ютерної архітектури Харісів, а також ось такі плати з FPGA:

1. Alchitry Au на базі Artix 7, з периферійними платами: https://alchitry.com/collections/all/products/alchitry-au-fpga-development-board

2. MOJO Board на Spartan 6: https://alchitry.com/products/mojo-v3

3. DE10-Lite на Max10, з вбудованим АЦП: http://de10-lite.terasic.com (одна така у нас була, тепер буде дві)

Зверніть увагу на шикарні приклади і навчальні матеріали для Alchitry Au: https://alchitry.com/pages/verilog-fpga-tutorials

Розглянуто основи Verilog і цифрової схемотехніки, робота в Vivado і ISE, створення тестбенчів, метастабільність і таймінги, реалізація SPI та UART інтерфейсів, керування світлодіодами за допомогою PWM, робота з DDR пам'яттю, створення і програмування софтпроцесора MicroBlaze. Шикарний матеріал для тих, хто хоче почати працювати з Xilinx.

Книги ми віддамо в @kpi_library і їх можна буде взяти на абонементі, а працювати з платами є можливість в нашій лабі. Інструкція із запису: https://lampa.kpi.ua/booking

Дуже дякуємо Євгену за подарунок! Відкрити / Коментувати