geek porn
Подписчиков: 192 Сообщений: 192 Рейтинг постов: 2,854.0Карательная электроника не делайте так электроника разработка железа DIY geek porn geek сделал сам FPGA Mirn (фотограф)
Карательная электроника: Как нельзя разрабатывать интерфейс скоростной видеокамеры.
Кратко в статье будет:
Что же не так в первой же картинке: хоть и выглядит вполне аккуратно, или сказ о наводках и СВЧ чёрной цифровой магии и почему так делать нельзя.
Немного об отладочной плате FPGA и особенностях разработки.
О модуле камеры, её сенсоре, MIPI интерфейсе и как его испортить.Как сделать связь с ПК в сотни мегабит, менее 100мбит/сек, и как в том числе и тут словить кару.
Внимание: в статье несколько хайрез фоток и видео, много тех терминов и лютого DIY, возможен взрыв мозга!
Начнём с пациента:
Что это на фото?
1. Белая плата - мозги: FPGA плата на базе Artix-7 от Xilinx, подключена к ПК по micro USB для прошивки и отладочных логов
2. Мини плата слева сверху - FTDI, обещала "скоростную" связь с компом...
3. Синяя плата справа сверху - сам модуль скоростной камеры с пимпкой "объектива" (извиняюсь за ругательство).
4. Куча проводков от ардуины.
Требовалось:
Захватить видеопоток с камеры и послать на ПК как есть, без сжатия, при этом достичь максимального количества кадров в секунду.
Что за зверь, FPGA плата?
Это процессор или миникомп как "малинка"?
Нет, но она как процессор может исполнять алгоритм, считать и управлять чем-нибудь.
По сути FPGA это набор блоков памяти, отдельных битов памяти и простых, проще сложения, логических элементов с управляемыми связями. А связями всего этого набора можно произвольно управлять софтом по своему желанию.
Стоп, а как оно считает, исполняет алгоритм и управляет?
А тем что специальный софт разбивает алгоритм, написанный на си подобном языке, на отдельные блоки:
массивы размещает в большие блоки памяти,
переменные разбивает на биты и размещает в отдельные аппаратные биты,
вычисления, даже такие простые как инкремент разбивает на сотни и тысячи логических функций, для сложных использует готовые аппаратные блоки.
И потом всё это соединяет вполне реальными физическими связями. И работает всё это на частотах в несколько сотен мегагерц.
По сути алгоритм превращается в реальную и очень комплексную электрическую схему. Это настолько низкоуровневое программирование, что даже "ниже" не только ассемблера, но и машинных кодов и чёрт побери перфокарт!
100-200 Мгц медленно? и зачем такой дрочь нужен если есть обычная малинка или одноплатные ПК х86 на которых винда крутится?
Нет, это не медленно и есть задачи, где не возможно обойтись без FPGA физически.
Первая фишка: в том что это не проц, который исполняет алгоритм шаг за шагом. Это куча связанного "железа" которая исполняет весь алгоритм одновременно! Тотальное 100% распараллеливание алгоритма, даже если в нём несколько сотен тысяч строк кода!
Это даёт возможность такой магии, как сортировка массива за ноль тактов (например, в фильтре шума).
А ещё даёт возможность самому проектировать эмуляторы старых консолей и они будут работать в точности, нет, ТАК В ТАК, так-же как и их аппаратные дедушки, даже даёт возможность сэмулировать баги, и разные аппаратные нестабильности например в звуке чип-тюна ZX-Spectrum.
А ещё это и чудовищное быстродействие: делать расчёты на 66 Мгц быстрее чем Core i7 на 3700 МГц? запросто! Именно поэтому ASIC (FPGA с предзаказанными, не изменяемыми связями) так полюбились всеми майнерами.
Вторая принципиально непобедимая фишка: время реакции - раз всё работает параллельно и можно реагировать с нереальной скоростью, в десятки а порой единицы наносекунд. Робототехника, автопрома и оружейка - без FPGA и ASIC (захардкоженный FPGA) никак.
Третья фишка: можно реализовать любую переферию, любой интерфейс самому при помощи исходного кода, и если ты написал сам всё с нуля, включая интерфейсы, то это 100% переносимо, ну не мечта ли? Но с большими оговорками, и можно "отстрелить себе ногу", что я и сделал в интерфейсе камеры.
Модуль камеры:
Это плата модуля камеры: сверху чёрный цилиндр объектива, под ним чип сенсора который собственно и видит со всей логикой, который установлен на плате, два стабилизатора питания и разъём 40 контактный.
Камера:
5 мегапикселей.
"Объектив" полное гавно: мылит даже на VGA разрешении, света собирает мало, не настраивается фокус. Но для отладки пойдёт.
Чип сенсора выдаёт RAW формат как в профессиональных фотокамерах,
Интерфейс параллельный MIPI, он примитивный: каждый такт синхросигнала выдаёт 12 бит данных пикселя, с парой статусных сигналов "конец строки" и "конец кадра".
Для настройки юзает двух проводной I2C.
Коннектор - 40 пиновый, двухрядный с шагом 2.56мм, как в старых жестяках.
Казалось бы всё просто особенно для FPGA...
"Отстрел ноги"
Но чтоб достичь максимальной скорости надо выдать камере максимальную частоту в ~100Мгц (а с гармониками до гигагерца), от которой камера и тактируется, которая в свою очередь даёт обратно FPGA с сырыми данными изображения.
А это очень быстро, даже слишком быстро и было наивно с моей стороны надеется, что можно отдельными проводками соединить и ничего за это не будет...
Будет!
Во первых: в стародавние времена, когда у жестяков был широченный ParallelATA 40 пиновый коннектор и такой же шлейф, то этот 40 жильный шлейф работал только до частот 30-60МГц, а далее уже нужно было использовать особый магический 80 жильный шлейф. И это не спроста: на таких частотах взаимные наводки очень сильно влияют и портят сигнал. Но в этой связке его использовать нельзя т.к. на основной FPGA плате нет такого же 40пинового разъёма, а мудаки из Xilinx ради маркетинга (ну и чтоб продавать только их доп платки по конской наценке) и несовместимости запилили 4 группы по 12 контактов в два ряда.
Во вторых: длинна ардуино-проводов разная да и на самой плате очень сильно различается длинна дорожек, а это критично на таких скорстях и если даже не из за скорости света то из за разной индуктивности - которая усиливает взимные наводки, разносит их по разным фазам ещё сильнее и превращает сигнал в "кашу".
В третьих: маркетологи посчитали что при помощи платы "всего" за 100 баксов нельзя давать заниматься серьёзными вещами. И поэтому два из четырёх 12 контактных коннекторов GPIO подключили через много килоомные резисторы тем самым зарезав частоту и "завалив форнты" (когда тактовая нарастает не слишком быстро чип камеры, из за шумов может не понять время переключение, это было одно или несколько).
Не делайте так! Не надо пытаться ардуино-проводками подключать такие быстрые (свыше 30 МГц и многобитные интерфейсы)
Попытки профиксить и прочие бесполезные трепыхания
1. Тактовая пикселей MIPI что выходит из камеры оказалась в разы шумнее: это тактовая из FPGA которая набрала по пути до камеры шумы, а потом вернулась из камеры в FPGA набрав ещё шумов на обратном пути. Пришлось затактироваться внутренней частотой внутри FPGA что генерится и выдаётся наружу.
Фейл: чип камеры при каждом старте настраивается чуток поразному и поэтому выходящяя из него тактовая тоже на пару наносекунд то отстаёт то опережает.
Адский Костыль: Нужно вручную подстраивать каждый раз при каждом включении задержку.
2. Фейл: Взаимные шумы: так как лежит на первой картинке (плата связи рядом с платой камеры) не работает! В линке с ПК проскакивают лишние байты или он теряет байты.
Адский Костыль:
приходится буквально на пару сантиметров отгибать в сторону камеру вот так:
Чёртов бубновый шаманизм!3. Мини Фейл: Ардуино проводки - они норовят отскачить при любом неосторожном движении любой платы! Это, просто, очень и очень не удобно, надо ОЧЕНЬ аккуратно всё двигать.
Костыль: расковырял иголкой разъём чтоб лучше держалось ... помогло мало но вроде помогло.
4. Связь с ПК при помощи модуля FTDI2232H оказалось не настолько крутой как её рекламировала фирма.
Фейл: скорость вместо 480 мегабит оказалась всего в 100 мегабит, т.к. внутри ФТДИхи два канала и они прибиты гвоздями, уже 240мегабит, USB не умеет в 100% пропускной, уже 200Мегабит, а чип не сразу видит такт записи а через пол дополнительного такта: вот тебе и 100 мегабит. Дрочиться собирать из двух каналов один не стал - драйвер фтди перемашивает рандомно. Дрочь.
5. так же производитель камеры обманул: вместо 150 фпс оказалось 128 фпс, сам сенсор оказался очень тёмным на такой скорости.
Дополнительно было сделано
Т.к. камера выдаёт сырой рав-поток как в проф камерах, то его надо обрабатывать как это делают тулзы цифровой проявки такие как Adobe Light room.
Для этого запилил на верилоге свой видеопроц:
в нём и MIPI приёмник, и свой i2c контроллер и такие страшные слова как баланс белого, гамма-коррекция, коррекция дин. диапазона, шумодав (где сортируется за 0 тактов в медианном фильтре), ресайз, усиление и коррекция цветов.
схемка для пущего устрашения (to NN это выход в фтди, и спойлер темы будущей статьи ;):
Итог и что получилось сделать:
Оно заработало:
слева рендеринг на ПК при помощи OpenCV,
справа отладочная консоль в формате VT100 с цветами и свистелко-перделками (реализованный аппаратно на FPGA при помощи той же логики и такой-то матери), да я люблю красиво, дорого и богато.
В первую секунду видна первичная инициализация и пуск камеры с логом адресов и значений команд записи.
Далее я ручками, посылаю текстовые команды в FPGA (лексический интерпретатор команд тоже сам сделал, тоже на логике) и настраиваю яркость и чёртову фазу сигналов, видно что после подстройки фазы обильный "розовый снег" исчезает.
После я машу перед камерой древним смартом с настроечной таблицей цветов.
косяки:
1. т.к. по скорости FTDI подвела то только 64 кадра в сек, в среднем каждый второй пропускается.
2. есть местами мусор в виде снега и цветных кластеров (показаны красными стрелочками)
3. сам модуль камеры на такой скорости оказалось лютым гавном, мутная, и шумов много т.к. ISO задран к небесам.
Использованные ресурсы чипа:
блочной BRAM памяти больше всего ушло на буфер одного кадра.Вывод:
Не делайте так! Не надо пытаться ардуино-проводками подключать такие быстрые (свыше 30 МГц и многобитные интерфейсы). Именно поэтому профессионалы порой недолюбливают ардуинщиков за такие дикие сопли с ардуино-проводками.
А отладить камеру и ip-корку (аппаратная либа) видеопроца я всё-таки смог. Благо сам алгоритм разработал и верифицировал формально и математически, а на FPGA только проверил, что оно в принципе работает и понял что надо копать в сторону само синхронных синфазных LVDS гигабитных интерфейсов без тактовой и всего этого дроча с шумами.
На этом всё, вот в завершение фотка с топологией чипа (светлосиним заюзанные аппаратные ячейки), зачем? незнай, просто красивый город как из сим-сити вышел.
арифмометр geek porn geek
Арифмометр Mercedes R44SM - самый новый
Когда-то я уже публиковал пост про арифмометр Mercedes - про самую первую автоматическую модель этой фирмы.
А сегодня я покажу последнюю их модель, появившуюся в конце 50-х, и почти десять лет успешно конкурировавшую с первыми электронными калькуляторами. В комплекте автоматизация всего чего только можно, клавиатура на две сотни клавиш и счётное устройство на 450 операций в минуту - едва ли не втрое быстрее, чем у той первой модели, и в полтора раза быстрее типичных машин 50-х годов.
арифмометр geek porn geek
Работа автоматического арифмометра, который помнит Ленина
Ура! Ещё одна мечта реализована! Привёз из Германии и за неделю плотной работы починил первый в мире автоматический арифмометр, Mercedes Euklid VIII.
Его бесклавиатурная версия появилась ещё до первой мировой, а мой экземпляр 1922 года помнит Ленина!
Выпускалось это чудо до 1934 года, потом на его место пришли новые модели, похожие по функциональности, но более эргономичные. Потому что у Mercedes Euklid VIII эргономика чудовищная: например, в 1931 году на Rheinmetall SASL, как и на современном калькуляторе, для запуска деления надо было нажать одну кнопку, а здесь - установить положение 7 (семи!) рычагов!Но работает ведь!
Япония манга Remilia Scarlet Izayoi Sakuya Flandre Scarlet Marisa Kirisame Patchouli Knowledge Konpaku Youmu Cirno Anime Unsorted Anime Touhou Project geek дощечки Эма комикет фотоотчет металлисты Mirn (фотограф) очень много картинок аниме кукла geek porn много текста Anime Фигурка Fujiwara no Mokou Alice Margatroid
Летний Комикет 2019 (C96) с необычной стороны, фотоотчёт.
Если кто не знает: комикет это крупнейшая в Японии выставка самодельной манги, журналов и книг от хоббистов. Посещаемость порядка нескольких миллионов человек.
Чего тут НЕ будет: хайповых и новых аниме тайтлов, косплея. Про них я рассказывал в предыдущих своих обзорах, и кому интересно милости прошу в последние несколько моих постов.
Чего внутри много будет: тохи, музыки и аниме кукл, разного стафа и химии с грибами.
Так-же будет немного фриков и толпы.
Что тут внезапно будет: IT, железо и металл!
Внимание: ОЧЕНЬ много фото (80+ шт), поэтому, не забудь про свой мобильный инет!
И очень много японцев, не задохнись, не упади в обморок от духоты и давки!
это было фото в момент закрытия, почти все рассосались, и это только один из 8 залов!
Итак, начну с формата и как в целом всё было:
Комикет проходил на этот раз 4 дня, с 9 по 12 августа включительно.
Проходил он как обычно, в Биг-Сайте, но на этот раз не использовался восточный блок с известным всем «коридором смерти», а использовались западный и внезапно южный.
Вот план зданий с официального онлайн-каталога комикета(который кстати платный)
Наконец-то, внутри были работающие кондиционеры!!!
ссылкана сам каталог:https://webcatalog.circle.ms/?success=1
Расписание комикета:
1 день(игры\разное).
южный1-2: флотская коллекция и азурелейн
южный3-4: игры, в том числе настолки, Ensemble Stars!
западный1-2: TYPE-MOON (фейт и прочие игры),
западный3-4: 刀剣乱舞? сетевые и социальные игры
2 день(женский день):
южный1-2: GirlsundPanzer, прочее аниме, девчачье аниме
южный3-4: Детектив конан, атака титанов, FC кроме лайтновелл (компания)
западный1-2: Юринальду, おそ松さん??,TIGER&BUNNY, фильмы, картины,музыка, мужские айдолы, FC(фанфики)
западный3-4: Haikyuu!!, World Trigger, Blood Blockade Battlefront, Kuroko no Basuke
судя по всему - яоя будет много в этот день
3 день(мужской день):
южный1-2: Додзи и игры для мужской аудитории и игры включая лоликон и прочий хентай
южный3-4: Live life, Idol master
западный1-2: Образовательная манга, Информ технологии, критика, и тд
западный3-4: Для подростков и детей, история искусство
4 день(мужской день):
южный1-2: Оригинальные и прочие журналы и тд, прочие цифровые и IT штуки (каталоги эл. компонентов, каталоги текстур и тд)
южный3-4: ТОХОТА, порнософт и игры, включая жесть
западный1-2: хентай и додзи для м, паравозики и путешествия, мини-макеты и модели (как свондерфеста)
западный3-4: косплей и прочее мужское (эро и тд)
Я был в последний день перед закрытием.
Начнём с продавцов-фриков:
Эти уже не первый год на комикете торчат и всегда собирают вокруг себя толпы, отличный маркетинг:
А это просто пародия на объявление в Японии новой эры «Рейва» нового императора:
А некоторые для украшения стола и привлечения внимания, вместе с товаром просто садят плюшевого котика с плюшевыми свечками, колыхающимися на ветру, очень мило:
Продавалось много разных забавных штук:
Например, бутылочки с Иа и высушенными и залитыми эпоксидкой цветами.
Или висюльки с разными химическими формулами веществ и взрывчатки
Иботэновая кислота содержится в мухоморах и применяется для*роскомнадзор*
Тринитротоулол служит для изготовления *роскомнадзор*
А это вообще один сплошной *роскомнадзор*
Брелок с галлием, берёшь в руки и он плавится, а благодаря спец присадкам очень интересно кристаллизуется (идеальная штука чтоб занять руки когда думаешь):
Аниме – куклы, их было на удивление больше чем в прошлом году и качеством побольше (ну или я вошёл во вкус), и все они выполнены очень качественно, особенно одежда и прочие мелкие детали, фотки можно увеличивать и рассмотреть в подробных деталях:
Очень интересно что рядом с каждой куклой есть свой фотоальбом или несколько фотосетов .
И тут тоже:
А тут с куклами продаются и серёжки для них:
А тут на кукле цепочка и ключик стальные и отлично состаренные
А это куклы-посетительницы комикета с картой южного блока (где они и выставлены)
Для себя с удивлением обнаружил, что есть отдельный вид искусства и товаров на комикете - журналы с фотосетами кукол
А некоторые фотографировались даже в снежной России:
Или в Европе:
Далее куклы плавно перешли в Touhou project
Подставки под пиво из пробкового дерева с портретами тохо-девочек:
Огроменные, до полуметра, полупрозрачные акриловые дощечки полуметровой длинны:
Разные постеры:
И арты знаменитых художников, например kotoinari (flandore):
Или шедевры в рамке:
И даже в рамке но на пробковом дереве
Очень понравился артбук с очень хорошей полиграфией, непросто блестит бумага, а будто прошита серебристыми нитями и на ощупь как-будто пергамент:
шик! от таких тактильных ощущений хочется умереть и быть кремированным
Купил себе такой и ещё вот такой вот артбук по обитателям особняка:
Так же были эма с тохо-девочками (дощечки для желаний, с обратной стороны написать желание и повесить в храме)
Рейму: Сдать экзамены, и да, ящик для пожертвований там, и в обязательно за себя тоже сделай прежде чем покупать за другого. Кстати сегодня храм закрыт,завтра займусь.
Арису: Собираешь куклы … ЧТОООО???
Сатори: Грёбанный лоликонщик!
Уцухо: ядерная реакция вышла из под контроля (Я учёный, верь мне)
Пачи: Не видишь я читаю? НЕ МЕШАЙ!! (да и мне так комфортно)
Сырно: Оснащение кондеем комнаты закончено, текущая температура-58.6. (Супер комфортно да?)
Конпаку: Твою душу разрублю (Этим мечом)
Юкари: Отдых круглый год, а инцидент как нибудь потом.
Мариса: Данмаку - это вызов! Выживаемость 1% (до сих пор не пройдена)
Ремилия: Данмаку – пан или пропал, требуются добровольцы (на этот раз не подведу)
Сакуя: Все вторженцы полностью зачищены (а в следующий раз не пройдут!)
Так же продавалась всякая разная музыка по тохе:
К музыке кстати прилагались порой просто отличные плакаты:
Я же себе купил
Покупаю диски потому-что:
1. половину вообще никогда на ютубе и прочих соцсетях не опубликуют,
2. Нередко внутри CD дисков есть скидочные талоны и спец акции
3. С CD дисками дают квестовые талоны, собрав которые можно получить билет на концерт.
4. Сами по себе диски отличные (но я так думаю пока мне их девать есть куда)
Но не только тохой единой, были и игры данмаку похожие на тоху, вот например:
Рядом с Тохой разместился сектор с IT журналами и комповым железом.
Прямо-таки вспоминается баш: это канал тохи? Да? Пропатчить KDEпод FreeBSD?
Книги по администрированию и devops
POSIXи хаки файловые систем
Ну и веб конечно же
А теперь перейдём от гик-эро к гик-порну, это уже «18+»:
Самодельные клавиатуры
и полно-размерные кастомные клавиши на клавиатуры в виде смайликов и персонажей
Больше клавиатур и дизайна, во славу Лебедева!
Так стоп!!! СТОП! ЭТО НЕ КЛАВИША!!! ЭТО МИМИК!!!
Цыганские клавиатуры
А теперь ребята SM и BDSM (без инженерного образования вход воспрещён, маленькие ещё, это 30+ как минимум):
Программирование микроконтроллеров ESP32 и платы расширений к ним и журналы на эту тему:
Кстати слева разместился самодельный аудиопроц и цап (для любителей ЦИФРОВОЙ аудиофилии) на FPGA.
Дисплей с механической развёрткой на вентиляторе, крутая затея, и статус компа отображает и обдувает тебя и всё от USB, а так же стрелочный индикатор загрузки CPU .
Аппаратная трековая музыка а-ля Спектрум, на основе малинки и оригинальном чипе от Ямахи
Эмуляторы мини компов PC98 (чисто японская тема, 8086 но несовместимый с PC – да они любят создавать нестандартные платформы, называть общемировыми именами и страдать страдать страдать, реально садо-мазо, и им такое ретро очень нравится) на базе малинки
корпус в разборе и цены
Ну и просто гик-лоликон (кнопка-шота-кун):
А теперь совсем уже гуро и разчленёнка процов на мелкую программируемую логику:
Это журналы по разработки новых процов и ASIC ов на базе FPGA,это в разы убойнее GPU по скорости, а некоторые задачи можно решать за нулевое время, например отсортировать массив за 1 такт: каждый такт выдавать на вход массивив, и тут же получать уже отсортированный с предыдущего такта. Как вам любители тупых задач на собеседовании такое? А?
Да японские хоббисты умеют даже в такой хайтек, за который платят больше всех в мире и охотятся многие стартапы.
А теперь немного о грустном
Крупным планом:
Кстати, как и на фесте косплея, тут была коробка для сбора денег – её забили одними купюрами почти сразу до отказа (а купюры в Японии эквивалентом минимум 10 баксам).
Просто красивые постеры
На этом о самом комикете всё, но рядом с комикетом в соседнем здании, как раз к такой толпе, привезли фанатский хлам западных рок иметалл групп.
За это я и люблю комикет, что к нему много всего привозят, то выставки гоночных авто, то выставки достижений ИТ и ИИ. А на этот раз МЕТАЛЛ:
Футболки:
Винишко SLAYER
Оригиналы золотых дисков
Винишко:
На этом всё, вот вам хикки-крабик который живёт в речке Аракавав центре Токио (да экология в центре мегаполиса настолько хорошая, что там крабы кишат и из-под ног разбегаются)
Отличный комментарий!