本文作者系烏克蘭基輔伊戈爾·西多爾斯基理工學院電子學院電子數碼設備設計系（DEDEC）助理教授拉維根·科諾基。

拉維根是一家名為Infopulse的IT公司的物聯網開發人員及顧問。他擁有計算機科學博士學位，是開放硬件實驗室“Lampa”的創始人兼協調員。“Lampa” 隸屬于伊戈爾·西多爾斯基理工學院電子學院電子數碼設備設計系（DEDEC）。

最近，烏克蘭國立技術大學組織了一場使用MIPSfpga技術的硬件黑客馬拉松活動，而舉辦這場黑客馬拉松的伊戈爾·西多爾斯基理工學院在計算領域早已聲名遠揚，歷史悠久。它是歐洲最古老以及規模最大的科技大學之一，早在1951年，便擁有整個歐洲大陸速度最快的計算機——MESM(小型電子計算機)。MESM 具有6000個真空管，功耗25kW，每分鐘可以執行大約3000個操作。此次黑客馬拉松中使用的MIPSfpga面積更小，但功率卻非常強大。

如今，烏克蘭欲重塑其在計算機架構和集成電路設計方面的影響力。為此，許多IT公司正瞄準不斷發展的物聯網市場，大力開發相關設備和服務。烏克蘭有很多外包項目，且其對于Opera、FreeBSD等軟件生態系統的開發頗有貢獻，并擁有許多頂尖的Linux開發人員。

第一場研討會，名為“納米ASIC”，由查爾斯·唐卡主持。查爾斯目前在位于硅谷的加州大學圣克魯斯分校教授ASIC相關的課程。這場研討會持續了兩天，覆蓋各個階段的集成電路設計和產品，包括創建CMOS芯片規范及制程ASIC生態系統、RTL級系統Verilog的描述、模擬和RF部分的設計、功能驗證、邏輯合成、布局布線以及測試、制造及資格設計。

第二場研討會是由Imagination Technologies高級硬件設計工程師尤里·潘丘主持。他主要從事MIPS I6400處理器內核的創建。這場研討會則覆蓋了MIPSfpga內核的相關內容。在研討會期間，尤里闡述了MIPSfpga的結構和工作原理。MIPSfpga基于Imagination MIPS32 microAptiv微處理器，其緩存和內存管理單元主要用于教學。它有完整的Verilog代碼，適合在FPGA板上模擬和實現。

隨后，尤里描述了如何經由AMBA AHB-Lite，通過將不同的外圍設備連接至MIPSfpga內核中來創建一個片上系統(SoC)，以及如何在使用MIPS GNU GCC工具鏈的C語言或asm語言中編程SoC。理論部分探討完畢后，所有與會者進行了實際的操作。他們在Altera DE2 FPGA板上創建了一個基于SoC的MIPSfpga，并編寫了交流程序。

評估板由伊戈爾·西多爾斯基理工學院電子學院電子數碼設備設計系（DEDEC）提供。

MIPSfpga研討會結束后，便迎來第二天的硬件黑客馬拉松活動。黑客馬拉松要求參賽者創建一個基于MIPSfpga的系統，包括單獨的已篩選的傳感器。這意味著，參賽者必須在1天內設計三樣東西：

1.可以與外圍設備(傳感器、操縱桿、鍵盤)協議接口的Verilog模塊
2.將這個模塊與AMBA AHB-Lite總線接口的膠合邏輯
3.用C語言或匯編語言創建一個軟件驅動程序

很多人成功地完成了以上艱巨的任務。第一個贏家是丹尼斯?索爾達托夫。他是DEDEC系的學生，他將MIPSfpga集成到Digilent Maxbotix超聲波測距儀中，并編寫了測距程序。當傳感器到障礙物的距離小于預定的閾值時，測距程序便會發出警報。

另一個獲勝的團隊(塞吉·薩科夫和瓦勒拉·馬爾琴科，DEDEC系的學生)完成了用于MIPSfpga SoC的4×4鍵盤控制器。他們還開發了一個簡單的程序，即按下七段指示器按鈕便可以顯示代碼。

獲勝的團隊將獲得Altera DE0-CV板，所有參賽者也將收到MIPSfpga的閃存盤。

此次活動圓滿結束，參賽者收獲頗豐。伊戈爾·西多爾斯基理工學院的全體師生對Imagination Technologies、尤里·潘丘和查爾斯·唐卡表示了感謝。

從此次活動中也可以看出，開放教學材料如MIPSfpga將幫助烏克蘭大學豐富微控制器領域的課程，并將其鏈接至教學計算機體系中。伊戈爾·西多爾斯基理工學院全體師生期待與Imagination Technologies和Europractice在未來共同合作研發ASIC，努力壯大烏克蘭ASIC設計團隊。

想了解更多關于MIPS設計的資訊，請注冊連接MCU實驗系列活動。該活動將于1月5日至3月31日在英國、德國、西班牙和以色列舉行。

原文鏈接： https://imgtec.com/blog/ukraine-mips-fpga-hackathon-success/