- Про переваги розробки
- Про застосування
- Про іноземні аналоги і патентах
- Про акселерационного програмі FasterCapital
- Про вихід на ринок
- Про складнощі
Українські вчені розробили новий асемблер високого рівня, а також нову архітектуру ядра цифрового сигнального процесора, яка здатна скоротити час створення програм, одночасно підвищивши їх ефективність. Василь Лаврентьєв, керівник групи вчених, що працюють над проектом, пояснив нам, чим відрізняється українська розробка, як вдалося привернути увагу іноземних інвесторів, а також про плани по випуску кінцевого продукту. 
Вчені в процесі роботи над новою архітектурою ядра
Про переваги розробки
В даний час в різних областях, від промислових підприємств до мобільних телефонів, використовуються найрізноманітніші пристрої для обробки сигналів - цифрові сигнальні процесори. Наприклад, тільки одна компанія Texas Instruments виробляє близько 200 типів сигнальних процесорів.
Безліч різноманітних застосувань пред'являють до сучасних сигнальних процесорах не тільки жорсткі, але і суперечливі вимоги. Головна особливість полягає в тому, що обробка сигналів відбувається в реальному часі, тобто одночасно з процесом. Тому, з одного боку, архітектура процесора повинна бути спроектована так, щоб за короткі проміжки часу процесор виконував безліч операцій. А з іншого боку, операцій повинно бути якомога менше, що досягається ефективним програмним забезпеченням.
З точки зору швидкості виконання обробки сигналів і мінімуму використовуваної пам'яті, найбільш ефективними є програми, написані на мові асемблера. Це - мова низького рівня, який максимально наближений до машинної мови. Однак створення якісних програм на асемблері є дуже трудомістким і витратним процесом, що вимагає багато часу. Програміст повинен дуже добре знати архітектуру і особливості функціонування всього процесора і його окремих функціональних блоків, складність яких безперервно зростає.
При цьому в процесі розвитку технологій багаторазово зріс обсяг вирішуваних завдань, а написання і налагодження програм перетворилися в непосильне завдання. Вихід був знайдений шляхом використання мов високого рівня, наприклад C, а перехід в асемблер здійснювали спеціальні програми-компілятори. Це значно полегшило і спростило процес програмування, але не всі проблеми були вирішені. Так як навіть найдосконаліша програма-компілятор (вони, до речі, теж постійно вдосконалюються) дає далеко не найякіснішу програму на асемблері. І якщо прості завдання проблем не створювали, то з більш складними виникали труднощі. Тому щоб отримати ефективну програму або просто задовольнити поставленим вимогам, програмістам доводиться вручну оптимізувати критичні ділянки програм, використовуючи все той же асемблер.
Спроби змінити ситуацію робилися, але оскільки вони носили локальний характер, це не приводило і не могло призвести до кардинальних змін. Виходячи з аналізу тенденцій розвитку архітектури сигнальних процесорів і власного досвіду, ми прийшли до висновку, що каменем спотикання є мова асемблера, а саме, його низький рівень.
Пропонований нами мову асемблера - C-подібна мова високого рівня. Мова простий і інтуїтивно зрозумілий, в його командах використовується формульна запис математичних операцій, дуже близька до звичайної математичної записи, що значно полегшує як процес вивчення мови, так і створення програм, їх налагодження. Мова максимально пристосований до обробки потоків даних, масивів, таблиць і т.д., що власне і є основним призначенням сигнальних процесорів.
Що ж це дає? Ось основні переваги:
- часові витрати на програмування багаторазово зменшуються й співставні з програмуванням на C, а в деяких випадках, навіть менше.
- значно зменшується обсяг програм, але в результаті виходять ефективні асемблерні програми;
- кожна асемблерна команда реалізується за один машинний цикл з мінімальними тимчасовими витратами і максимальним використанням функціональних блоків процесора. Так як це забезпечується на етапі проектування ядра процесора, то можна говорити про нову, оптимальної архітектурі сигнального процесора. При цьому, ми зберегли попередні напрацювання - розпаралелювання, конвеєр і т.д.
Про застосування
Сьогодні є безліч застосувань сигнальних процесорів: мережі комунікацій і мобільний зв'язок, обробка аудіо та відео, радари і сонари, управління і контроль виробничих процесів, автомобільна електроніка, управління електродвигунами в нафто- і газодобувної галузі і т. Д.
Головні споживачі наших розробок - це фірми-виробники сигнальних процесорів, у яких є певна ніша і добре налагоджені зв'язки з покупцями. А оскільки конкуренція в цій галузі дуже висока, то навіть невеликий крок вперед може дати суттєву перевагу. Використання нашого процесора дозволить значно скоротити час на розробку прикладних програм і зменшити їх вартість.
Про іноземні аналоги і патентах
Прямих іноземних аналогів в світі поки немає. І судячи з аналізу тенденцій, нескоро з'являться. Справа в тому, що наш процесор - це не результат якогось «осяяння». Сама архітектура процесора розроблялася на основі принципів машинної алгебри і редукційного паралелізму, які випливають з самих алгоритмів обробки сигналів. Тобто ми здійснюємо стрибок вперед і вважаємо, що це - початок нового покоління сигнальних процесорів.
Що стосується отримання патентів на наші розробки в Україні або за кордоном, тут діє простий принцип: патентувати потрібно там, де найкраще захищені права винахідника. Тим більше, в нашому випадку, коли мова йде про такі базові винаходи, як архітектура процесора і система команд, тобто мова асемблера. А українське законодавство, на жаль, не захищає права винахідника, навіть в Україні. Тому, щодо місця отримання патентів висновок очевидний.
Про акселерационного програмі FasterCapital
До програми ми приєдналися, завдяки співпраці з NDI Foundation. Після безлічі зустрічей з потенційними інвесторами, в результаті яких ми отримували відповіді від «це дуже цікаво, але це не наша область» до «це дуже цікаво, ми вам передзвонимо», нам пощастило зустрітися з NDI Foundation в особі Ольги Крупської . За допомогою цієї організації ми пройшли три етапи конкурсу в FasterCapital. Сподіваємося, на цьому наша співпраця з NDI Foundation не закінчиться.
Сьогодні навряд чи можна говорити про те, що ми беремо участь в акселератор FasterCapital (програма, ініційована в ОАЕ - прим.ред.). Ми зараз на самому початку шляху і сподіваємося, що FasterCapital допоможе нам довести проект до логічного завершення і вийти на світовий ринок. Саме «довести» проект, тому що ми вже пройшли велику частину етапів - у нас є дослідний зразок ядра процесора, який реалізований на мікросхемі FPGA фірми Xilinx, і який успішно пройшов комплекс випробувань. Крім цього, для роботи з процесором розроблений повний пакет програмного забезпечення. Залишилося провести патентування, оформити документацію та провести деяку доопрацювання схемотехніки процесора, що ми сподіваємося зробити вже разом з FasterCapital.
Про вихід на ринок
Вихід на ринок і кінцевий продукт, який ми запропонуємо, буде залежати від того, яким вийде співпраця з FasterCapital. Наскільки далеко вони зможуть з нами піти, оскільки такого роду проекти - справа вельми витратна. А кінцевими продуктами можуть бути як різного обсягу ліцензії на використання схем ядра процесорів, так і самі готові цифрові сигнальні процесори. Можу відзначити, що поки ми не бачимо точок дотику з українськими компаніями на українському ринку.
Про складнощі
Для нас в процесі створення наукової інновації найскладнішим був, і залишається питання фінансування, тобто, пошук інвестора, як партнера.
А всім нашим колегам, які працюють над власними проектами можемо дати просту пораду: якщо вірите в свою ідею (обгрунтовано) - не опускайте руки.
Більше про діяльність сучасних українських вчених читайте в наших матеріалах:
Що ж це дає?