Разработчик систем на ПЛИС. Как, с чего и где начать?

Question

[Eluv]

В этом году получаю диплом бакалавра. Хочу быть проектировщиком встраиваемых систем и систем на ПЛИС особенно. Знаний пока не очень много, но есть большое желание это изучать и этим заниматься. Может ли кто нибудь из специалистов подобного профиля поделиться профессиональным опытом? Подсказать, как начать и где искать работу.

Comments

[Moskus]

Собственно, берите и пилите собственный проект. Пусть даже он будет предельно вторичным.

Answer 1

[Mirn]

0. С разговорного английского, беглово с хорошим словарным запасом и умением понимать шутки и казалось бы странные фразы. Всем абсолютно плевать на Ваш опыт и знания и умения, даже устровшись задаром в корпорацию с шансом роста - его не будет как бы Вы не старались, это реальный мир а не сказочки. Высокий старт решает всё, а для этого надо выдавать бегло много красноречиво на собеседовании на остальное в 99.9999999999999999% случаев всем плевать всегда и даже проверять не будут даже выдав тестовые задания, даже если они толковые. пункты 1 и далее без этого пункта не нужны и бессмыслены.
Програмист при помощи человечьего языка работает с людьми при помощи инструментов сделаных другими людьми и опять же описанных человечьим языком. Даже код для людей а не для ПК. Запомнить и понять это надо.

1. Программирование на Си и С++. Усиленно изучать оба понимая что даже чистый си понадобится и очень часто, Вы же FPGA будете использовать не спроста - а значит шевелить огромными данными а их ввод-вывод надо организовать и нередко надо делать драйвера самому на люниксе например, а для этого они оба и понадобятся.
2. Умения ЧИТАТЬ ассемблер - ТОЛЬКО ЧИТАТЬ и умения исправлять код и параметры компилятора чтоб получить нужный дизасм с нужной скоростью или размера.
3. Никогда не писать на ассемблере. см пункт 0 (асм это нечитабельное неподдающееся правке г). Современные компиляторы на голову лучше асма делают, даже на мелочах ты продуешь, в целом разница будет и по размеру и по скорости в разы.
4. Не использовать старое гавно мамонта и не гордится им, забудтье как страшный сон авр и пик микро с чистым i51 если изучать 8051 то современные модели с одним тактом на инструкцию и с нормальным объёмом памяти с частотами 100 мегагерц и выше или в особых случаях. Аналогично забыть: например первые максы альтеры.
5. Готовиться к имиграции иначе интерес угаснет лет через 5 от такой зп в странах СНГ. Но надо понимать что по миру эта отрасль в среднем оплачивается на 50% ниже ИТ.
6. Умение работать с людьми и софт скилз. Человек и зп зависит от результативности и умения себя показать, неважно что ты делаешь, важен самопиар, я знаю отличных людей но "серых мышей" которых нафиг уволили а потом удивлялись почему всё перестало работать. Но я не знаю ниодного карьериста и балабола но весьма посредственного в технике который не смог бы обскакать всех по карьерной лестнице. [Социальные скилы при наличии тех минимума] >> [тех уровень лучше всех]. Молчуны быстро сталкиваются с тем что им дают шлак проэкты или не выделяют ресурсы и они загнивают в болоте легаси.
7. Изучать не только современное но и популярное и задвинуть подальше свои хотелки и свою лень, всем пофиг что серия А интересна если серия Б унылоге гавно но 90% проэктов на ней или она прото в полтора раза дешевле. Изучать надо то что требуется рынком а не то что ты себе внушил что требуется. Самоанализ а не "ну это статья понятная попробую я ка это" "хмм, я это знаю и поэтому дальше буду лепить на этой платформе" "блин а почему никому эта платформа не нужна?"
8. В начале надо набить ошибок на своих проэктах и потом начать изучать чужие похожие проекты а только потом теорию чтоб понять почему они так сделаны, и так рекурсивно. Не изучать неведомую теор хрень только для галочки - как изучишь так и забудешь сразу же если она без практики.
9. Изучить паттерны программирования и немного веба с бд (пригодятся и не раз - и как резерв для карьерного манёвра чтоб уйти в веб или гейм или интерпрайз если совсем всё плохо с финансами и зарплата нужна седня а не через пол года)
10. конечно же схематехнику но без переусердствований - на ардуино уровне вполне хватит

Из конкретики пример:
Ардуино на СТМ32 или голый СТМ32 (а лучше в начале ардуино стм32 а потом голый - идеально)
подключить тяжолые вещи, например: дисплей камеру память, понять ботлнеки, сделать что то годное на этом - поиск лиц например. (работать с живым видео полезно и очень интересно, даже наткнувшись на баги можно получить интересные результаты и их развить и понять причину бага, и самое главное видно сразу результат и он классный)

понять что МК вообще не годны к такому и потехоньку начать переписывать алгоритм поиска лиц на верилог
осилить Icarus Verilog или другой тулчейм симуляции
довести симуляцию до идеала - т.е. bit perfect когда результат симуляции побитово равен исходнику для СТМ32
купить ФПГА отладку или заказать свою ФПГА плату например минимум циклон 3-5 или спартан 6
замучаться с интерфейсами и изучить времянки и time constrains и иже с ними
довести до ума и до реалтайма этот проэкт с поиском лиц

примерно так

Comments

[Eluv]

То есть вы утверждаете, что разработка и программирование железа оплачивается на 50% меньше, чем разработка софта?
Смотришь всякие специализированные устройства, которые стоят огого, так кажется что высокооплачиваемая индустрия)
Микроконтроллеры не рассматриваю, не люблю их, хотелось бы именно ПЛИС или СБИС разрабатывать.

[Mirn]

Eluv, в среднем да, оплачивается меньше, причины:
1. Железа уже сделано слишком много и рынок сокращается везде, во многих девайсах можно встретить армы 10 летней давности и их хватает, но для них есть уже и ядра люникса и рабочие образы и весь фарш.
2. Компиляторы и вирт машины на месте не стоят. если раньше джава даже не в разы а в десятки раз по скорости оставала то сейчас она в затылок плюсам дышит. Соответственно многие програмисты прикладники даже не догадываются что они по факту embeded. отсюда рекомендация изучать веб и бд и джавы всякие. си и плюсы скоро станут не нужны даже в областях видеообработки реалтайм.
3. Микроконтроллеры растут очень сильно и быстро, сейчас есть убер девайсы многоядерные 400+ мгц с производительности на такт почти в два раза быстрее чем у малинки, но архитектура идеал для реалтайма и сверхбыстрого ножкодрыгания - это отлично вытесняет плисы и прочие изврат который становится не нужным.
4. Развиваются компиляторы из мат моделей или плюсов сразу в HDL код и они отличные. да ресурсов жрут всего в 2-3 раза больше нативного верилога, но это всего в 2 раза больше! раньше было в 100 раз или вообще не дождёшся компиляции - настолько сильно быдлокодили эти поделия. опять повод учить плюсы джавы и матлабы всякие!
5. Специфика рынка труда отвратительная - тут есть море спецов с стажем в 20-30 лет, они тебя сожрут и по скорости и по качеству а т.к. кредиты и семьи то вкалывают за минималку по рынку. Так же кодить под плис проще чем под веб - нет бардака с стандартами и каждый год новый бред не выходит и не нужно переучиваться, что сделано 10 лет назад или 20 нормально взлетит и не поперхнётся. (это не СНГ)
6. крутые устройства делаются с разрешения патентов, регуляторов и политиков, даже безобидные микроскопы для микробов - ты не представляешь сколько там ублюдков и паразитов питаются на этой казалось бы жирной цене. конкуренция в этих сферах далеко не по качеству.
7. А ещё конкуренция по себестоимости производства в целом - тут разраб это 5-10% от затрат а не 50% как в чистом софте и вебе. Бизнес работает с мин маржей и поднять зарплаты физически не может. А баги можно списать на радиацию, био загрязнения да на чёрта лысого запросто списываются - см пункт 6 - разрешения есть, всё равно что жопа защищена бронебойной плитой - говнокодь и пользуйся поделиями студентов практикантов во все поля - уволятся с голода - следующие придут, это везде так, не в едином СНГ.
8. стаж рулит - зарплата зависит от стажа в компании, норм от 15-20 лет, т.к. большенство во все детали только тогда въезжает, часто в одной и той же отрасли совершенно разные подходы, тулчейны вообще всё, поэтому даже если ты семь пядей во лбу в новой компании от тебя проку не будет очень долго - плитить тебе минималку лет 5 будут.
9. в хорошем смысле минималку - можно достойно жить но не в снг и без своей квартиры и машины ессно - поэтому гораздо больше аналогичных тебе кто согласится, проблема в том что ты находишся на рынке где работу получают те кто согласны на минимум.

вот отрезвляющий пример, компания производитель камер, один из лидеров японского рынка
https://image.prntscr.com/image/ptw37aYWR9iNez7kLO...
в рубли - разделить на два, месячная зарплата, т.е. 70-100тр за 3-5 лет стажа (оранжевая полоса), центр токио. Минималка 100тр, 70тр потому что первые три года работают практиканты - им на парттайм можно платить ниже плинтуса, значит надо платить ниже плинтуса. В Европе и США примерно так же.

ещё раз говорю, что надо не воротить нос то не хочу, это не буду. МК изучить обязательно на хорошем уровне, без всяких ардуин поднять и сделать проэкт чтоб смог - это минимум. Плис хорошо знать не так критично как МК, а ещё критичнее общая теория програминга.
Но самое главное английский и политика, умение играть в карьеру, обскакать и свалить вину на остальных сослуживцев, выкрутиться из адового факапа - в разарботке они бывают всегда - вот без этого даже не начинай.

[Даниил Смирнов]

Книга Харрисов схемотехника и архитектура компьютера как хороший старт: желательно найти в последнем издании и с последними исправлениями.
Можно так же какую-либо из книг понга (Pong Chu), он недавно написал как раз свежую по microblaze, но если будете использовать Altera, то и старые подойдут: кроме переименования пары инструментов все осталось прежним. А в книге почти нет ошибок и хорошо описаны основы к HDL-языкам и инфа по soft-ядру

[Руслан]

Советую вам от начала и до конца прочитать книгу Digital Design and Computer Architecture либо оригинальную, либо ARM Edition, они отличаются только 6 и 7 главой. ОБЯЗАТЕЛЬНЫМ условием прочтения книги является выполнение ВСЕХ упражнений, иначе никакой пользы от прочтения не будет.
В книге последовательно описываются основы цифровой схемотехники, от электронов в атоме до прикладного софта. Самая вкусная 7 глава, где необходимо спроектировать 3 вида микропроцессора самому даётся легко, если последовательно прочитать и выполнить все упражнения до этой главы.
Книга, если не ошибаюсь, есть в свободном доступе, по-моему на Habr'e.

Answer 2

[Dmitriy0111]

Присоединяюсь ко всему вышеописанному, хотелось бы еще добавить, что можно просмотреть:
1) стандарт языка Verilog 2001 или SystemVerilog (про VHDL не говорю потому что не особо знаком с ним). На мой взгляд очень занимательная литература.
2) FPGA Prototyping by Verilog Examples: Xilinx Spartan-3 Version, от Pong P. Chu.
3) «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера» Дэвида Харриса и Сары Харрис, статья по поводу данной книги https://habr.com/post/306982/
4) Advanced FPGA Design: Architecture, Implementation, and Optimization от Steve Kilts.
5) Статья на Хабре: https://habr.com/post/281525/ , от которой я отталкивался когда начинал изучение Verilog. В ней, на мой взгляд, очень много полезной информации.
Остальное это садиться и начинать воплощать что-нибудь задуманное в железе, но первоначально конечно работать в симуляторе.