השמש במרומי השמים. השעה 12. האוויר החם מייבש את הפה של קאובוי לוק. הוא יורד מהסוס והולך לכיוון המסבאה. הוא דוחף שתי דלתות עץ חצויות ונכנס. כולם משתתקים. הוא צועד אל הברמן. הברמן אומר: "מר. לוק. אתה לא רצוי בעיירה שלנו." ג'ק לוק מרים את הראש ורואה פוסטר עם הפנים שלו. על הפוסטר רשום - "Dead or Alive".

אתם אוהבים מערבונים? החלק הכי מותח במערבון הוא כששני הקאובוים הולכים לדו-קרב ברחוב הראשי בעיירה. כל התושבים באים לראות או שמתחבאים בחביות ובבתים. הם עומדים בשתי קצוות העיר ולא זזים ממקומם. ופתאום אחד יורה והשני נופל.

הסיטואציה הזאת יכולה ואף קוראת במערכת ההפעלה שלכם במחשב. אמנם לא בין שני קאובוים אבל כן בין שני תהליכונים (threads) במחשב. המצב הזה ששני תהליכונים לא זזים ושניהם מחכים שהשני יעבוד קודם נקרא deadlock והוא סוג של באג.

הבאג הזה מאד נפוץ במערכות שהן multi-threaded (מרובות תהליכים). גם למתכנת הכי מנוסה יכול להיות deadlock אם הוא לא זהיר בבחירת הארכיטקטורה, בכלים שהוא משתמש בהם או בחומרה שהוא רץ מעליה.

איך הבאג הזה נראה? מכירים את זה שמזמינים את "החבורה הבעייתית" אליכם הביתה? "אני מגיע אם הוא לא מגיע." "אם הוא לא בא, אני לא בא." וכל התירוצים האלו? תדמיינו שיובל מזמין אליו את שי וליאור. שי יבוא אם ליאור יבוא. ליאור יבוא אם שי יבוא. (רשמו לנו בתגובות את הפתרון לבעיה הזאת)

דוגמה מעולם המחשבים לבעיה הזאת נקראת "הפילוסופים הסועדים". דמיינו ארוחה של חמישה פילוסופים שיושבים סביב שולחן עגול. לכל פילוסוף מזלג מימינו ומשמאלו, כך שכל מזלג משותף בין שני פילוסופים. פילוסוף יכול לאכול או לחשוב. כדי לאכול פילוסוף צריך להרים 2 מזלגות (מימין ומשמאל). אבל! פילוסוף יכול להרים מזלג אחד כל פעם, לא את שניהם ביחד. מובן? כן?

אז מה קורה אם פילוסוף אחד אוכל והפילוסוף שלידו רוצה לאכול גם? הפילוסוף שליד ייתקע. ואם הוא ירים את המזלג שפנוי? הוא יחסום את הפילוסוף שלידו גם! אז הפתרון יכול להיות: להרים מזלג אחד, אם השני פנוי - להרים ולאכול. אחרת - להניח. מצב כזה בו פילוסוף רוצה לאכול אבל אין לו מספיק משאבים לעשות את זה נקרא - Deadlock.

על החלק של הLive, בפוסט הבא.

נחזור לפילוסופים הרעבים שלנו שנאלצו להמתין מאז הפוסט הקודם (קישור בתגובה הראשונה). כזכור - כל פילוסוף יכול לאכול או לחשוב. על מנת לאכול הפילוסוף צריך לקחת שתי מזלגות, מה שיכול לגרום למצב שבו הפילוסוף שלצידו לא יכול לאכול. למניעת Deadlock הצענו את הפתרון הבא - אסור להרים שתי מזלגות בבת אחת.

אבל כאן פתחנו צוהר לסוג השני של הבאג - livelock. דמיינו מצב שפילוסוף אחד מרים מזלג, ואז זה שלידו מרים מזלג ואז זה שלידו גם וכך הלאה... כל הפילוסופים הרימו מזלג אחד אבל לא יכולים לאכול. אז הם יתחילו להניח את המזלגות אחד אחרי השני. ואחרי שהם יסיימו לחשוב, הסיבוב יתחיל שוב וחוזר חלילה.

איך הייתם מתמודדים עם המצב הזה?

שיתוף יובל: פתרונות לבעיות של deadlock או livelock משתמשים בדברים כמו mutex, semaphore, conditional variables או barriers לצורך עיכוב או תזמון תהליכים. ב-UVM משתמשים הרבה ב-semaphore במנגנון ה-objection וגם יש לפעמים שימוש ב-uvm_barriers.

שיתוף ליאור: למה קאובוים לא יורים פשוט בקרב standoff? מאיפה הגיעה תרבות העמידה ללא תזוזה? קוד הקאובוים אומר שקאובוי לעולם לא יורה קודם, לעולם לא יכה גבר שקטן ממנו, לעולם לא ינצל יתרון לא הוגן ולעולם לא ישבור את המילה שלו. ברגע שמישהו יורה בקאובוי - הוא יכול לירות בשני לצורך הגנה עצמית. ככה נולדה התרבות של "השולף המהיר במערב הפרוע".

למדתי לאחרונה שקיימות 5 שפות האהבה: 1. השפה המילולית, 2. זמן איכות, 3. שפת המתנות, 4. שירותים וטיפול, 5. שפת המגע. כל אחד מאיתנו חווה אהבה בצורה אחרת. חלקנו אוהבים מגע כמו חיבוק ונשיקות, חלקנו מעדיפים מתנות ויש כאלו שמעדיפים לבלות זמן ביחד. לכל אחד מאיתנו יש העדפות של צורה אחת על האחרת.

הייתי רוצה לעשות את ההקבלה בין שפות אהבה לשפות דיבאג: 1. הדפסה למסך, 2. דיבאג אינטראקטיבי, 3. קריאת לוגים, 4. מנתח קוד, 5. חיפוש בינארי.

הדפסה למסך (השפה המילולית), נקראת גם Tracing, היא הכנסת פקודות הדפסה לקוד על מנת להדפיס ערכים שהמתכנת חושד בהם כרלוונטיים לדיבאג.

דיבאג אינטראקטיבי (זמן איכות) נעשה באמצעות כלי שנקראת דיבאגר, כלי שמאפשר למתכנת לקרוא את הזיכרון של תוכנה בזמן ריצה ולהתקדם בריצה שלה צעד צעד בעזרת פסיקות מעבד. מכאן מגיע המושג Break Point.

קריאת לוגים (שפת המתנות) נעשה באמצעות קריאת לוגים לאחר קריסת התוכנה וחיפוש הנקודה שבה התוכנה התחילה להראות סימנים של כישלון או חריגה מקו התקינות.

מנתח קוד (שירותים וטיפול) הוא כלי המשמש לקריאת קוד התוכנה וחיפוש חולשות ובאגים בצורה אוטומטית. היות והרבה מהבאגים יש להם מבנה ידוע החוזר אצל כל המתכנתים.

חיפוש בינארי (שפת המגע) הוא תהליך שבו מריצים את החצי הראשון של התוכנית ובודקים האם הבאג קרה. אם כן, מחפשים בתוך החצי הראשון ואותו מחלקים לחצי. אם קרה ברבע השני, חוצים אותו לחצי וכך הלאה עד שמוצאים את השורה שבה הבאג קורה.

מה שפת הדיבאג שלכם?

שיתוף יובל: שיתוף ליאור: שפת הדיבאג הכי פחות אהובה עליי היא קריאת לוגים. אם התוכנה שלי מתה כך גם אני.

אם אתם פחות או יותר באזור הגיל שלי, אפילו אם אתם לא 'גיימרים מושבעים' יצא לכם לשמוע על המשחק DOOM ואם לא שמעתם עליו, עוד שניה תכירו.

המשחק הראשון בסדרת DOOM (עליו נדבר כאן) הוא מסוג First Person Shooter המשוחק על ידי לוחם חלל הנלחם במפלצות כדי להציל את כדור הארץ. המשחק נוצר על ידי שני מתכנתים - John Carnack ו-John Romero ב1993. השניים פתחו למשחק מנוע גרפי ייחודי שיצרה את החזות התלת מימדית (המוטלת על עולם דו מימדי) החדשנית שלו לאותה התקופה. DOOM גם כלל לראשונה אפשרות למשחק מרובי משתתפים שלא הייתה קיימת לפני כן במשחקים מסוג זה.

דרישות החומרה של המשחק היו די פשוטות ותאמו לחומרה הקיימת במחשבים באותה התקופה: Pentium 386 - minimum 66Mhz, 4MB RAM, 12 MB of free disk space.

אם היו לכם את כל הדרישות הללו יכולתם להנות מהמשחק הזה. אז למה אנחנו מעלים זאת שוב בסוף 2022? מרוב שהמשחק היה ייחודי ומוצלח רבים מסביב לעולם לקחו על עצמם אתגר להתקין ולשחק את המשחק על כל אמצעי בעל בקר; זרם חשמלי וצג בימינו. בגדול? מפני שהוא נכתב בצורה כה ייחודית וגנרית הוא יכול לרוץ על כל דבר! דוגמאות לאמצעים עליו הריצו המשתמשים את המשחק: 1. מדפסת, 2. כספומט, 3. מצלמה דיגיטלית, 4. מכשיר VAPE, 5. בדיקת הריון, 6. ולבסוף - הצליחו אף להריץ ולשחק בDOOM בתוך משחק ההמשך שלו 2DOOM!

גורם לנו לחשוב קצת על כמה התקדמנו טכנולוגית ב30 שנה האחרונות. המשחק נחשב כאחד ממשחקי המחשב הטובים ביותר שיצאו מעולם. אם לא שמעתם עליו או שיחקתם בו - אנחנו ממליצים לכם בחום.

איך המעלית הצליחה לעבור את המבחן? היא עלתה על כל התשובות!

בין אם אתם גרים בכפר או בעיר, במושב, בקיבוץ או בקרוואן - כנראה שהתניידתם באמצעות מעלית במהלך חייכם. גם אם בבית אין לכם מעלית, כנראה שבעבודה תשתמשו באחת. ואם לא בעבודה הנוכחית אז בעבודה הבאה, זה כמעט בלתי נמנע בעולם המודרני.

כל זה לא היה נכון לפני 172 שנים. נכון, היו אמצעים להרמת משאות גם בתקופה הפרה-היסטורית (סוגים של מנופים למיניהם), אבל אני לא מכיר הרבה אנשים שהיו מוכנים להמר בחיים שלהם ולעלות על מתקן שכזה רק בשביל לעלות לגובה. הרקע הוא המהפכה התעשייתית, הגדלת הצפיפות בערים שבעקבותיה ערים החלו להיבנות לגובה. אבל - אין הרבה אנשים שיהיו מוכנים לעלות מעל למספר קומות במדרגות (נגיד 6 בשביל הרוב השפוי).

איך עובדת מעלית? התשובה אולי יותר פשוטה ממה שאתם חושבים. את המעליות מניעים מנועים חשמליים הנשלטים על ידי בקר. פעם אלו היו מנועים מכניים אך בשנת 1880 הותקנה המעלית החשמלית הראשונה על ידי ארנסט וורנר וון סימנס בגרמניה, הבחור שעל שמו היחידות להולכה חשמלית Siemens (זה נושא לפוסט ביום אחר). עוד טריוויה נחמדה: הדלתות האוטומטיות של המעליות הומצאו בשנת 1887.

אחד הדברים שהכי בוערים במהנדסים זה היעילות של דברים: "למה לוקח למעלית כל כך הרבה זמן להגיע?". אז זה נובע מהשילוב בין האלגוריתם ומנגנון ההנעה של המעלית. החלטנו לכתוב בהרחבה על המתזמן של המעלית אצל ליאור ועל מנגנון הבלימה אצל יובל. אז בפעם הבאה שאתם עולים במעלית בדרך למשרד לקפה, תזכרו - גם בדברים הכי שגרתיים בחיים שלנו יש הנדסת חשמל.

הידעתם? מטוסי F-14 (שיצאו מכלל שימוש ב2006) היו בעלי כנפיים מתכווננות הנשלטות לחלוטין על ידי מחשב. המעבד של המחשב הזה, 944MP, הקדים את האינטל 4004 בשנה והקדים את הטכנולוגיה של השוק האזרחי בעשור!

מי מאיתנו לא צפה בTop Gun? אם במקרה התשובה לשאלה הזו היא ״אני״, נא להשלים פערים בזריזות. בינינו - הראשון הרבה יותר טוב מהשני.

המטוס העיקרי בסרט הראשון של טופגאן הוא ה-F-14 Tomcat. זהו מטוס ייחודי ומעניין מאחר והארכיטקטורה שלו הכילה כנפיים זזות. הכנפיים הזזות איפשרו למטוס מגוון גדול יותר של משימות ומתארי טיסה. לדוגמה - בזמן המראה הכנפיים היו פרושות לחלוטין להגדלת העילוי. בזמן טיסה מהירה ותמרונים הכנפיים היו מתקפלות והמטוס היה דומה יותר לחץ/טיל לשיפור הביצועים שלו בשדה הקרב.

העניין הוא... שהשליטה על מיקום הכנפיים לא הייתה (*כברירת מחדל) נתונה בידי הטייס, והארכיטקטורה של המטוס הולידה הלכה למעשה ארכיטקטורת חומרה ייעודית לחישובים שהיה צריך מחשב הטיסה לעשות.

בשנות ה-60 של המאה הקודמת מחשבים היו בגודל של חדר, צרכו המון הספק והפיקו בהתאם הרבה חום. עשור לאחר מכן, בתחילת שנות ה-70 הוצג לעולם שבב ה-4004 של אינטל, שיש שיקראו לו המיקרו-מעבד הראשון בעולם. אבל לא עליו אנחנו הולכים לדבר. תישארו איתי.

בשנת 1998 נחשף מסמך מסווג שנכתב בשנת 1970. במסמך התגלה ששנה לפני ה-4004, יצא לשוק מיקרו-מעבד אחר, בשם 944MP. הסיבה שאף אחד לא הכיר אותו היא שהשוק הזה מצומצם מאוד - מטוסי F-14. אבל - לא רק שהוא היה משמעותית טוב יותר מה-4004 הצעיר יותר, אלא הארכיטקטורה והביצועים שלו הקדימו את תעשיית השבבים בעשור. שבבים עם תכונות מקבילות התחילו להיות מופצים רק בשנות ה-80!

למה ה-944MP היה כל כך טוב? הוא היה מסוגל לעשות פעולות אריתמתיות על מידע ברוחב 20 ביט (לעומת ה-4004 שעבד עם 4 ביט בלבד), הוא היה מסוגל לבצע פעולות כפל וחילוק (ה-4004 עשה חיקויים של חילוק עם ביצועים ירודים), הוא היה מסוגל לתת תפוקה רציפה של פקודות וגם תוצאות חישוב (עקרון ה-Pipelining שאין מעבד מודרני שמכבד את עצמו שלא עובד בצורה הזו), ועוד... מוזמנים לצפות בסרטון המצורף בתגובות.

לפני שנמשיך נעשה עצירה מתודית קטנה - מה זה בכלל מיקרו-מעבד? ספוילר - זה לא מוגדר היטב. מיקרו מעבד מוגדר כמעבד של מחשב שמכיל את כל העיבוד והבקרה שלו במעגל משולב אחד, או במספר קטן של מעגלים משולבים. ולכן זה מבלבל. גם ה-4004 של אינטל וגם ה-944MP היו מעגל משולב (צ'יפ) אחד מתוך סט של מספר מעגלים משולבים נוספים שהרכיבו את המערכת - מעבד במקרה של ה-4004, ומחשב טיסה במקרה של ה-944MP.

קניתם טלפון יד שנייה? התקנתם משהו על הלפטופ שלא התכוונתם? אולי החלטתם להוציא את ה-Gameboy הישן ולשחק פוקימון וגיליתם שמשהו שם לא נטען כמו שצריך (שכפלתם את MewTwo יותר מדי פעמים בזמן השמירה). אין ברירה - צריך לעשות Factory Reset! אבל איפה תמצאו עכשיו מחט או קליפס מתכת?

ממשיכים לצוד סוגי איפוס נוספים והפעם - Factory Reset או בשמו בעברית - איפוס הגדרות מפעל. איפוס מפעל או איפוס ראשי (Master Reset) הוא סוג של איפוס חומרה (Hard Reset) שהמטרה שלו הוא לאפס את הזכרונות של המכשיר שנשמרות עליו הגדרות משתמש ומידע של המשתמש.

האיפוס מאפשר להחזיר את המכשיר למצב תקין כאילו יצא מהמפעל בזה הרגע. זו פעולה די דרסטית אך היא מאפשרת לוודא האם החומרה עובדת כראוי או לא בצורה חד משמעית - אם אין מידע מהמשתמש והמכשיר עדיין לא עובד - הבעיה הרי בחומרה ולא בתוכנה או בהגדרות שלה.

אך כדי לא להגיע לאפשרות האטומית מיד, קיים סוג נוסף של איפוס שנקרא Master Clear. בעוד שהשם הזה טיפה ישן וקיים בדגמים ישנים של טלפונים ניידים, השימוש שלו הוא לאפס את הגדרות המשתמש מכל הזכרונות והתוכנות ללא מחיקת מידע נוסף (תוכנות וקבצים). זה מאפשר לעשות בדיקה של הגדרות לפני שמגיעים לצעד הדרסטי של מחיקת מידע.

בדרך כלל, צעד דרסטי כמו מחיקת כל המידע, תוכנות וההגדרות דורש הבנה מצד המהנדס והמשתמש. המהנדס לא רוצה שהמשתמש יפעיל בטעות את האיפוס הזה ולכן זהו איפוס פיזי הדורש פעולה אקטיבית מצד המשתמש.

כיום ישנן מספר דרכים לעשות איפוס מפעל כמו לחיצות בסדר מסוים על כפתורים או הגדרות חבויות במכשיר אך הנפוץ ביותר הוא תקיעת חוד מתכתי בחור קטן במכשיר אשר יתחיל את האיפוס.

תגידו לנו בתגובות - איך קוראים לכלי הזה?

מדי פעם בפעם בשיחות המטבחון עולה הנושא ״איך נאס"א השפיעה על החיים היום-יומיים שלנו". הפעם לא נעסוק בזה, אלא באיך היא השפיעה על עולם התעופה. אבל לפני כן בכל זאת ניתן לכם אנקדוטה להפסקת הקפה שלכם: הטענה שניל ארמסטרונג לקח שליטה ידנית על מודול הירח בנחיתה שלו במשימת אפולו 11 - פשוט לא נכונה. במודול הייתה מותקנת חתיכת חומרה שהקדימה את זמנה בשנים ארוכות, אולי בעשור שלם, שהייתה אחראית על הניווט, ההגאים והנמכת הגובה המבוקרת עד לנחיתה על הירח. לחתיכת החומרה הזו קראו AGC (Apollo Guidance Computer) והיא מתקשרת לחלק השני;

מטוסים מודרניים (צבאיים ואזרחיים כאחד) טסים בעזרת טכנולוגיה בשם Fly-by-wire. מה שקורה בפועל הוא שאין חיבור בין ההגאים שעליהם שולט הטייס ובין משטחי ההיגוי (המקבילה לגלגלים ברכב) ששולטים על תנועת המטוס במרחב. בין לבין יושב מחשב המטוס שמתרגם את תנועת ההגאים לתנועה של משטחי ההיגוי. מוזר, נכון? הייתם נוסעים ברכב שההגה שלו לא מחובר לגלגלים? מהסיבה הזו יש יתירות גדולה במחשבי המטוס וכל חישוב קריטי מבוצע במספר מערכות והתוצאות מושוות, ורק לאחר מכן נלקחת ההחלטה על תנועה.

וזה כמובן קשור לנאס"א כי מחשב הטיסה הראשון שהותקן במטוס בפיתוח ה-FBY, היה ה-AGC. וזה כמובן בתורו האיץ את קצב הפיתוח בתעשיית השבבים. תודה לנאס"א.

גרסה 2: הייתם נוסעים ברכב שההגה שלו לא מחובר לגלגלים? אם טסתם במטוס חדיש כנראה שההגאים שלו לא היו מחוברים ישירות למשטחי ההיגוי ששולטים על התנועה שלו במרחב. חדיש הוא עניין יחסי כמובן, מדובר על טכנולוגיה בת כ-40 שנה. לטכנולוגיה הזו קוראים Fly-by-wire, והיא התפתחה כהמשך טבעי לשיפור כלי התעופה. ככל שהלכו המטוסים ונהיו גדולים יותר ומהירים יותר, כך נעשה קשה לשלוט במטוס בדרך המקובלת של שליטה ישירה. מטוסים גדולים יותר דרשו משטחי היגוי גדולים יותר ולהזיז אותם היה קשה. במהירות גדולה התנגדות האוויר משמעותית וגם אז קשה לשלוט במטוס. הפתרון הראשון לנושא מוכר לנו גם מעולם הרכב - הידראוליקה. בוכנות מלאות שמן מגבירות את עוצמת התנועה ובכך מקטינות את הכוח שהנהג, או הטייס, צריכים להפעיל. הבעיה עם הידראוליקה היא - המערכות ההידראוליות. הן גדולות, כבדות ומסורבלות. יותר מערכות הידראוליות משמעותן פחות דלק, או חימוש. מערכות הידראוליות גם פגיעות מאוד בקרבות אוויר ובמידה והן נפגעות אפשר להיפרד מהמטוס.

גרסה 3: מה הקשר בין משיכה בחבל לנחיתה על הירח? מערכות היגוי מסורתיות של מטוסים משתמשות בחבלים כדי לקשר בין מוט ההיגוי (הסטיק) ובין משטחי ההיגוי שעל המטוס. טייס שרוצה להרים את אף המטוס מושך את הסטיק אליו ובפועל ״מושך בחבל" שמזיז את משטח ההיגוי אשר משנה את הגאומטריה של המטוס ומזיז אותו במרחב לפי רצון הטייס.

טרנספורם פורייה. כלי חשוב בחייו של מהנדס. הבסיס לאנליזה הרמונית ותסכול של הרבה סטודנטים. יש לו כמה הגדרות והוא בא בכמה טעמים. בואו נחקור ביחד בסדרת פוסטים את משמעות הטרנספורם ומה אפשר לעשות איתו.

השימוש הנפוץ של טרנספורם פורייה הוא המרת אותות ממישור הזמן למישור התדר. מה זה אומר?

נתחיל בטרנספורמציות פשוטות יותר. הטרנספורמציה הראשונה - הוספת קבוע. הוספה של ערך קבוע לכל נקודה באות. הטרנספורמציה השנייה - הכפלה בקבוע. כאן אנחנו מותחים ומשנים את האות והערכים המתקבלים. הטרנספורמציה הבאה - טרנספורמציה לא ליניארית.

כל הטרנספורמציות האלו משנות את האות בצורה לא ליניארית (ריבועית, פולינומית, אחד חלקי או בעזרת פונקציה אחרת). הטרנספורמציה הבאה - מתיחת הזמן. כעת ציר הזמן עצמה שינה את השנתות שלו ונעשה גדול יותר או קטן יותר פי ω. עד עכשיו שינינו את ערכי הפונקציה על ציר ה-y ועכשיו אנחנו משנים את ציר ה-x. טרנספורמציה נוספת - פאזה גלובלית. זה משנה את הערך של הזמן כניסה לערך ביציאה בהתאמה כאשר הערך החדש מוסט בערך קבוע. מה שמביא אותנו לדבר האחרון שנותר לנו לשחק איתו. היחידות עצמן.

טרנספורם פורייה - תחנת העצירה שלנו. ההתמרה הזאת ממירה את היחידות של הצירים להופכי שלהן. כלומר ההתמרה מעבירה את הייצוג של האות ממישור הזמן למישור התדר (1 חלקי זמן). כלומר, גרף של מתח (וולטים) כתלות בזמן (שניות) יהפוך למתח כתלות בתדירות (הרץ). או אות שתלוי במרחב (מטר) יהיה תלוי בהופכי שלו (1 חלקי מטר).

המשמעות היא שניתן לראות בגרף במישור התדר את הפירוק של האות לתדרים המרכיבים אותו.

תשאלו את הגיימר הממוצע מה זה LoL וחוץ מגיכוח קל יתכן שתקבלו את התשובה League of Legends. המשחק הוא משחק מרובה משתתפים שרץ אונליין בזמן אמת (לא אמא, אי אפשר לעשות פאוז). לא באנו לדבר כאן על המשחק והחוויה שהוא מביא - אלא על כמה חומרה האנושות סיפקה (וכמה חום בא עם ההספק {והסיפוק הזה) כתוצאה מעלייה בכמות המשתתפים שמשחקת במשחקים מהסוג הזה.

על המשחק Fortnite לדוגמא נערכו תצפיות סטטיסטיות בזמני השיא שלו שיגרמו לכם לקבל קצת פרופורציה: 1. החומרה הנדרשת לתמיכה במשחק היא במינימום intel i5 8GB RAM וכרטיס גרפי משוכלל של NVIDIA או AMD. 2. בשנת 2018 החברה אשר יצרה את המשחק (Epic Games) השקיעה מעל ל100 מיליון דולר בחוות שרתים כדי לאפשר את כמות המשחקים והשחקנים הנדרשים. 3. בשנת 2019 בכנס שנערך למשחק היו באזור ה-11 מיליון משתתפים פעילים בבת אחת בכל העולם (מתוך 125 מיליון משתתפים רשומים באותה תקופה). בין אם השחקן היה משחק עם מחשב שולחני שהספקו מגיע ל150W או ב-PS4 המגיע ל90W במשחק זה - הרי שאנחנו מגיעים להספק כולל של מעל מיליארד וואט לשעות רבות! ואפילו לא הכנסנו בחישוב את חדרי השרתים! 4. בזמני השיא של המשחק בשנת 2019 הוא היה אחראי על 17.5% מתעבורת המידע בשרתים בכלל ארה"ב (מקור בתגובות). 5. בזמן הקורונה, כמות התעבורה ברשת במשחקים מסוג זה עלתה ב75% לעומת השנים הקודמות לה.

ואחרי הכל, זו רק דוגמה למשחק אחד - ישנם עוד משחקים רבים ומגוונים כמו: World of Warcraft, Minecraft ו-League of Legends אותו הזכרנו קודם לכן שעל פי בדיקות שנערכו בשנת 2020 מחזיקים ביותר מ-100 מיליון שחקנים פעילים לכל אחד.

בסופו של יום, על אף כך שמשחקים מרובי משתתפים דורשים כמות עצומה של חומרה והספק - הם כאן כדי להישאר. למרות שהמספרים הם כלליים וממוצעים דבר אחד ברור - ההשפעה שלהם על הטכנולוגיה והסביבה הוא משהו שלא ניתן להתעלם ממנו.

גאוס. או בשמו המלא - יואהן קארל פרידריך גאוס הוא מתמטיקאי גרמני שהיה פעיל במאות ה-18 וה-19. גאוס היה גאון מתמטי. מסופר עליו שכבר בילדותו היה מתקן את אביו בטעויות חישוב. עוד מסופר עליו שקיבל משימה בבית הספר - לחשב את סכום הספרות מ-1 עד 100. גאוס, כמו רוב הילדים, כנראה היה משועמם בבית הספר והמורה ניסה להעסיק את גאוס. חישוב כזה היה לוקח דקות ארוכות גם לאדם בוגר עם דף ועיפרון. אבל לא לילד גאוס. הוא המציא תחום מתמטי חדש כדי לפתור את הבעיה. והוא פתר אותה כמו שלימדו אותנו בתיכון - באמצעות סדרה חשבונית. לא פלא שרבים כינו את גאוס "נסיך המתמטיקאים".

גאוס תרם רבות לאלגברה, וגם לגיאומטריה לא אוקלידית. אבל אני כנראה לא אפתיע אף אחד כשאספר שהוא תרם גם בתחומים שאינם מתמטיים טהורים, אלא אפילו פיזיקליים. תרומתו של גאוס באה לידי ביטוי גם באופטיקה ובמגנטיות. בין היתר גילה גאוס את תופעת האלקטרומגנטיות. ככה - על הדרך.

One of Gauss's major contributions to electrical engineering was his work on magnetism and magnetic fields. In the early 19th century, he conducted a series of experiments that demonstrated the relationship between electric currents and magnetic fields. He discovered that when an electric current flows through a wire, it generates a magnetic field around the wire. This phenomenon, known as electromagnetism, is the foundation of modern electrical engineering and is used in a wide range of devices, from electric motors to MRI machines.

Gauss also made important contributions to the development of the telegraph, a revolutionary communication technology of the 19th century that allowed messages to be transmitted over long distances using electrical signals. He worked with his colleague Wilhelm Weber to develop a more sensitive instrument for detecting and measuring electrical signals, called the electrostatic telegraph. This device used a thin metal wire suspended by a silk thread to detect changes in electrical voltage and was an important precursor to the modern telegraph.

In addition to his specific contributions to electrical engineering, Gauss's broader work in mathematics and physics laid the foundation for many modern scientific discoveries and technologies. His contributions to the field of electrical engineering are a testament to his extraordinary intellectual curiosity and his commitment to advancing human knowledge through scientific inquiry.

נכנס לאוטו. שם חגורה. מדליק Waze. זמן הגעה משוער: 6 וחצי שעות שעות מביירות לעבודה בתל אביב, לפני הפקקים.

קרה לכם לאחרונה ששיבושי ה-GPS בארץ הפריעו לכם להתנייד? בטח ראיתם את שליח הWolt נוסע לכיוון ההפוך או שנאלצתם לנווט עם טלפון אחר. אז מה זה בעצם GPS? איך משבשים אותו? והאם יש חלופה?

המושג GPS מוכר כמעט לכולם, זו היא המערכת האמריקאית לניווט בעזרת לוויינים. ובשמה המלא - Global Positioning System. המערכת כוללת 24 לוויינים (לפחות) במסלול Medium Earth Orbit (הנקרא גם MEO, בין 2000 ל-35,700 ק"מ מעל הקרקע) המאפשרת התמצאות אוטונומית באמצעות שיטה שנקראת טריאנגולציה.

"סלח לי - מה השעה?" הלוויינים משדרים בפועל את הזמן שלהם. מכיוון שהם משדרים את הזמן באותות אלקטרומגנטיים (רדיו) אז מהירות האות קבועה (מהירות האור) ולפי הפרשי הזמנים של הלוויינים ניתן לדעת את מיקומם בחלל ועל ידי חישוב משולשים אל הלוויינים - ניתן לחשב את המיקום של כל נקודה על פני הפלנטה - בהינתן שניתן לראות לפחות 4 לוויינים בו זמנית (latitude, longitude, altitude, time).

מלבד ה-GPS, ישנן עוד מערכות מיקום גלובליות - מערכות אלו נקראות Global Navigation Satellite System או בקיצור GNSS. ואלו המערכות (הידועות) הקיימות: אמריקאים - GPS עם 38 לוויינים פעילים, אירופאים - Galileo עם 30 לוויינים פעילים, רוסים - GLONASS עם 26 לוויינים פעילים, סינים - BeiDou עם 35 לוויינים פעילים, הודים - NavIC עם 10 לוויינים פעילים (נחשבת אזורית ולא גלובלית), יפן - Michibiki עם 7 לוויינים פעילים (נחשבת אזורית ולא גלובלית).

איך משבשים קליטת GNSS? כל מערכת מיקום משדרת בתחום אלקטרומגנטי שונה המוקצה לה (לפי תקינה עולמית). כלומר, יש רשימה של תדרים המוקצים לכל מערכת ולכל רמת שימוש במערכת. לדוגמה, תחום בשם 1L מוקצה עבור GPS בתדר 1575.42 מגה-הרץ, ועבור GLONASS בתדר 1598.0625 מגה-הרץ.

אם רוצים לשבש קליטת GNSS למכשיר, פשוט צריך להציף את האזור עם אות חזק יותר בתחום הרצוי. אם לדוגמה נשדר באזור תל אביב, בתחום ה-1L של GPS את הערך של מיקום ביירות - פתאום השליח שלנו עלול להתחיל לנסוע לכיוון דרום.

אבל כמה חזק צריך לשדר? עוצמת השידור של הלוויינים היא באזור ה45 וואט עם הגבר אנטנה של dBi12. לשם המחשה - התקן בלוטות׳ משדר בעוצמה של עד 100 מילי-וואט, ואילו מיקרוגל ביתי מחמם את האוכל שלנו ב600-1200 וואט.

לפני כשבוע, בתאריך 24.3.23 נפטר גורדון מור בגיל 94. באופן פואטי, לקראת סוף ימי חייו, "חוק מור" דועך כיום גם הוא וקרב אל סיומו.

גורדון מור היה ידוען ובעל שם בתעשיית הצ'יפים. בין היתר היה מייסד שותף של חברת "אינטל". למרבה ההפתעה, לגורדון מור לא הייתה השכלה פורמלית בתחום האלקטרונקיה או המחשבים, אלא כל הכשרתו האקדמית הייתה בתחום הכימיה בלבד - עד לרמת הדוקטור.

מור זכה בפרסים ותארים רבים במהלך חייו. ב-1990 הוא זכה בפרס הלאומי של ארה"ב לטכנולוגיה וחדשנות ע"י הנשיא בוש, ב-2001 הוא זכה בפרס עות'מר, מדליית החירות האמריקאית, וב-2002 זכה בפרס בוואר למנהיגות עסקית. הוא זכה ב-2008 בפרס הכבוד של ארגון ה-IEEE, כיכב בדוקומנטרי, נכנס להיכל התהילה של הממציאים, זכה בפרס דן דוד על עבודתו במחשבים ותקשורת. בנוסף קיימים על שמו פרסים בגופי מחקר, אקדמיה ומצויינות.

ב-1965 הוא הציע את "חוק מור", אשר חזה, בגרסה אחת, שמספר הטרנזיסטורים בצ'יפ יוכפל כל 18 עד 24 חודשים. תחזית זו נותרה מדויקת להפליא במעין נבואה שמגשימה את עצמה במשך עשרות שנים. חוק מור היה הכוח המניע מאחורי ההתקדמות המהירה של טכנולוגיית המחשב בעשורים האחרונים.

גורדון מור יישאר מוכר כאחת הדמויות המשפיעות ביותר בהיסטוריה של המחשבים והתובנות שלו עזרו לעצב את העולם כפי שאנו מכירים אותו כיום. מלבד היותו מדען משפיען ואיש עסקים מוצלח, גורדון מור גם היה פילנתרופ לתחום המדע ותרם בחייו יותר ממיליארד דולר לגופי מחקר, קידם מאמצי שימור הסביבה ופיתוח אזורי של סן פרנסיסקו.

אנשים שואלים אותנו לא מעט לגבי השם של הפודקאסט. הגיע הזמן לעשות סדר בעובדות - מה זה Reset ולמה הוא קשה?

מכירים את זה שאתם מתקינים תוכנה חדשה על מחשב ובסוף אשף ההתקנה מבקש ממכם לעשות אתחול למחשב (וכולם לוחצים על "עשה אחר כך" ושוכחים מזה)?

זהו Soft Reset שמגיע מהמילה Software Reset. האתחול הזה לעיתים קרובות פותר המון בעיות נפוצות במערכות כמו איטיות, דליפת זיכרון, הגדרות לא נכונות וסידור המערכת לאחר התקנת תוכנה חדשה.

Hard Reset לא מגיע מהמילה Hard אלא זה קיצור ל-Hardware Reset.

קיימים סוגים שונים של אתחולים: Hard Reset, Soft Reset, Second Level Reset, Master Reset, Master Clear, Factory Reset, Cold Reset, Warm Reset, etc...

הסוגים השונים נובעים מאיכות האיפוס של המערכת, החל מאיפוס המידע ועד לאיפוס החומרה בצורה הכי יסודית שיש.

השם של הפודקאסט נקרא Hard Reset כי הפודקאסט עוסק בחומרה אבל הוא גם מכסה את החומר של הנדסת חשמל מהיסוד ועושה לכם ולנו סדר בידע. תצטרפו אלינו ויחד נעשה אתחול מחדש לידע שלנו בעולם החומרה!

חג פורים הגיע וסופסוף ואחרי שנתיים של נגיף הקורונה, אפשר להגיד את המילה מסכה בהקשר חיובי! אבל בסוף היום, אנחנו עדיין פודקאסט של חומרה כאן, אז הנה לכם כמה דוגמאות לשימוש במסכות שמעורבות בחומרה:

1. פוטומאסק: המסכות משמשות בתהליך הפוטוליתוגרפיה להעברת תבנית על גבי מצע הסיליקון. המסכה מונחת במכונה הנקראת stepper photolithography, אשר מקרינה אור דרך המסכה ואל המצע. משתמשים במספר רב של מסכות כדי להשלים את המעגל הרצוי.

2. עיבוד אותות: בעיבוד אותות, מסכות משמשות לעתים קרובות כדי לסנן או להפריד בין רכיבי תדר שונים של אות.

3. הצפנה: בקריפטוגרפיה, ניתן להשתמש במסכות כדי לערבל או לטשטש נתונים כדי להגן עליהם מפני גישה לא מורשית.

4. ביט מאסקינג: מיסוך סיביות (בעברית) היא טכניקה המשמשת כדי למסך ביטים בודדים בתוך מבנה נתונים גדול יותר, כגון בית או מילה.

5. אירוע מהעבודה: חובה להגיע מחופשים! אז שיהיה לכולם חג פורים שמח!

מה יותר מסוכן לאייפון (ולאייפד והשעון של אפל) - שדה מגנטי עוצמתי, או דליפת הליום?

כולנו מבינים ששדה מגנטי עוצמתי לא יכול לתרום לבריאותו של מוצר חשמלי. אבל בשנת 2018 כשהגיע מכשיר #MRI חדש לבית החולים מוריס במדינת אילינוי, ארה״ב, דווקא דליפת גז הליום מהמערכת גרמה למוצרים של חברת @Apple לשבוק חיים.

זו תופעה מאוד מוזרה. למה שרק מכשירים מסוימים יושפעו? מסתבר שחברת אפל החליפה את מחולל התדר של הצ׳יפים שלה (הרכיב שמייצר את השעון) מקריסטל קוורץ שמשתמשים בו באופן מסורתי בתעשייה, לרכיב MEMS חדשני.

רכיב ה-MEMS עובד נהדר, עד שהוא כבר לא. הרכיב נשמר בריק בתוך המעטפת שלו וכך הוא מצליח לקיים פעולה תקינה. ריכוז גבוה של הליום גרם לפעפוע של הליום דרך המעטפת של המוצר, מה שגרם לרכיבים להפסיק את השעון תוך זמן קצר (סטגדיש). כשבדקו האם ההליום יכול להיות המקור לבעיה שהופיעה בבית החולים הכניסו מכשירי אייפון לתוך שקית מלאה בהליום, המכשירים החזיקו בין 4-8 דקות לפני שהפסיקו לעבוד.

אבל מה זה בכלל MEMS? צריך לשמור משהו לפוסט הבא.

ליאור שי ויובל נפגשים לפגישת סנכרון אצל יובל בבית. ליאור אומר שהוא רעב ולא אכל כלום מהבוקר. שי אמר שהוא יכול גם להצטרף לארוחה. ולמרות שהם יכולים ליצור תוכן טכנולוגי מעולה גם כשהם רעבים, הם החליטו (הפעם) לחסוך ולהכין ארוחה בעצמם. אך אל חשש - ליאור לא יישאר רעב להרבה זמן, כי יובל יכול לבשל במהירות האינדוקציה!

זה לא כוח על, ובכל זאת הם גם מוגבלים במהירות שבה יכינו את המצרכים, אבל מבין כל שיטות הבישול האינדוקציה היא המהירה ביותר. הסיבה לכך היא, כמובן - פיזיקה! קיימות שלוש סוגים עיקריים של כיריים - גז, חשמליים ואינדוקציה. האינדוקציה הם החסכוניים ביותר והיעילים ביותר מבין השלושה - כלומר נצילות גבוהה יותר, וזמן בישול קצר יותר תוך שימוש בפחות אנרגיה - חלומו של כל מהנדס.

אז איך הפיזיקה הזו עובדת? ניתן דוגמה על כירה אחת: מתחת לציפוי קרמי ישנו סליל, דרכו זורם זרם AC בתדירות של מספר עשרות קילו-הרצים. כידוע לנו מחוק אמפר - מוליך שזורם דרכו זרם יוצר סביבו שדה מגנטי. הזרם חליפין (שנוצר מרכיב חשמלי בכיריים) יוצר שדה מגנטי מתהפך. עד כאן הבסיס. העניינים מתחילים להתחמם כשמניחים על הכיריים סיר או מחבת מוליכים. כשמקרבים את המחבת המוליכה לכיריים היא מתחליה "להרגיש" את השדה המגנטי המתחלף. כתוצאה מהשדה המגנטי המתחלף נוצרים זרמים בשם "זרמי אדי" על המחבת. כזכור לכולנו - זרם הוא תנועה של אלקטרונים. ותנועה של אלקטרונים יוצרת חום. וכשעושים את זה מהר והרבה פעמים? הרבה חום!

זהו. זה הכל. כמה דקות מאוחר יותר ליאור ושי היו שבעים במהירות האינדוקציה ושלושת הפודקאסטרים הלכו ליצור תוכן טכנולוגי שבעים ומרוצים. סיימנו לבשל והאוכל הוגש בשולחן. אם אחרי שליאור אוכל יובל אוכל. ואחרי שיובל אוכל שי אוכל. אז אם ליאור אכל - כולם שבעו.

* אף פודקאסטר לא נפגע במהלך כתיבת שורות אלה, הן נכתבו כשכולם היו שבעים. בתאבון!

עד שנות ה-70 עיבוד נעשה בצורה מבוזרת. מעבד היה מורכב ממספר מעגלים כאשר לכל אחד מהם תפקיד מוגדר.

ואז הגיע פרדריקו פאגין - מהנדס מבריק מאינטל, שאתגר את התפיסה הזו, ובנה מערכת עיבוד על שבב בודד. בעקבות שינוי התפיסה הזה פותח השבב Intel 4004 שהיה פורץ דרך - המיקרו מעבד הראשון, ה-CPU.

בתור פודקאסט החומרה הראשון (והיחיד) בארץ - גם אנחנו פורצי דרך. וככאלה, אנחנו גם רוצים להיות ראשונים.

במקרה (או שלא), ממש בימים אלה מתקיימת תחרות #פודקאסטהשנה של @גיקטיים, ואנחנו עלינו לגמר. עזרו לנו לזכות בתהילת עולם על גבי דפי האינטרנט, זה רק ייתן לנו מוטיבציה להמשיך ולהשתפר.

שתפו עם חברים, קולגות מחקר ועמיתים לספסל הלימודים. כל הפרטים להצבעה וקישורים - בתגובה הראשונה. שלכם, צוות Hard Reset.

האינטרנט נפל. הנורה מהבהבת בראוטר בצהוב. פתאום הוא חוזר, אבל הכל נטען נורא לאט... מה עושים? אישית, אני (וכנראה רבים מכם) משתמש באתר speedtest.net (הידוע בשם Ookla) לבדיקת מהירות האינטרנט.

מיד מופיע המד של המהירות וכתוב למעלה בגדול Download והמד עולה למספר מסוים. אחרי זה הוא מפסיק ומתחיל מד נוסף של Upload והמד שוב עולה, למספר אחר הפעם. בסוף מוצג סיכום יפה. מה קרה פה בעצם?

מהירות האינטרנט היא לא מהירות במובן הפיזיקלי של מטרים לשנייה אלא הזמן שלקח להעביר מידע לשרת ובחזרה. כלומר, לוקח למחשב זמן להוריד קובץ מהשרת (Download) ואז להחזיר אותו לשרת (Upload). הגודל של הקובץ ידוע מראש, אז גודל הקובץ חלקי סך הזמן שווה למהירות הממוצעת (לכל כיוון בנפרד).

הנה כמה שאלות מעניינות: למה המהירות לא קבועה? המהירות מתחילה לאט ובבת אחת גדלה למקסימום קבוע. מה קורה פה? יש כמה סיבות (ייתכנו עוד): 1. אופטימיזציות בשרת, 2. שימוש בזיכרון מטמון (Cache), 3. קדימות גבוהה יותר לחיבור עצמו, 4. העלאת גודל חלון השליחה ב-TCP, 5. סגמנטציה של חלקים מאפשרת לשלוח במהירויות שונות.

למה מהירות העלאה קטנה ממהירות ההורדה? נטו בחירה של ספק האינטרנט. ספק האינטרנט בוחר לתת עדיפות לשרתים על פני רשתות LAN פרטיות ולכן מהירות העלאה מקבלת עדיפות נמוכה משל מהירות הורדה מהשרת.

למה האינטרנט שלי איטי? הנה כמה סיבות אפשריות לאינטרנט איטי: 1. חיבור אלחוטי (WiFi) איטי מחיבור קווי. 2. עוצמת שידור חלשה. 3. חולקים רוחב פס שידור עם השכנים.

"חדש! חבילת האינטרנט החדשה של Hard Reset ועכשיו במהירות זיליון מגה בית!" מכירים את הפרסומות של ספקיות האינטרנט? מבטיחים לנו מהירויות גבוהות מאי פעם, ללא הגבלה, במחיר מפתה ועם ראוטר ביתי כלול. אך אם עסקתם בתחום התקשורת, אתם יודעים שהמשפט למעלה בעייתי.

קודם כל, מהירות קו תקשורת מודדים במידע לשנייה. לא מידע. כלומר, לא מודדים את המהירות אינטרנט בבתים ולא בביטים, אלא בביטים לשנייה. מה שמוביל אותי לנקודה השנייה - ברוב הפרסומות, מוקדי המכירות ובאינטרנט אומרים (לדוגמה) 100 מגה בית (Byte) לשנייה. בעוד שמוכרים לנו 100 מגה ביט (bit) לשנייה. ההבדל הוא פי 8. ולצערי - לרעתנו, הלקוחות. בעוד שבפרסומות נזהרים לא לרשום בית או ביט, מוקדי המכירות משווקים את מהירות ההורדה בבתים.

נקודה שלישית, בפוסט קודם הסברנו שמהירות ההורדה והעלאה שונות אצל צרכנים פרטיים, בדרך כלל בצורה מכוונת על ידי ספקיות האינטרנט. אז מה מוכרים לנו פה? מהירות הורדה? מהירות העלאה? לסיום, נותרה השאלה - מה ניתן לעשות עם המידע הזה?

יוסף ופאול. מי היו הצמד האלו ולמה כל מהנדס מכיר אותם?

יוסף פורייה (Joseph Fourier) נולד ב21 למאי 1786 והיה מתמטיקאי ופיזיקאי צרפתי שהמציא את האנליזה ההרמונית. פורייה חקר את נושא זרימת החום בטבע והגיע לשלוש תובנות: תובנה מתמטית - כל פונקציה, רציפה או לא רציפה, יכולה להיות מפורקת לטור אינסופי של סינוסים עם מקדמים שונים. על אף שתובנה זו אינה נכונה תמיד, היא היוותה פריצת דרך באנליזה הרמונית. תובנה פיזיקלית ראשונה - כל נוסחה פיזיקלית מכילה יחידות בשני צדדי הנוסחה ולכן ניתן להסיק את גדלי המשוואה על פי אנליזת יחידות. תובנה פיזיקלית שנייה - יוסף פורייה הציע את הנוסחה הדיפרנציאלית החלקית להתפזרות חום, אותה לומדים כיום באוניברסיטאות.

מלבד עבודתו על פיזור חום וגילוי האנליזה ההרמונית, פורייה גם עבד על מציאת שורשים ממשיים לפולינומים ואף גילה את אפקט החממה בשנות ה-1820.

הדלתא של דיראק. למה לדלתא הזאת יש שם? על שם מי היא קרויה? מי היה פאול דיראק? כפי שבצבא נהוג לקרוא לאנשים בשם משפחה לעיתים קרובות יותר מאשר בשמם הפרטי - כך גם דיראק.

דיראק היה פיזיקאי תיאורטיקן שנולד ב-8 לאוגוסט 1902. הוא היה פרופסור למתמטיקה באוניברסיטת קיימברידג' ופרופסור לפיזיקה באוניברסיטאות של פלורידה ומיאמי. כמו כן, הוא זכה בפרס נובל ב-1933 יחד עם אדווין שרדינגר (כן כן, ההוא עם החתול!).

דיראק כתב את הפורמליזם למכניקת הקוונטים ופיתח את משוואת דיראק לחלקיקים יחסותיים בעלי חצי-ספין. ממשוואת דיראק ניתן להסיק את קיום האנטי-חומר. דיראק הציע את הקונספט של מונופולים מגנטיים, הניח את היסודות לתורת השדות הקוונטים שהובילה לתורת הכיול וסופר-מיתרים שנחקרות כיום. דיראק עבד על תורת היחסות הכללית של איינשטיין ואף כתב את הפורמליזם של ספינורים במרחבי הילברט.

דיראק היה בחור עסוק. מה הוא קשור אלינו? בספר שלו על עקרונות מכניקת הקוונטים שבו הוא פיתח את משוואת דיראק, הוא הציג לראשונה את פונקציית הדלתא שלו (ואת הסימונים של bra ו-ket על הדרך, כי למה לא). פונקציית דלתא של דיראק היא פונקציה שנועדה לדמות את ההתנהגות של פונקציה רציפה שהיא תמיד 0 מלבד נקודה אחת שבה היא לא.

לפונקציה יש המון שימושים חשובים בקונבולוציה, התמרות פורייה וניתוח של מעגלים חשמליים. היחידות שלה הן 1 חלקי ציר ה-x. כלומר, דלתא של זמן היא ביחידות תדר ודלתא של מרחק היא ביחידות של 1 חלקי מרחק. הקולגות של דיראק המציאו יחידה שנקראת דיראק המתארת אותו. היא מוגדרת בתור מילה לשעה.

יש הרבה דרכים לתקשר עם שבב – פרוטוקולי תקשורת לשימוש פונקציונלי או לתכנות ובדיקות. לדוגמא בעולם הפונקציונלי נשתמש ב-ETHERNET או ב-PCIE ובעולמות התכנות והבדיקות נשתמש ב-I2C, SPI (עליהם נדבר בפעם אחרת).

בפוסט הזה רצינו לספר לכם על אחד מהפרוטוקולים האהובים עלינו ביותר (ועל שי במיוחד) – JTAG. JTAG או Joint Test Action Group הוא פרוטוקול תקשורת לטובת תכנות, טסט ובדיקות. הפרוטוקול הינו סטנדרט של IEEE – 1149.1 ליתר דיוק, המאפשר גישה לתוך השבב דרך ממשק טורי. דרך ממשק זה המונה בין 4 ל-5 פאדים (הפאדים המחייבים את הממשק הינם: TDI, TDO, TMS, TCK. הפאד החמישי הינו TRST – הוא אינו מחייב וניתן לרסט את המערכת ע"י שימוש בפרוטוקול גם בלעדיו) ניתן לתקשר עם מכונת מצבים המוכרת בשם TAP (Test Access Point) הנמצאת בתוך השבב ומתחברת לממשק. ע"י שימוש במכונת המצבים הזו ניתן לבצע פעולות רבות כגון: Boundary Scan Testing, DFT, דיבאג, פיתוח תוכנה ופירמוור.

מדוע נבחר להשתמש בפרוטוקול זה? JTAG הינו יעיל, גמיש ופשוט להבנה ולמימוש. בנוסף על הבורד עליו יולחם השבב כל מה שצריך זה חיבור לממשק סטנדרטי של JTAG ואפשר להתחיל לעבוד!

בעולם שבו שבבים נמצאים בכל מקום, JTAG הינו כלי המאפשר לנו גישה מהירה ואיכותית לדיזיין שלנו, המאפשר לבדוק אותו ולפתח אותו בזריזות וביעילות.

איך מצליחים להביא את החברה עם השווי החמישי הכי גבוה בעולם לפשיטת רגל ב-16 שנים בלבד? הכל התחיל ברכיב בשם Charge-coupled device או בראשי תיבות CCD. זהו מעגל משולב שממיר אור למידע דיגיטלי.

הנה סיפורה של המצלמה הדיגיטלית. חברת Kodak נוסדה בשלהי המאה ה-19 על ידי George Eastman ברוצ'סטר, ניו יורק. לאורך ההיסטוריה שלה הובילה החברה בחדשנות, ועברה מלייצר מצלמות, ללייצר את הפילמים (סרטי הצילום) שעליהם נשמרו התמונות. זה היה מהלך גאוני, כי את הפילם של קודאק אפשר לשים במצלמה של כל יצרנית אחרת. הפילמים הפכו לעסק המרכזי של קודאק. החברה הייתה מוצלחת כל כך שכ-100 שנה לאחר הקמתה החזיקה נתח שוק מוערך של 70% משוק הפילמים העולמי. בארה"ב המספר היה אפילו גבוה יותר - 90%.

קודאק הייתה כל כך מוצלחת, שהפכה לשם נרדף לתמונה. אם היה רגע שהייתם רוצים לתעד, הדרך הנכונה לומר זאת הייתה - It's a Kodak moment.

בשנת 1996 הגיעה החברה לשיא ההכנסות שלה - 16 מיליארד דולר. השווי שלה באותה תקופה היה 31 מיליארד דולר - החברה עם השווי החמישי הכי גבוה בעולם. סטיבן ססון (Steven Sasson) הוא מהנדס חשמל אמריקאי. המשימה הראשונה שלו בחברת קודאק הייתה פשוטה - תפתח מצלמה דיגיטלית. הוא השתמש ב-CCD ופיתח מצלמה. היא שקלה כמעט 4 ק"ג. מקור המתח שלה היה 16 סוללות, והייתה עם קיבולת של כ-30 תמונות.

הפטנט על המצלמה הדיגיטלית נרשם בשנת 1977, אבל צמרת החברה השתיקה את נושא המצלמה הדיגיטלית במהירות, לפני שהשמועה תתפשט. הרי, אם יצטרכו לפתח מצלמה דיגיטלית עכשיו, זה בהכרח יפגע בעסקי הפילמים. ומישהו שם למעלה חשב שזה רע לפגוע בעסקי הפילמים.

בתחילת שנות ה-90 המצלמה הדיגיטלית פותחה על ידי חברות אחרות שהן לא קודאק, והן החלו לצבור תאוצה. אט-אט מצלמות אלו החלו לנגוס בנתח השוק של הצילום האנלוגי. קודאק התעקשו להיצמד לעסקי הפילמים עד הרגע האחרי-אחרון. כשקיבלו בצמרת החברה החלטה סוף סוף ללכת לכיוון המצלמות הדיגיטליות, זה היה מאוחר מדי. והסוף של קודאק היה צפוי.

קודאק פשטה רגל ב-2012. מאז היא מתקיימת די כקליפה של עצמה מהעבר, כבר לא מוכרת מוצרים לצרכנים ובעיקר מספקת שירותים לחברות אחרות. בשנת 2018 ניסו בקודאק להרים מוצר לכריית ביטקוין. שוב מישהו בצמרת חשב שזה יהיה רעיון טוב. המוצר נגנז עוד באותה השנה. יש כאן שיעור לחיים על כוח השוק. חדשנות היא הכוח המניע של הטכנולוגיה והחברה שלנו. חברות צריכות חדשנות על מנת לשמור על השוק שלהן אך גם צריכות להבין את התזמון הנכון להביא חדשנות לשוק, גם אם זה פוגע בהן בטווח הקצר.

הרכיב ששינה את עולם התאורה. (כלומר... האחד שעשה את זה אחרי נורת הלהט.)

לפני לא יותר מדי שנים, כדי להאיר את החושך אבותינו היו משתמשים בטכניקות של בערת חומרים שונים על מנת להפיק אור. תוצר לוואי של הבערה היה גם חום, כמובן. במהלך המאה ה-19, סביב מלחמות הפטנטים ומלחמת הזרמים, האירה את העולם נורת הלהט. המצאה זו מיוחסת, איך לא, לתומאס אדיסון. גם לנורת הלהט היה תוצר לוואי בדמות פליטת חום משמעותית.

דיודה פולטת אור, המוכרת לרובנו בראשי התיבות LED (ולאנשי האקדמיה ללשון עברית שבנינו היא מוכרת גם בראשי התיבות דפ״א), היא התקן חשמלי פסיבי. בשנת 1957 הוכחה היתכנות לרכיב הפולט אור בתחום האינפרא-אדום. חמש שנים לאחר מכן, בשנת 1962 נרשם הפטנט על LED אינפרא-אדום ועוד באותה שנה פותחה גם הדיודה פולטת האור הראשונה בתחום האור הנראה. צבעה היה אדום.

כיום נורות LED משמשות אותנו במגוון רחב של שימושים. חלקם לא עולים בדעתנו אפילו. בין היתר: הנורה שמהבהבת כשמגיעה התראה בטלפון, הנורה שמציינת שהמחשב שלכם נדלק, תאורת רחוב, רמזורים, פנסים של רכב, מסכים למיניהם, שלטי חוצות ואפילו הנורות המשמשות לגידול צמחי נוי.

נורות LED הן לא רק חסכוניות יותר באנרגיה מנורות מסורתיות יותר, אלא גם שתוחלת החיים שלהם ארוכה בהרבה. שילוב מנצח של תכונות שיוצר מוצר שהוא cost-effective. בעקבות כך יותר ויותר תעשיות עוברות להשתמש בנורות מבוססות LED. ואם זה לא מספיק אז אפשר לדבר גם על התרומה של הלד לסביבה - נורת לד יכולה להאיר בעוצמה שווה ואף גבוהה יותר מנורה מסורתית תוך צריכת אנרגיה נמוכה משמעותית. דבר אשר כמובן גם משפיע בצורה עקיפה על ההתחממות הגלובאלית.

קיימים סוגים רבים של לדים. החל מלדים מיניאטוריים, לדים בהספק (תאורה) גבוה, לדים שיכולים לעבוד בזרם חילופין, לדים מונו-כרומטים, לדים מולטי-כרומטיים, ועוד הרבה.

מה החוויות שלכם ממנורות LED? מה מאיר לכם את הדרך?

כשהייתי קטן ושמעתי מילה חדשה, אבא שלי היה אומר לי "לך חפש במילון". ככה למדתי מילים חדשות כמו "מניות" או "דיבידנדים". הפעם הבאה שנתקלתי במילון הייתה בקורס מבני נתונים כשלמדתי להמיר מפתח לערך.

אבל מה היתרון של מילון? האם ניתן לממש אחד בחומרה? ומה השימוש במילון שכזה? היתרון הראשי של מילון הוא המיפוי הישיר שלו. עבור ערך מפתח K (קיצור למילה Key) נקבל ערך V (קיצור למילה Value) - זמן הגישה הוא O(1).

איך נממש מילון בחומרה? רכיב כזה ייקרא LookUp Table או בקיצור - LUT. המטרה של הרכיב הוא להחליף זמן חיפוש במערכים בפעולת אינדקסים פשוטה יותר. הרעיון של ה-LUT הוא לייצג פונקציה בוליאנית כלשהי שמקבלת N ביטים ומחזירה M ביטים, כאשר בדרך כלל M=1.

החיסכון בזמן חישוב בא על חשבון התפוסה של הרכיב אבל מאפשר למעגלים לחפש מידע בצורה מהירה ביותר. בדרך כלל נרשום שטבלת חיפוש (LUT) תלויה ב-N ביטים בצורה הבאה: N-input LUT. השימוש של LUT בא לידי ביטוי באלגוריתמים עם ממואיזציה.

ב-LUT בעל N ביטים ניתן להכניס 2^N קלטים ואפשר לממש 2^(2^N) פונקציות. כלומר, עבור LUT של 2 ביטים יש 16 פונקציות בוליאניות אפשריות למימוש. עבור LUT של 3 ביטים יש 256 פונקציות אפשריות למימוש. ועבור LUT של 4 ביטים הגענו כבר ל-65,536 פונקציות.

מרחב הפונקציות הגדול של LUT בשילוב עם טכנולוגיות ה-PROM, EPROM, E²PROM מפרק 3 (זיכרונות) הביא להולדת טכנולוגיית ה-FPGA. כל לוגיקה חסרת מצב (stateless, קומבינטורית) ב-FPGA ניתנת למימוש בעזרת רכיבי LUT. לוגיקה עם מצבים דורשת מימוש שונה. ברוב ה-FPGA משתמשים ברכיבי LUT בעלי 4-bit או 6-bit בכניסה.

עכשיו נשאלת השאלה: מה זה FPGA?

אנחנו חיים בעולם שבו מכונות זעירות בגודל מיקרומטרי שולטות בחיינו. ולא, לא מדובר על מדע בדיוני. בין אם זה פתיחת כריות אוויר, ייצוב רחפנים באוויר, מראות חכמות, הזרקת דיו במדפסת או אפילו הרכיב שמייצר את השעון באייפון שלכם (החדש, אחרי שהקודם מת בפוסט מלפני שבוע) - רכיבי #MEMS יודעים לעשות את הכל. כולל להפוך את מסך הטלפון שלכם אם במקרה אתם חובבי קריאה של פוסטים לרוחב.

ראשי התיבות של MEMS הם Micro Electro Mechanical Systems, ובגדול אלו רכיבים שממירים תנועת אלקטרונים למכניקה קלאסית, ולהפך.

בגדול, לקחנו מכונה שפעם הייתה יכולה להיות בגודל של חדר, והפכנו אותה לכל כך קטנה שאי אפשר לראות אותה בלי עזרים מיוחדים. דוגמה פשוטה היא מערכת הייצוב במטוס - הג'יירוסקופ. ג'יירוסקופ במטוס ישן יכול להיות בגודל של תנור אפייה. כאן הנקודה לספר את הסוד הכי גלוי שיש - בכל טלפון או שעון חכם מודרניים קיים ג'יירוסקופ, והוא תופס רק חלק מזערי מנפח המכשיר. המגוון של השימושים שאפשר לעשות באמצעות הטכנולוגיה הזו הוא גדול מאוד ואנחנו מעודדים אתכם ללכת ולקרוא עוד לעומק, כי באמת קצרה היריעה.

נספר לכם שקיימים שני סוגים עיקריים של MEMS: - אוהמי/התנגדותי - בעיקר מערכות מיתוג הנשלטות על ידי מערכות אלקטרוסטטיות (לדוגמה מערכת לשינוי כיוון של מראה). - קיבולי - מערכות של שני מוליכים (או יותר) שמקיימים אינטראקציה ביניהם כך ששינוי בקיבול מתבטא בשינוי במרחב בין המוליכים ולהפך (לדוגמה מד תאוצה).

רכיבי MEMS יכולים להיות מיוצרים ממגוון רחב של חומרים, ותהליך היצירה שלהם דומה מאוד לתהליך יצירה של שבב. אז בפעם הבאה שהרחפן שלכם מתרסק על העץ בגינה – אולי אל תאשימו את עצמכם. אולי פשוט MEMS קטן שאף קצת יותר מדי הליום.

בספטמבר של שנת 1971 פרסם פרופסור לאון צ'ואה מאוניברסיטת קליפורניה מאמר מסקרן עם הכותרת Memristor: The Missing Circuit Element.

במאמר פרסם צ'ואה רכיב פסיבי תיאורטי המתקבל רק כתוצאה מפיסה חסרה בפאזל. הוא בנה תרשים עם רכיבי הבסיס השונים המרכיבים מעגל חשמלי, תיאר את הפרמטרים הפיזיקליים שלהם ואת הקשרים ביניהם. הוא טען שבטבע הכל סימטרי, ושחייב להתקיים רכיב כזה.

המאמר נשכח, ונושא הממריסטור עלה שוב רק בשנת 2008 לכותרות כאשר חוקרים מ-HP טענו שהצליחו לייצר את הממריסטור. או בתרגום חופשי "מצאנו אותו, פתרנו את כל הבעיות איתו, אין שם עוד שום דבר מעניין ואפשר לסגור את הבאסטה". כמה שהם טעו. בדיוק אז התחיל תור הזהב של הממריסטורים.

סקרנים לשמוע עוד? חכו לפרק של שבוע הבא. את האורח שלנו ראיינו בדיוק על הנושא הזה. והוא יודע על מה הוא מדבר. יודעים מי המרואיין? תייגו אותו בתגובות.

ממריסטור - זו לא קללה גסה. זהו רכיב שעומד בחזית המחקר המדעי כיום ועשוי להיות עובדה מוגמרת בעולם העתידי שלנו.

מכירים את זה, כשלומדים בינארית בפעם הראשונה, תמיד קופץ מישהו ואומר: "זה קוד מורס"? אז הוא לא בדיוק טועה.

סמואל מורס נולד בסוף המאה ה-18 בבוסטון מסצ'וסס. הוא למד פילוסופיה דתית, מתמטיקה ומדע באוניברסיטת ייל והשתתף בהרצאות בנושאי חשמל. בשנת 1818 התחתן עם לוקריטיה שנפטרה בשנת 1825 במהלך לידת ילדם השלישי. שיטות העברת המידע באותה תקופה התבססו על שליחים שבמקרה הטוב רכבו על סוסים ובמקרה הפחות טוב התניידו ברגל, אבל בשורה התחתונה - סמואל מורס פספס את הלוויית אשתו בגלל הזמן שלקח להעביר מידע מנקודה לנקודה.

למי שלא יודע מה זה קוד מורס - מוזמן ללחוץ על הקישור בתגובה הראשונה ולהתעדכן (עברו 200 שנה מאז המצאתו). אז מה הסיפור עם קוד מורס? מאז תחילת המאה ה-19, יחד עם התפתחות תחומי הנדסת החשמל והאלקטרומגנטיות, החלו לפתח מכונות לשידור מידע מנקודה לנקודה. המכונות הללו היו איטיות מאוד ולא יעילות.

החידוש שהביא מורס לשולחן הוא אחידות מבנית של סמלים והתבססות על סאונד לטובת פענוח המידע שנשלח. בצורה הזו השולח היה צריך להקליד רצפים של נקודות ותווים (1 ו-0) והמפענח היה צריך לרשום את המסר ולבסוף לפענח אותו מול טבלה ידועה ומוכרת. הטכניקה הזו שיפרה וייעלה את מהירות שידור המידע לצורה שבה אפשר להתבסס על שיטה זו.

ולסיום - קוד מורס כפי שאנחנו מכירים אותו אינו אותו קוד שאותו המציא סמואל, אלא גלגול יעיל יותר של אותו הקוד שצמצם כמחצית מן הנקודות והקווים הנדרשים לייצוג סמלים.

300. 0b100101100 בבינארית. 0x12C בהקסדצימלית. הוא האות ש' בגימטריה. 300 הוא מספר משולשי והניקוד המושלם בבאולינג. 300 הוא מספר המושבים בפרלמנט ההלני. 300 לספירה היא השנה המשוערת שבה הומצא המצפן המגנטי. ועכשיו 300 הוא גם מספר העוקבים של Hard Reset. הכירו את אלון לאסר, העוקב ה-300 שלנו.

500 נחשבת השנה בה התחילו ימי הביניים. 500 הוא מספר אכילס שזה אומר שהוא מספר עוצמתי אך לא מושלם. זה גם מספר הלייקים שיש לעמוד פייסבוק של Hard Reset. תודה לכל המאזינים!

לפניכם פוסט קצת שונה, קצת אישי, שבא להודות לכם - העוקבים. זה סיפור קצר על אנשים, ועל איך מפגש במקום העבודה יצר את Hard Reset.

בואו נדבר על המספר 2000. בכתיב ספרות רומיות זה MM, שזהו הייצוג הגדול ביותר למספר דו-תווי בספרות רומיות. זהו מספר eban הקטן ביותר. מספר Xban הוא מספר שהאות X לא מופיעה בו. כלומר, זהו המספר הקטן ביותר שאין בו את האות e. בטרינרית זהו המספר 22020002 (מכיל את עצמו).

ציון מספר מאזינים הוא כמו סיבה למסיבה. כי - למה לא? היום לפני שנה וחצי (ו-50,000 האזנות) הקלטנו את הפרק הראשון. את הדרך לשם כבר יצא לנו לספר. ואת הדרך משם אנחנו משתדלים לתעד ולהנגיש. אנחנו רוצים להודות להורים שלנו, למורים, למרצים... למרואיינים. וכמובן לכולכם - המאזינים. *תודה*

הייתם נכנסים לתוך תא תהודה מגנטית גרעינית? בעוד שזה נשמע כמו origin story טוב לגיבור על, מדובר במכשיר אמיתי וכנראה שרובכם שמעתם עליו בשמו היותר ידידותי: MRI (פעם זה נקרא nMRI בשביל nuclear Magnetic Resonance Imaging אבל הורידו את ה-nuclear כי זה הפחיד אנשים).

ה-MRI הוא אפליקציה רפואית לתופעה הפיזיקלית NMR. מגלה ה-NMR הוא אסטרופיזיקאי בשם Isidor Rabi שחקר את החלל ולא התעניין כלל באפליקציות רפואיות. עבור גילוי ה-NMR הוא זכה בפרס נובל לפיזיקה בשנת 1944.

המכונה הזו היא סוג של פלא: היא נותנת הצצה לתוך הגוף של הנבדק מבלי לפתוח אותו. לאורך כל שנות ההיסטוריה האנושית עד לשנים האחרונות זה היה רק חלום של רופאים.

אז איך הפלא הזה עובד? מצטער על הקוונטים מראש, אבל זה מה יש. אז ככה: הגוף שלנו מורכב ברובו ממים. כל מולקולת מים מורכבת משני אטומים של מימן ואטום חמצן. אפשר להסתכל על כל מולקולת מים בתור דיפול חשמלי, שהשדה החשמלי שלו מכוון לכיוון אקראי בגוף. ה-MRI הוא בגדול מגנט ענק, שגורם לדיפולים הללו להסתדר. בעזרת פולסים חיצוניים מקבלים "תגובה" מאטומי המימן ובאמצעות אפשר לבנות "תמונה". בגלל שבגוף יש רקמות מסוגים שונים, והם מגיבים בצורה שונה למגנט הגדול שלנו, אפשר לדמות הפרדה בין הרקמות ו"לראות" לתוך הגוף.

שיתוף ליאור: הנושא של MRI קרוב לליבי מכמה בחינות: גם כי למדתי הנדסת חשמל ופיזיקה, אך גם בגלל שלמדתי איך עובד MRI מגיל צעיר כי אבא שלי היה מהנדס MRI בתחילת דרכו.

שיתוף יובל: עשיתי MRI שלוש פעמים בחיים שלי (נראה לי). איכשהו תמיד רק בלילה. הם עובדים גם בשעות היום? בזכות ה-MRI המנתח שלי יכול היה לתכנן את הניתוח מראש, ובפועל לעשות ניתוח של חצי שעה מקצה לקצה.

הגשושית שהלכה לאיבוד בתרגום, או - כמה עולה טעות ביחידות מדידה? אם תשאלו סטודנט בשנה א׳ כמה עולה טעות ביחידות מדידה, הוא כנראה יענה שכמה נקודות במבחן. אם תשאלו את סוכנות החלל האמריקאית, נאס״א, את אותה השאלה - הם כנראה יענו שלפחות 125 מיליון דולר, וזה רק העלות של הגשושית.

מה קורה כאשר מדעני טילים טועים?

ב-11 בדצמבר 1998 שיגרה נאס"א את גשושית החלל המתקדמת שלה, שעלות בנייתה הוערכה ב-125 מיליון דולר, למשימה. ה-Mars Climate Orbiter נבנה כדי לחקור לראשונה את מזג האוויר בכוכב הלכת מאדים, את האטמוספירה שלו ואת פני הקרקע. בין היתר הייתה אמורה הגשושית לחקור את ההיסטוריה של המים על פני כוכב הלכת ועל הפוטנציאל לקיום חיים על פניו. בנוסף, הגשושית נועדה להיות לווין התקשורת של משימה עתידית אחרת של נאס״א שמטרתה הייתה לחקור את הקטבים של מאדים.

על הגשושית עבדו שני צוותים עיקריים - הצוות הראשון היה צוות הניווט של נאס"א ממעבדה בשם JPL, ואילו הצוות השני, שעבד תחת חטיבת החלל של חברת לוקהיד מרטין, היה אחראי על המכניקה ועל בניית החללית.

צוות הניווט עבד ביחידות מטריות (MKS) כמו שאנחנו רגילים ואוהבים - משקל בק״ג, מרחק במטרים וזמן בשניות. הצוות השני עבד ביחידות האימפריאליות (או האנגליות) כיאה לאמריקאים - משקל בפאונד (או משהו לא הגיוני אחר), מרחק באינצ'ים ורגליים (או משהו לא הגיוני נוסף) וזמן בשניות (לפחות על זה הם הסכימו). הייתה בעיה אחת קטנה - המידע הזה לא עבר בין הצוותים.

צוות הבנייה העביר לצוות הניווט מידע חיוני על האצת הגשושית, ואילו צוות הניווט הזין את המידע הזה פשוטו כמשמעו, מבלי להעלות על הדעת שיש פה בעיה. סביב היום שבו תכננו בנאס״א את החגיגות לציון כניסתה של הגשושית למסלול סביב מאדים, התברר שהיא נמצאת בפועל יותר מ-100 מייל (עוד יחידת מידה של אמריקאים) מחוץ למסלול המשוער שלה.

ב-23 בספטמבר 1999 אבד הקשר עם הגשושית... שכנראה נשרפה בכניסה לאטמוספירה של מאדים. אדוארד ויילר, שהיה בכיר בנאס״א, אמר אחרי המקרה: ״לפעמים אנשים עושים טעויות".

אני לא חושב שיש מישהו שסיים תיכון בלי לדעת מה זה לייזר. הרי היו לנו כל מיני סוגים של לייזר - לייזר פוינטר, מצביע כוכבים, עכבר לייזר, מדפסת לייזר, ועוד הרבה. אבל... אנחנו יודעים מה זה לייזר?

נתחיל מזה שלייזר זה בכלל ראשי תיבות - Light amplification by stimulated emission of radiation. או בקיצור - Laser.

ישנם סוגים רבים ושונים של לייזרים, ועיקרון הפעולה שלהם לא טריוויאלי בכלל (יש קורס באוניברסיטה בשם "מבוא ללייזרים". קורס שלם על מבוא!), ולכן נשאיר את הנושא הזה לפוסט נפרד (או אולי פרק עתידי).

הפעם נספר סיפור של סוג לייזר מאוד ספציפי, אחד הנפוצים בשימוש בעולם. הוא הוצג לראשונה בשנת 1964 במעבדות בל המפורסמות ושמו - Nd:YAG. השם Nd:YAG הוא הקיצור הקליט של Neodymium doped Yttrium Aluminum Garnet או בעברית מדוברת - ניאודניום מועשר ייטרויום ונופך אלומיניום.

זהו לייזר מצב מוצק בעל 4 מצבים (מבטיח שזה הכי טכני שנגיע). עקרון הפעולה שלו די פשוט (נצרף סרטון הסבר) - הוא מגביר אור שהוא קולט. הגביש קולט את האור הנפלט מנורות חיצוניות. הפוטונים מעוררים את האטומים בגביש והוא בתורו פולט פוטונים נוספים, בעיקר סביב אורך גל של 1064nm (מחוץ לספקטרום הנראה). הגביש מוקף בשתי מראות אשר יוצרות תיבת תהודה. הפוטונים הנפלטים מהגביש מוחזרים מהמראות ויוצרים פוטונים נוספים. אחת המראות היא מעבירה חלקית (אפשר גם להגיד שההחזרה שלה היא לא מלאה) ואחוז קטן מהפוטונים מצליח לצאת מתיבת התהודה. זהו הלייזר שלנו. מדהים לחשוב שרק אחוז קטן מהפוטונים הנפלטים יוצרים את האפקט המופלא הזה.

שימושים נפוצים של לייזר Nd:YAG: חיתוך (בין היתר של מתכות), הלחמה, סימון, הסרת שיער והסרת קעקועים, טיפולים רפואיים שונים (כולל רפואת עור ועיניים), ותוכן לפוסטים על לייזרים.

חשוב לזכור שלמרות שהלייזר לא נמצא בתחום הנראה, זה לא אומר שהוא לא קיים. בשימוש בלייזר חובה לשמור על הוראות ואמצעי בטיחות וכמובן ללבוש משקפי מגן. במעבדה בפיזיקה שיחקנו קצת עם לייזר מהסוג הזה. זה גם מה שהוביל אותי לכתוב על הנושא. הדרך שלהם לגרום לנו לשמור על הוראות הבטיחות הייתה מאוד פשוטה - הראו לנו סרטון של הלייזר חותך מתכת. אני לא רוצה איבר בגוף שלי במקום לוח המתכת הזה עכשיו.

נינטנדו היא חברה יפנית שנוסדה לפני למעלה מ-130 שנה. היא התחילה בייצור משחקי קלפים אבל לאורך השנים סיפקה שירותי מוניות, הייתה בעלים של מלונות וניהלה מסעדות. כיום היא חברת משחקי הוידאו הרווחית ביותר בעולם. המשחק הראשון שהפך להצלחה גדולה היה דונקי קונג. אחריו הגיע גם משחק שכולנו שמענו עליו - האחים סופר מריו.

אבל אנחנו פה כדי לדבר על הנדסה - פנייה חדה לפניך! ה-Game Boy הראשון יצא בשנת 1989. הוא לא היה הקונסולה הכי טובה בקטגוריה, וגם לא הכי אטרקטיבית. למעשה הוא היה עם רזולוציה די ירודה, לא היה לו תאורת רקע למסך והיה לו מעט מאוד זיכרון פנוי לטעינת משחקים. אבל הוא הצליח. מאוד. (בדיעבד).

הסוד טמון בהנדסה. נינטנדו הצליחו לייצר קונסולת משחק ניידת שצורכת פחות הספק, משתמשת בפחות סוללות ואם מנרמלים את זמן המשחק לזמן חיי סוללה הוא הוביל על המתחרים בפער. עלות שעת משחק הייתה זולה עד פי 15!

בתכנון ה-Game Boy נינטנדו הסתמכו על קונסולה נייחת קיימת בשם NES. כשהם יצאו לדרך הם ידעו שהדברים החשובים ביותר לקונסולה ניידת הם גודל ומשקל. מסכי LCD של ה-Game Boy צרכו מעט מאוד הספק, וכל פיקסל היה נדלק בשינוי קטן של המתח. ההפרש במתחים היה כל כך קטן עד שהיה קשה להבחין בפיקסל דולק בגלל ניגודיות נמוכה. זה גם גרם לדליפות בין פיקסלים שכנים מה שגרם לתמונה להיראות "מרוחה".

המסכים בגרסאות הראשונות היו גרועים כל כך שמנכ״ל נינטנדו ביטל את פרויקט ה-Game Boy. אלא שאז הגיעה פריצת דרך בטכנולוגיה של מסכי LCD עם תאים שונים שידעו לשמר את הערך הנתון בתא בצורה טובה יותר עם פחות דליפות בין פיקסלים שכנים, וגם בהבחנה חדה יותר בין מתח גבוה למתח נמוך עבור תא בודד, מה שבפועל הגדיל את הניגודיות בין פיקסל מכובה לפיקסל דלוק.

המסך הצליח להציג 4 גוונים של אפור/ירוק. איך זה התאפשר אם כל מה שפיקסל ידע היה להיות דלוק או כבוי? הסוד כאן הוא במהירות הרענון של הפיקסל. ככל שפיקסל דולק היה מרוענן בקצב גבוה יותר, הוא היה כהה יותר.

היה לו מעבד של 8 ביט, שידע להתמודד עם עד 64 קילוביט של זיכרון (זה פחות מפריים בודד של סרטון יוטיוב באיכות גבוהה). כל משחק שנכתב ל-Game Boy היה צריך לעמוד במגבלות האלה, והמשחק כולו היה צריך להשתמש בזיכרון הזה מקצה לקצה - הגדרות המשחק, גרפיקה וגם מידע שמשתנה (כמו ניקוד) היה צריך להישמר שם.

אם בוני המשחקים היו צריכים להגדיר כל פיקסל בנפרד, הגרפיקה לבד הייתה מאכלסת למעלה משליש מהזיכרון הקיים. המהנדסים בנינטנדו השתמשו בכמה טכניקות מעניינות כדי להקטין את זה לשליש מזה. ראשית - פיקסלים בודדים לא היו בשימוש, הגרפיקה הייתה בנויה מאוסף של פיקסלים שהוגדרו מראש. בנוסף לכך תמיד הוגדר רקע ורקע חדש היה נטען רק כשיש שינוי בסביבה. נתוני המשחק היו סטטיים לחלוטין ועודכנו לעיתים רחוקות, ואילו דמויות המשחק עצמן היו היחידות שבאמת היו צריכות התייחסות גרפית. הם השתמשו ברעיון של ״הקפאה" - רענון שורה במסך והזזה של כל חלון התמונה, מה שיצר אשליה של תנועה (לדוגמה גלים בים, גשם או תנועת עננים).

עוד חידוש בתחום הזיכרון היה שימוש בבנקים של זיכרון. על כרטיסי המשחק היה אפשר לשים יותר זיכרון מאשר בקונסולה עצמה, ומתוך ה-64 קילובייט הכוללים, כמחצית היו נטענים מכרטיס המשחק. מה עושים כשהמשחק גדול יותר? מחלקים אותו לחלקים קטנים יותר, ובכל פעם טוענים רק את החלק הרלוונטי לקונסולה.

נינטנדו Game Boy יצא בשנת 1989, לפני 35 שנים. מעניין יהיה להשוות את החומרה של עוד 35 שנים עם הנינטנדו סוויץ' וה-Game Boy.

פוסט זה מוקדש לזכרם של נרצחי השבת השחורה וחללי מלחמת אוקטובר 23.

על תעמולה, פיתוח טכנולוגי וניצחון במלחמה.

מכירים את המיתוס שגזר משפר את הראיה? למי שעדיין לא בטוח - אכילת גזר לא תשפר את הראייה שלכם. היא כן תשמור עליה כדי שלא תיפגע.

בתחילת שנות ה-40 של המאה הקודמת הופץ קמפיין מתוקשר ורחב מאוד בבריטניה על כך שמרכיב משמעותי בתזונה של הטייסים שלהם הוא גזר. אולי יש קשר לעובדה שהיה עודף של גזרים במדינה. בכל אופן - באותה תקופה הלופטוואפה, חיל האוויר הנאצי, היה מפציץ בלילות ערים בריטיות, בעיקר את לונדון. הקמפיין עם הגזרים בא (בין היתר) לכסות על סיפור גדול יותר. מאז הטייסים הבריטים התחילו להפיל את המפציצים הנאצים. באופן ניכר יותר מלפני כן.

והנה הסיפור מתחבר אלינו: המכ״מ התחיל להיות מפותח, בהתחלה תיאורטית ובהמשך מעשית, כבר בתחילת המאה הקודמת. מכ"מ הוא ראשי תיבות של מגלה כיוון-מרחק, ובאנגלית RADAR - RAdio Detection And Ranging.

עוד לפני מלחמת העולם השנייה הבריטים כבר הכשירו שרשרת של עמדות מכ״מ נייחות (בשם צ'יין הום) לאורך חופי האי הבריטי, מה שאיפשר גילוי מטוסי אויב ויצירת התרעה לאזרחים לקראת הפצצה. בתחילת שנות ה-40 נכנס שחקן מעניין לזירה - ה-AI RADAR. אבל לא האחד שכולנו חושבים עליו, אלא Airborne Interception RADAR. זוהי מערכת המכ״מ המוטסת הראשונה בעולם.

המכ"מ המוטס הביא לחיל האוויר הבריטי את היכולת להפתיע את הנאצים בדרכם למטרה, בחושך, ולהפיל אותם בדרכם להפיל פצצות על אזרחים בריטים תמימים. בתחילת מלחמת העולם השניה חיל האוויר הנאצי היה בעליונות אווירית כמעט מוחלטת על פני חילות אוויר מתחרים בסביבתו. הפיתוח של המכ״מ המוטס איפשר להטות את הכף לקראת תחילת נפילת הלופטוואפה והמשטר הנאצי.

שמרו על עצמכם.

חודש הגאווה מתרחש בימים אלו. מצעד הגאווה צועד בבירת ההייטק של ישראל.

נגדים. הרכיבים הבסיסיים ביותר במעגל חשמלי. הם מהווים חצץ למתחים בין אזורים שונים במעגל, הם מעבירים זרם וצורכים הספק. לכל נגד יש תכונה של התנגדות. ההתנגדות שלו משתנה לפי סוג החומר, גודל שטח הפנים ואורך הנגד. נניח במפעל ייצרנו נגד, צריך לסמן את הערך שלו כעת. אך בתור רכיבים קטנים, קשה לקרוא מספרים וסימנים על נגדים. לכן המציאו סטנדרט לסימון התנגדות של נגדים בצורת צבעים בולטים הצבועים בטבעת סביב גוף הנגד.

ישנם ארבע סטנדרטים לסימון נגדים: 3 טבעות, 4 טבעות, 5 טבעות ו-6 טבעות. בדרך כלל, ה-2-3 טבעות הראשונות מסמנות ספרה. הטבעת השלישית או רביעית מסמנת סדר גודל. הטבעת הבאה מציינת שגיאה וב-6 טבעות יש גם מקדם טמפרטורה.

ישנם 12 צבעים: שחור, חום, אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול, סגול, אפור, לבן, זהב וכסף.

לכבוד חודש הגאווה - מה גודל נגד שמסומן בצבעי הגאווה?

כולנו מכירים את העובדה שב-TSMC מייצרים סיליקון לצ'יפים מכל הסוגים. אבל האם הוויפרים עשוים אך ורק מסיליקון טהור? במהלך התואר למדנו שישנם סוגים שונים של חומרים שניתן לייצר מהם טרנזיסטורים - האם זו רק תאוריה או שגם המציאות? בואו נזכר באפשרויות השונות לחומרים שבאמצעותם נוכל ליצר טרנזיסטורים:

- גליום ארסניד (GaAs) - בעל עבירות גבוהה משל סיליקון, המאפשר לסיגנלים לעבוד בתדירות גבוהה יותר ולהגיע לביצועים מצוינים. בעקבות יתרון זה הוא משומש לעיתים במתגים ובמגברים (SERDES).

- אינדיום פוספייד (InP) - דומה לגליום ארסניד בתכונותיו.

- סיליקון קרבייד (SiC) - חומר בעל חוזק ויציבות המאפשר לעבוד טוב יותר בטמפרטורות גבוהות ובהספק גבוה - ימצא בעיקר בתחום הסולארי וברכיבים חשמליים.

אז מדוע סיליקון הוא השליט העיקרי בעולם הצ'יפים? היתרונות העיקריים של סיליקון טהור על כל שאר החומרים - סיליקון נפוץ מאוד על כדור הארץ - האלמנט השני הנפוץ ביותר מהטבלה המחזורית למען האמת - כמעט 28% מכלל החומר. בנוסף, כמינרל הוא זול, ממש זול - מכיוון שהוא נפוץ מאוד כמו שאמרנו, גדלה תעשיה ענפה שהיום מאד בוגרת ויעילה ולכן תהליכי הייצור שלו זניחים ביחס למתחריו.

בנוסף, סיליקון הוא אלסטי - יתרון שמוריד סיכון של סדקים בייצור והלחמה. יכולת הגמישות נדרשת בשווקים כמו מכשור רפואי מה שמאפשר לסיליקון לשלוט בתחום זה ללא עוררין. בהמשך לטיעון הקודם, סיליקון אינו רעיל ולכן אינו מהווה סיכון כאשר הוא משומש כשתל רפואי בגוף האדם.

כל החומרים שציינו קודם לכן מגיעים עם חסרונות של יוקר בייצור בעקבות היותם חומרים נדירים יותר עם תהליכי עיבוד מיוחדים ומסובכים וחוסר גמישות - אשר נותנים לסיליקון להוביל. אך לא התייאשנו - על אף מגבלותיהם, ישנם מחקרים ופיתוחים אשר מנסים לקדם ולהוזיל את עלויות הפיתוח והעיבוד של החומרים שאינם סיליקון - כדי שיוכלו להגיע לייצור המוני.

לסיכום, על אף שלחומרים מסוימים יתרונות עליו, סיליקון כיום הוא השליט העיקרי בתחום הצ'יפים בעקבות היותו זול, נפוץ וגמיש. האם בעתיד נשתמש בחומרים אחרים לייצר צ'יפים? רק ימים יגידו.

מכירים צ'יפ שייצרו מאחד החומרים בפוסט (או מחומר אחר שלא דיברנו עליו)? ספרו לנו בתגובות!

בסיס ספירה, או באנגלית Radix, היא שיטת ייצוג מספר המבוססת סמלים ומיקום. אבל זו אמרה מסובכת מדי, נפשט: זו הדרך לייצג מספרים עם סמלים (תווים).

שיטת הספירה הבסיסית שכולם מכירים ומשתמשים בה היא השיטה העשרונית, שמקורה כנראה בעשר האצבעות שלנו. בסיס ספירה זה מכיל את הספרות 0 עד 9. המספר 12243 בבסיס 10 הוא: 3x10^0 + 4x10^1 + 2x10^2 + 2x10^3 + 1x10^4.

שיטות ספירה נפוצות נוספות: בסיס 2 (בינארית) - משמש אותנו, מהנדסי החשמל והתוכנה, במחשבים ומערכות ספרתיות. בסיס 8 (אוקטלי) - משמש בעיקר בהרשאות ב-Unix. בסיס 10 (עשרוני) - הבסיס הכי נפוץ. בסיס 12 (Doudecimal) - שימש תרבויות עתיקות לפעמים כתחלופה לבסיס עשרוני על ידי ספירת המפרקים של האצבעות (לא כולל אגודל). כלומר, יש 4 אצבעות בכל יד ו-3 חלקים לכל אצבע - סה"כ 12. המילה תריסר מתייחסת ל"עשר" של הבסיס הזה וכמובן ל-12 שעות על השעון. בסיס 16 (Hexadecimal) - משמש במחשבים בעיקר לכתובות, ערכים ארוכים (כתובות MAC) או מידע גולמי.

מה לגבי בסיסים מיוחדים? בסיס 1 (Unary), בסיסים שליליים, בסיסים לא שלמים, ובסיסים דמיוניים.

ישנם עוד בסיסי ספירה מוזרים כמו בסיסי ספירה אסימטריים, אבל בסיס ספירה נוסף שרלוונטי למהנדסי חשמל, ומשמש בין היתר לספירה דרך אזורי שעון שונים (clock domains), הוא בסיס ספירה בשם Gray code.

בסיס הספירה Gray Code הומצא על ידי Frank Gray ב-1941 והייחודיות שלו היא התאימות שלו לעולם הפיזיקלי. הוא משתמש בייצוג בינארי אבל בצורה שונה - בכל שינוי של ערך, ישתנה רק ביט יחיד בכל המחרוזת. אם נדמיין מערך של מתגים, נרצה שכדי לעבור ממצב אחד לשני נצטרך לכבות או להדליק רק מתג יחיד, ואף פעם לא יותר מאחד (מהסיבה הברורה שהשינוי אינו בו זמני באמת ובהכרח נעבור במצב ביניים). ובנימה אופטימית זו - בכמה בסיסי ספירה יוצא לכם להשתמש ביום יום שלכם?

"מדעים מדוייקים". ביום הראשון שלי באוניברסיטה אמרו לי להיכנס למעבדה בפיזיקה ולמדוד את תאוצת הכובד של כדור הארץ. "מה, זה לא 9.81? מדדו את זה כבר!" "בוא תוכיח את זה אתה." אני מחייך. זה נשמע הגיוני. אני מטיל את הכדור מתכת דרך חור. כשהוא עובר בחור הוא מתחיל לספור זמן וכשהוא פוגע בתחתית הוא עוצר. לאט לאט מתחיל להיעלם החיוך. הזמנים לא קבועים. אחרי זה משנים את הגבהים ומודדים שוב. שוב הזמנים לא קבועים.

מה קורה פה? אני מקבל מספר מדידות ומשרטט עקום ונראה שחישבתי שתאוצת הכובד היא בערך 10. אולי קצת יותר. "מה קורה פה? אנחנו לא במדעים מדוייקים?" "הדיוק נמצא בשגיאה."

בתור מהנדסים, אנחנו יודעים לעשות קירובים ולהעריך שגיאות. הסיבה לכך היא שמכשירי המדידה אינם בעלי דיוק אינסופי, ישנן תופעות טבע אשר מפריעות למדידה ובנוסף להכל - מצפים מאיתנו לאיכות. שהקול שיוצא מהרמקול יישמע חד וברור. שהתמונה תצא חדה. שהאות יוגבר כראוי.

אנחנו מוגבלים על ידי הטבע, הטכנולוגיה ולוחות הזמנים שלנו. אם אנחנו יודעים שיש רעש טבעי במערכת, נרצה שהאות שלנו יהיה כמה שיותר חזק לעומת הרעש. ככה נקבל איכות טובה יותר ונוכל לרדת לרזולוציות קטנות יותר. איך נשיג זאת? על ידי הקטנת הרעש או הגדלת המוצא.

זה מרמז לנו על יחס חשוב ביותר, היחס אות לרעש: SNR. ה-SNR מחושב כחילוק פשוט בין המוצא לרעש שלו. איך ניתן להגדיל את המוצא? ליצור מגברים טובים יותר וחזקים יותר. איך ניתן להקטין את הרעש? ליצור תנאי דגימה טובים יותר או לסנן מקורות רעש טבעיים.

ניתן למצוא את היחס הזה בכל מקום בתעשייה: עיבוד תמונה, עיבוד שמע, הגבר זרם, הגבר מתח, אופטיקה, RF, אנלוג, ספרתי ואף מחוץ לתחום החומרה. גם כאשר אנחנו עורכים את פרקי הפודקאסט, אנחנו מנסים להגביר את ה-SNR באמצעות מיקרופונים טובים יותר ופחות הגברה מלאכותית של הקול בתוכנת העריכה.

אמא של אחד מחברי הצוות היא שף קונדיטור. הוא תמיד טוען שהסנדלר הולך יחף וכל העוגות לא שם כשהוא מגיע הביתה. כששאלו אותו האחרים איזו עוגה הוא הכי אוהב, הוא ענה עוגת פרזייה - עוגת שכבות צרפתית עם תותים וקצפת, כאשר הבסיס הינו עוגת ספוג נימוחה.

מה הקשר לחומרה אתם שואלים? אם נמשיל את עוגת הספוג הנימוחה מעוגת הפריזייה לשבב, נוכל לראות שיש עוד שכבות רבות מעליה, ששווה בהחלט לחקור ולטעום אותן.

עשינו לכם חשק נכון? חכו לפרק הבא של Hard Reset. וסתם בשביל הכיף, צירפנו את המתכון לעוגה: https://www.rutholiver.co.il/post/%D7%A4%D7%A8%D7%96%D7%99%D7%99%D7%94-%D7%A2%D7%95%D7%92%D7%AA-%D7%A9%D7%9B%D7%91%D7%95%D7%AA

היום נדבר על פרוטוקול תקשורת נוסף שבאמצעותו ניתן לתקשר עם השבב שלנו – SPI. זהו אחד הפרוטוקולים הסטנדרטיים והמוכרים ביותר בתעשיית השבבים לתקשורת קלה ומופשטת לטובת דיבאג וקונפיגורציה. המנגנון עובד בתצורת MASTER-SLAVE (לא ננקוט ביותר מדי PC, אנחנו אולדסקול) כאשר בד"כ השבב יהיה ה-SLAVE והמערכת שבאמצעותה נקנפג את השבב, אפליקציה המותקנת על מחשב חיצוני, תהיה ה-MASTER.

לסטנדרט יש 4 פאדים שבאמצעותם ניצור קשר: הראשון הוא MOSI – Master Out Slave In – ערוץ התקשורת שבו ה-MASTER מעביר מידע ל-SLAVE. השני MISO – Master In Slave Out – ערוץ התקשורת שבו ה-SLAVE מחזיר מידע ל-MASTER. השלישי SCK – SPI CLOCK – שעון הנשלח ע"י ה-MASTER בכדי להפעיל את המערכת וליצור תעבורת מידע. והאחרון CS – Chip Select – סיגנל ייחודי לכל SLAVE, אותו מעלה ה-MASTER כאשר הוא רוצה לתקשר.

עד כאן זה היה קצת תיאורטי אז ניתן דוגמא כדי להמחיש את העניין – כאשר נרצה לבצע קינפוג לרגיסטר מסוים, ה-MASTER יעלה את ה-CS. במקביל לשליחת שעון על ה-SCK, ה-MASTER יתחיל להעביר את המידע הרלוונטי על ה-MOSI אשר יפורשו כפעולת כתיבה על פי הגדרות שתוכננו מראש בדיזיין של SPI SLAVE.

מערכת ה-SPI בנויה על מנגנון FULL DUPLEX – זאת אומרת שברגע שה-MASTER שולח מידע ל-SLAVE על ה-MOSI, נוכל לראות תגובה מה-SLAVE על ה-MISO (כמובן לא בטרנזקציה הראשונה). מנגנון זה מאפשר לנו תקשורת יעילה ומהירה. חשוב לציין כי הפרוטוקול אינו מתאים לשימוש במרחקים גדולים וישמש לכל היותר על לוח אחד שיכיל כמה שבבים בודדים.

לחלק מכם שעובדים בעולם השבבים מוכרים מושגים רבים המייצגים עבורנו Milestones (או אבני דרך בעברית, תודה יובל) בדרך לסיום הפרויקט: Code complete, Interface Freeze, RTL Freeze.

לכל השלבים הללו שם די ברור שממצה את השלב, אך סיום הפרויקט נקבע על ידי הגביע הקדוש - ה-Tape Out. אבל, למה קוראים לו ככה?

בימי עבר, כאשר הפרויקט היה נגמר ובפרט תהליכי הבקאנד השונים מרמת הבלוק ועד הטופ, פיזור החיווט למתכות השונות, פתירת כל בעיות הטיימינג והדחיסות, היו אוספים את כל מאגר הנתונים הענק הזה ושמים אותו על מדיה פיזית דמוית הארד דיסק (טייפ) מגנטי ושולחים אותה למפעל כדי שיוכלו ליצר את הצ'יפ.

עוד מושג שקצת שוכחים בכל הסיפור הזה, הוא ה-Tape In. כאשר המדיה המגנטית הייתה מגיעה למפעל, ניחשתם נכון, היו מכריזים Tape In ולאחר סט של בדיקות תקינות תוכן המדיה ווידואה, תהליך ייצור הסיליקון היה מתחיל.

בימינו, אין באמת מדיה מגנטית פיזית שעוברת מהארגון למפעל בתום הפרויקט - אך מושג ה-Tape Out נשאר ובוער מתמיד - עיני כל עובד בחברה, מהזוטר ביותר ועד המנכ"ל נישאות לרגע המיוחל שבו יוכלו להכריז Tape Out ולחכות בהתרגשות עד שהסיליקון יחזור מהמפעל ונוכל לעבוד עם משהו מוחשי ולא רק להריץ סימולציות.

מתי הצ'יפ שלכם חוזר?

אתמול @ליאור ו@יובל ביקרו שוב ב@טכניון, במסגרת פסטיבל עולמות של חומרה. מעבר לשיחות המעולות, למחקרים פורצי הדרך ולאנשים המרתקים שהם פגשו שם, יש בפסטיבל גם חידון נושא פרסים.

בפעם הקודמת התוצאה הסופית הייתי שליאור עקף את יובל בנקודה, ואף אחד מהם לא עלה על הפודיום. גם הפעם ליאור הוביל על יובל לאורך כל החידון ואף היה בין המקומות הראשונים, עד השאלה האחרונה. השאלה האחרונה עסקה במימוש פונקציה בסיסית באמצעות טרנזיסטורי CMOS. לשאלה התלווה מסיח בצורת תמונה של מעגל שאינו חלק מהשאלה.

ליאור התמהמה, יובל ענה מהר, והתוצאות הסופיות לפניכם: ליאור הסתכל על הפודיום מלמטה וזכה במקום הרביעי. יובל שלא נתן למעגל לבלבל אותו זכה במקום השני וקיבל פרס שווה. אבל הפרס האמיתי הוא החברות. ולא, לא שכחנו לספר לכם על שאר הדברים שהיו בפסטיבל. קצת סבלנות וגם זה יגיע.

ליאור: אתמול הייתי בפסטיבל "עולמות של חומרה" בטכניון. זכיתי במקום הרביעי. אם הייתי קצת יותר מהיר, הייתי עולה לפודיום. לעומתי, יובל הצליח לעקוף אותי ולעלות למקום השני. מזל טוב חבר: קישור לפוסט.

כשרובנו מתיישבים לעבוד כל יום, אנחנו פותחים את המחשב ומתחילים לכתוב – כל אחד בשפתו. לא נדבר פה היום על עברית או אנגלית אלא על שפת קוד – וספציפית השפה ששי עובד איתה לא מעט – TCL.

שפת TCL (Tool Command Language) הומצאה בשנת 1980 ע"י ג'ון אוסטרהוט במיוחד לטובת כלי ה-EDA השונים שהחלו לפרוח באותה תקופה. השפה הינה קלה ומוטמעת בקלות ומתחברת ישירות לקוד C/C++ ולכן התאימה יותר לשימוש הכלים מאשר שפה גנרית כמו Python.

למרות שקיימות שפות חדשות ומודרניות, TCL היא חלק בלתי נפרד מתשתיות של רוב הכלים בתעשייה. בין אם אתם עוסקים ב-Physical Design, DFT או אפילו Chip Design אך משתמשים בכלים לטובת עזרה בבניית RTL כמו DeFacto אתם הולכים להיתקל ב-TCL לא מעט (איזה משחק מילים נהדר הא).

אז מדוע משתמשים עד היום ב-TCL? בגלל שעולם החומרה זז לאט ומכיוון שכל התשתיות של כל הכלים בנויות כבר במשך עשורים על אותה שפה. התחביר אולי לא הכי מודרני, אבל הפשטות, התמיכה הרחבה והאינטגרציה ההדוקה בכלי ה-EDA הופכים את TCL לכלי עבודה קריטי.

אז אם אתם סטודנטים בתחילת הדרך או מהנדסים מנוסים – שווה להשקיע בלמידת TCL. זו השפה שמחברת את כל סביבת התכנון שלנו מאחורי הקלעים.

מהמצאת הטרנזיסטור להייטק הישראלי, ומה הקשר לעמק הסיליקון?

מי שעוקב אחרינו כבר מכיר חלק ממה שהולך להיכתב פה, אבל היום אנחנו כאן כדי לחבר נקודות ולהפיל אסימונים. אז אם אתם עדיין לא עושים את זה - שבו.

ההייטק הישראלי כיום מתאפיין בחברות תוכנה נהדרות, אבל מי שנטע את זרעי התעשיה הזו הייתה חברת חומרה קטנה שאולי שמעתם עליה - אינטל.

באמצע שנות החמישים של המאה הקודמת, הקים אחד הממציאים של הטרנזיסטור חברת מחקר שנקראה על שמו - Shockley Semiconductor Laboratory (אין לי מושג איך לתרגם את זה לעברית ושיהיה מובן). שוקלי הקפיד להעסיק מהנדסים מעולים, אבל כנראה שצורת הניהול שלו לא התאימה לכולם (אם להיות עדינים), והמהנדסים פחות אהבו את החלק הזה.

בשנת 1957 קמו שמונה מהנדסים והחליטו שנמאס להם. הם עזבו את החברה והלכו הכי רחוק משוקלי שרק אפשר - מהחוף המזרחי של ארה״ב, אל החוף המערבי. לימים שמונת המהנדסים ייקראו ״שמונת הבוגדים״ (״Traitorous eight").

שמונת הבוגדים הקימו חברה משלהם - פיירצ'יילד ("Fairchild Semiconductor") בחוף המערבי של ארה"ב, באזור שלימים ייקרא "עמק הסיליקון". הפוסט שלנו לא יתמקד בחברה הזו, אלא בחברת אינטל כאמור. את אינטל הקימו שניים מהפורשים בשנת 1968 - רוברט נויס וגורדון מור.

אבל בואו נחזור רגע קצת אחורה: פרופסור דב פרוהמן הוא ישראלי בוגר תואר ראשון בהנדסת חשמל מהטכניון. הוא יצא ללימודי המשך באוניברסיטת ברקלי ובמהלכם גם עבד במעבדות המחקר של חברת פיירצ׳יילד. בסיום הדוקטורט שלו החל לעבוד במעבדות המחקר של אינטל, שם המציא בין היתר את ה-EPROM הראשון.

בתחילת שנות ה-70 אינטל שיוועה למהנדסים, ופרוהמן הציע לאנדי גרוב מנכ״ל אינטל לפתוח מרכז פיתוח בישראל. ספציפית בחיפה - קרוב לטכניון. פרוהמן חזר לארץ והקים את הסניף הישראלי של אינטל. בהמשך הוא שימש באקדמיה כפרופסור לפיזיקה באוניברסיטה העברית.

אבל זה לא הכל. פרוהמן חזר לאינטל לשמש כמנכ״ל אינטל ישראל בתחילת שנות ה-80 וכיהן בתפקיד עד שנת 2000. נכון לשנת 2020 אינטל מעסיקה 14 אלף עובדים בישראל, ולאחרונה הכריזה על השקעה של 15 מיליארד דולר בהקמה של מפעל נוסף בארץ.

זהו סיפורו של מקור ההייטק הישראלי, ותראו איפה אנחנו היום. עולם קטן.

ביקרנו בטכניון לכנס "עולמות של חומרה". בתור פודקאסט אנחנו לא יוצאים הרבה "לשטח" (האקוסטיקה פחות טובה) אבל רצינו לפגוש אתכם פנים אל פנים.

"עולמות של חומרה" הוא כנס המפגיש בין סטודנטים בטכניון לבין ההייטק והאקדמיה. הכנס היה מורכב מיריד תעסוקה של חברות הייטק, הצגת פרויקטי המחקר של דוקטורנטים בפקולטה, 3 הרצאות ומשחק קהוט אחד.

הכנס התחיל עם ההרצאות של שלוש מהנדסות בכירות ומובילות בתחומן: ענת זילבר רייס - עובדת ב-Intel בתור IPU System Engineer manager, שירית שוורצבלט - עובדת ב-NVIDIA בתור Chip design sr. director & FV team leader, וטלי דגן - עובדת ב-Apple בתור CAD manager. כל אחת דיברה על החשיבות של עולם ה-VLSI ולמה צריך עוד מהנדסים טובים בתחום, מהזווית האישית שלה.

בסיום ההרצאות היה משחק קהוט עם 3 פרסים: כיסא גיימינג ו-2 אוזניות. לפרוטוקול, ליאור עקף את יובל בנקודה אחת. מיד לאחר מכן הסטודנטים התפזרו בכנס והסתובבו בין הדוכנים, כולל שלנו. התחלנו להקליט עם הדוברות, המהנדסים מחברות ההייטק שהתארחו וסטודנטים שהוכיחו לנו שהם סקרנים בלתי נלאים.

למי שלא בקבוצת המאזינים ועדיין לא יודע - הוצאנו טיפה merch והכנו מדבקות ללפטופ של Hard Reset. פגשנו כמה מאזינים של הפודקאסט והיה לנו ממש כיף לדבר, להכיר, להקשיב ולשמור איתכם על קשר! נתראה בכנס הבא, ביי.

שיתוף ליאור: הרגע המכונן שלי בכנס אתמול היה סטודנט שנה א' שבא ושיתף: "שתדעו שאני לומד היום הנדסת חשמל בזכותכם. התחלתי להאזין לפודקאסט, הצטרפתי לקבוצת המאזינים ושאלתי שאלות והחלטתי שאני רוצה ללמוד הנדסת חשמל. אני רוצה להיות מהנדס DFT בהמשך."

שיתוף יובל: המדבקות היו יוזמה שלי. רציתי שיהיה לי משהו לתת למאזינים שבאים ואומרים תודה, ושיהיה לנו משהו לתת כאות תודה. אז עשיתי סקר שוק, פניתי לספק סטיקרים בסין. לאחר עיצוב קליל, מעט התלבטות והרבה זמן המתנה - הן פה. אם אתם רוצים מדבקה של הפודקאסט - לא לשכוח להגיד לנו: "אני סקרן בלתי נלאה." אני חושב שהפרויקט הבא זה חולצות...

הקשיבו הקשיבו, זוהי קריאה אחרונה למאזיני Hard Reset להצביע בתחרות פודקאסט השנה! ביום ראשון, 01.01.23, בשעות הבוקר המוקדמות - ההצבעה תיסגר. למי שלא מעודכן, Hard Reset מתחרה בקטגוריית הייטק/פיתוח והוא הפודקאסט חומרה היחיד ברשימה! הצבעתכם חשובה, עזרו לחומרה להגיע למקום הראשון!

תייגו את חבריכם, שתפו את הפוסט והפיצו את הבשורה. May the best podcast win.

"אני חושב שאני יכול לומר בביטחון שאף אחד לא מבין את מכניקת הקוונטים".

נהוג לחשוב שאיינשטיין הוא הפיזיקאי הכי מפורסם בעולם. כנראה שזה נכון. ובכל זאת אם יש מישהו שיכול לאתגר את המחשבה הזו הוא לא אחר מאשר: ***ריצ'ארד פיינמן***.

ישנן המון נקודות דמיון בין פיינמן ובין איינשטיין: שניהם היו פיזיקאים תאורטיים, שניהם קיבלו פרס נובל על עבודתם, ולשניהם הייתה תרומה לפרויקט מנהטן - פרויקט פצצת האטום של ארה"ב במלחמת העולם השניה.

אבל... פיינמן היה כוכב רוק. מספרים עליו שהוא היה עילוי בכל מה שעסק בו - היה מרצה כריזמטי, סופר שכותב בצורה מרתקת ובעיקר חוקר עם רעיונות חדשניים ופורצי דרך.

אבל מה להנדסת חשמל ולפיזיקאי תאורטי? אני שמח ששאלתם. מעבר לזה שדיאגרמות פיינמן נקראות על שמו (כנראה ששכחתם אותם ביום של המבחן בפיזיקה קוונטית), הוא תרם רבות לאלקטרודינמיקה הקוונטית (#QED) - תחום בפיזיקה המתאר את האינטראקציות בין אור וחומר, הוא היה מחלוצי ומנביאי המיחשוב הקוונטי וגם ממאמיניו הגדולים של מיזעור טכנולוגיות (דבר שבא לידי ביטוי בצורה ניכרת בהרצאה משנת 1959 - "יש המון מקום בתחתית").

כמו בפיתוח צ'יפ, הצלחה תלויה בעבודת צוות. אתם הצוות שלנו, ואתם יכולים לעזור לפודקאסט להצליח. תחרות פודקאסט השנה של גיקטיים הגיעה, ואיתה גם הרצון שלנו להגיע שוב לגמר, אבל לא רק.

אז בשנה שעברה עשיתם את זה כמו גדולים והעליתם אותנו לגמר תחרות פודקאסט השנה. האם השנה נגיע לפודיום? אולי ננצח?

התחרות בנויה משני שלבים ונשמח לעזרתכם בשניהם. השלב הראשון - בתקופה הראשונה מציעים פודקאסטים לגמר. השלב השני יהיה רלוונטי במידה ונעלה לגמר ונבקש ממכם להצביע לנו.

***אנחנו מתחרים בקטגוריית פיתוח והייטק*** (אפשר גם להצביע לנו בקטגורית הפודקאסט העצמאי).

להצבעה - כנסו ללינק הבא, גללו עד הסוף, ומלאו את שם הפודקאסט במדויק באנגלית תחת הקטגוריה פיתוח והייטק - /https://www.geektime.co.il/israel-top-and-best-podcasts-of-2024-pre-vote. אל תשכחו להגיש את טופס ההצבעה :) מוזמנים לדרג פודקאסטים נוספים אבל אין חובה כזו.

רוצים לעזור לנו יותר מרק להצביע? שתפו בווטסאפ, לינקדאין, פייסבוק, טיקטוק, סנאפצ'ט, ICQ, mIRC, 4Chan, Reddit או איפה שנוח לכם. נצרף הצעה לנוסח לשיתוף בתגובה הראשונה. תודה מראש.