Hileko artxiboak: ekaina 2012

FPGA Teknologia: Silizio Likidoa

FPGAk (Field-Programmable Gate Array) fabrikatu ostean erabiltzaileak konfiguratu ditzakeen zirkuito integratuak dira. Bloke logikoak deritzen konponentez osatuak daude (ate logikoak, erregistroak, elkar-loturak eta bestelako bloke dedikatuak) eta hauek hardware-a deskribatzeko lengoaiak erabilita (HDL) konfiguratzen dira.

Silizio likido bezala ere uler genitzake, hau da, aipatutako bloke logikoak erabiliz, neurrira egindako txipak sortu ditzakegu, guk geuk labean sartuko bagenitu bezala. HDL hizkuntzak erabiliz bloke logikoak nahieran konbinatu ditzakegu neurrira eginiko hardware moduluak lortuz: kontagatailu bat, komunikazio interfaze bat, prozesagailu bat edo txipean txertatutako sistema oso bat (SoC) barne komunikazio banatuak dituena (NoC).

Honezkero, Arduinoak daraman prozesagailuetako baten HDL deskribapena eskuragarri dago (ZPUino hemen) eta edonolako Core edo hardware modulu askeak deskargatu daitezke opencores.org webgunetik.

Teknologia honen desabantaila nagusia FPGA fabrikatzaileen (Xilinx, Altera, etab.) negozio ereduan datza. HDL lengoaien deskribatutakoa konfigurazio fitxategi batera pasatu behar da (bitstream bat sintetizatzen da) bloke logikoak programatzeko. Bada bitstream-aren kodifikazioa ez da askea, eta FPGA txip eta txartelen prezioa asko jeitsi bada ere, sistetizatze prozesua gauzatzeko erramintak (ondo) ordaintzera behartuta gaude, edo hauen ebaluazio bertsio mugatuak erabiltzera.

Badaude alderantzizko ingeneritza erabiliz bitstream-ak hackeatu dituzten proiektuak, baina teknologia honen gizarteratzerako bitstream askeko FPGAk behar ditugu, komunitateak sortutako sintetizatze erramintak erabiltzea ahalbidetzen dituztenak.

Zerbitzari banatu txertatuak

Partikular bezala web zerbitzari bat eduki nahi badugu, aukerarik arruntena zerbitzari komertzial bat kontratatu (dreamhost adibidez) eta errentatutako espazioan eraikitzea da. Bestela, talde eta enpresa batzuek egiten duten bezala, zerbitzari propio bat muntatu dezakegu. Zerbitzaria muntatzeko orduan, prozesagailu potenteak (Intel Xeon bezalakoak) erabiltzen dituzte, non normalena Apache http zerbitzari askea gainean instalatzen duten.

Guk ere geure zerbitzaria oso erraz monta dezakegu gure ordenagailuan bertan, linux distribuzio baten gainean Apache instalatuta. Edonola, ordenagailua etengabe piztuta edukitzera behartuta geundeke horrek dakarren argi-indar kontsumo eta ardurarekin (ezin reseteatu, etab.).

Aukera bat, web zerbitzaria sistema txertatu txiki baten barnean montatzea izan daiteke. Nik neuk Raspberry Pi baten gainean wordpress blog bat muntatu dut (gida hau erabilita), blog honen beraren etxea. Energia kontsumo baxua dute eta etengabe konektatuta egotea ez da horren besterako ardura. Gainera, merkeak dira (25-35$), askeak eta Blogsoviet, BakalHau edo LasIndias taldeak zabaltzen hari diren sare banatuen filosofiarekin bat egiten du eta konpatiblea da datozen sare askeetan ere erabiltzeko.

Ziberfisikoak

Sistema txertatuak (Embedded systems ingelesez) funtzio konkretu bat betetzen duten ordenagailuak dira, sarri denbora errealeko eginkizunekin (oso bizkor, mikrosegundu-milisegundu inguruan, eta ziurtasunez erantzun behar izaten dutenak). Nahiz eta ezkutuan egon, etxeko hozkailuak badauka tenperatura edota pantailatxoa kontrolatzeko sistema txertatu bat, eta telebistak, eta kotxeak, telefono mugikorrak… agian lehenago bukatuko genuke sistema txertatu bat zein tramankuluk ez daukan esaten…

Klasikoki, sistema txertatu bat baliabide oso mugatuekin funtzionatzen zutelako ziren bereziak: RAM eta ROM memoria gutxi, maiztasun txikiko erlojuak, etab. Gaur egun aldiz, beste berezitasun bat dute: mundu zibernetikoa (internet) eta mundu erreala batzeko gaitasuna (hontan sakondu nahiz gero guztiz gomendagarria Ed Lee-ren “Introduction to Embedded Systems” liburua, muxutruk deskagatu daitekeena). Oso modan jarri izan da “Gauzen Internet” kontzeptua ere azken urteetan.

Aldi berean, asko entzuten da Arduino hardware askeko plataforma (20€) eta Raspberry Pi mini-ordenagailua (25$-35$), biak ala biak sistema txertatu interesgarriak. Lehenengoak mundu errealeko gauzak mundu digitalera eramateko erramintak eskaintzen ditu: sarrera-irteera digital eta analogikoak. Bigarrenak goi mailako aplikazioak eraiki eta internetekin konektatzeko ahalmena eskaintzen ditu.

Arduino eta Raspberry Pi sistema txertatu ziberfisiko berriak sortzeko gailu berriak, askeak, erabiltzeko errazak eta elkar konplementagarriak:

Erosi berri ditudan Arduino (ezkerra) eta Raspberri Pi (eskuma) sistema txertatuak