Студенты специальности «Автоматизация и управление» (группа АиУ-12) Карагандинского государственного индустриального университета Савин Петр, Захватаев Сергей и Варзин Дмитрий второй год занимаются научно-исследовательской работой по модернизации материнской платы миникомпьютера с использованием систем на кристалле (SоC) и вот получены результаты!

Система на кристалле (СнК) — это СБИС, интегрирующая на кристалле различные функциональные блоки, которые образуют законченное изделие для автономного применения в электронной аппаратуре. Типичная СнК содержит: один или несколько микроконтроллеров, микропроцессоров или ядер цифровой обработки сигналов; банк памяти (ПЗУ, ОЗУ); источники опорной частоты; таймеры, счётчики, цепи задержки; блоки, реализующие стандартные интерфейсы для подключения внешних устройств (USB, FireWire, Ethernet, USART, SPI); блоки АЦП и ЦАП; регуляторы напряжения и стабилизаторы питания.

Современная микроэлектронная технология обеспечивает следующие варианты реализации СнК: в виде заказной СБИС (ASIC); на базе ПЛИС высокой интеграции (FPGA).

Оба варианта реализации имеют свои достоинства и недостатки. При реализации СнК в виде ASIC используется традиционный маршрут проектирования ASIC с использованием аппаратно реализованных сложно — функциональных блоков (СФ-блоков), интегрированных в структуру СБИС, и синтезируемых СФ-блоков, которые изготовитель транслирует в физическую структуру с помощью собственных библиотек функциональных элементов. Таким образом, имеется возможность замены систем на плате системами на кристалле. Реализация СнК в виде специализированной ASIC требует значительных финансовых затрат. Альтернативой может быть реализация СнК на базе высоко интегрированных FPGA. Преимущества реализации СнК на базе FPGA: малые затраты на разработку и создание опытных образцов; возможность многократной коррекции проекта; использование хорошо проверенных серийных изделий; более простой процесс тестирования и отладки.

В качестве объекта модернизации был выбран миникомпьютер А 20-OLinuXino-MICRO компании Olimex, выпускаемый в рамках лицензии Creative Common by YSA 3.0, по которой как дизайн платы, так и все связанные с проектом схемы и CAD-файлы, допускаются в свободное использование и создание производных продуктов для персонального использования и в коммерческих целях.

Версия платы, выбранная для модернизации, поставляется с установленной операционной системой Android 4.2.2 (Jelly Bean) и набором базовых приложений. На плате установлен двухъядерный процессор Allwinner-A20-Cortex-A7 (SoC/СнК) с тактовой частотой каждого ядра 1 ГГц и двухъядерным графическим ускорителем (GPU) Mali-400MP. Размер оперативной памяти – 1 ГБ. Объем ПЗУ составляет 4 ГБ.

Из устройств, необходимых для проведения каких-либо работ с миникомпьютером, следует выделить устройства ввода (мышь, клавиатура, микрофон, сенсорная панель, либо их различные комбинации по необходимости) и вывода информации (к примеру, монитор/проектор/экран со входом HDMI), а также SD-карта с предустановленной ОС, если плата не имеет встроенной NAND-памяти или используется ОС Debian.

Ввиду малого количества встроенных USB-портов на плате (2 USB и 1 mini-USB OTG), пользователь лишается возможности одновременного использования более чем трех периферийных устройств. Подключив, к примеру, клавиатуру и мышь с USB-интерфейсом, пользователь не сможет использовать другие устройства (принтер, сканер, FLASH-накопители, веб-камера, USB-модем, джойстик, Bluetooth-адаптеры и т.д.). С внедрением в плату USB-Hub данная возможность приобретается, что и стало целью модернизации.

В качестве главной микросхемы USB-концентратора использовалась микросхема GL850G от Genesys Logic, Inc. (Тайбэй, Тайвань). ИС полностью совместима с универсальной последовательной шиной (USB), при этом характеризуется простотой дизайна платы, маленькими затратами при производстве (экономическая целесообразность), низкой потребляемой мощностью.

В ИС интегрированы два понижающих регулятора напряжения 5В — 3,3В и 3,3В — 1,8В. Установлены переключатели (программные) уровня низкого потребления (для автономной работы от USB концентратора более высокой иерархии) и высокого потребления питания (при работе от дополнительного источника питания).

В GL850G встроен 8-разрядный RISC-микропроцессор для контроля работы портов. Программное обеспечение контролирует работу входов/выходов, конфигурирует PID и VID маркеры, записывает их в EEPROM.

Каждый исходящий порт GL850G поддерживает двухцветное LED (полупроводниковый светодиод) оповещение о его статусе (не-/нормальное функционирование). GL850G также поддерживает два режима питания портов: индивидуальный (на каждый порт) и gang-режим (одинаковая нагрузка каждого порта). Микросхема поставляется в корпусе SSOP-28.

После моделирования в САПР (DipTrace) данный модуль (USB-концентратор) и переработанная материнская плата миникомпьютера A20-OLinuXino-MICRO были переданы в Китайскую Народную республику на одну из фирм для выпуска уже готовой микросхемы. В данное время происходит тестирование опытно-промышленного образца, после чего ИМС можно запускать в серийное производство. МОЛОДЦЫ!

На рисунках представлены изображения уже готовой платы (1, 2), а также скрины проектировочных изображений слоев данной платы в программе DipTrace — 4 слоя (1, 4 — внешние; 2, 3 — внутренние). Внесенные студентами изменения отмечены цветом (исключая вставленные компоненты и некоторые проводники). На готовой плате размещены эмблемы КГИУ и кафедры «ЭиАТС».

Зав. кафедрой «Электроэнергетика и автоматизация технических систем

Г. А. Сивякова,  к.т.н., доцент

23 октября 2015 года в Карагандинском Государственном Индустриальном Университете прошла VIII Международная научно-практическая конференция «Научно-технический прогресс в металлургии».

Работа конференции проводилась по 5 секциям. Самые лучшие доклады были отмечены грамотами.

Один из интересных докладов представили магистрант специальности «Машиностроение» КГИУ Доля Александр и студент группы «ЭЭ-12» КГИУ Аяганов Айбар под руководством к.т.н. КГИУ Сивяковой Г.А. и д.т.н. Кременчугского национального университета им. М. Остроградского Черный А.П. «Новые технические средства обучения — голограммы».

На основании решения от 29 сентября 2015 г. Постоянно действующей комиссии по аккредитации в области энергосбережения и повышения энергоэффективности при Комитете индустриального развития и промышленной безопасности Министерства по инвестициям и развитию Республики Казахстан, Республиканскому государственному предприятию на праве хозяйственного ведения «Карагандинский Государственный Индустриальный Университет» Министерства образования и Науки Республики Казахстан 05.10.2015 г. было выдано свидетельство об аккредитации в области энергосбережения и повышения энергоэффективности №108 с правом оказания услуг по переподготовке и (или) повышению квалификации кадров, осуществляющих деятельность в области энергосбережения и повышения энергоэффективности.

 Международный исследовательский центр «НАУЧНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО»

проводит

I   Международный конкурс научных публикаций в области экономики и образования

«Magnum Opus Publication-2014/2015»

(20 марта – 20 ноября 2015 года)

На конкурс принимаются статьи, опубликованные в отечественных и зарубежных научных журналах в 2014-2015 гг.

МАТЕРИАЛЫ НА КОНКУРС ПРИНИМАЮТСЯ ДО 20 ноября 2015 ГОДА.

ИТОГИ КОНКУРСА будут подведены 27 ноября 2015 года.

Победители конкурса, занявшие призовое место в каждой из номинаций, награждаются дипломами Победителей и сертификатами на публикацию статьи в «Международном журнале экономики и образования»  в 2015-2016 гг. объемом 10 страниц.

Информационное письмо

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР «НАУЧНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО»

проводит

IV МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНКУРС УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ, УЧЕБНОЙ И НАУЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, ИЗДАННОЙ В 2014/2015 гг. 

 «ЗОЛОТОЙ КОРИФЕЙ»

(23 июля-23 ноября 2015 года)

СРЕДИ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ ВЫСШИХ И СРЕДНИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ, НАУЧНЫХ СОТРУДНИКОВ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УЧРЕЖДЕНИЙ.

МАТЕРИАЛЫ НА КОНКУРС ПРИНИМАЮТСЯ ДО 23 ноября 2015 ГОДА.

ИТОГИ КОНКУРСА будут подведены 30 ноября 2015 года.

Победители конкурса, занявшие первые три места в каждой из номинаций, награждаются дипломами Лауреатов и сертификатами на публикацию в любом из сборников конференций центра, запланированных на 2016 год (кроме зарубежных):

I место – бесплатная публикация общим объемом до 5 страниц;

II место – публикация с 50% скидкой общим объемом до 5 страниц;

III место – публикация с 30% скидкой общим объемом до 5 страниц.

Участники конкурса, не удостоенные звания Лауреат, награждаются дипломами, с присвоением звания «Дипломант» IV  Международного конкурса учебно-методической, учебной и научной литературы, изданной в 2014/2015 гг. «Золотой корифей».

Информационное письмо