GryfTechnologia stworzyła pierwszy polski procesor za 100zł

Stworzony przez firmę GryfTechnologia układ scalony posiada nowoczesna konstrukcję, prędkość taktowania 700Mhz, architekturę 32bit oraz cenę dla końcowego odbiorcy poniżej 100PLN.  Największą zaletą układu jest możliwość tworzenia oprogramowania bezpośrednio na procesor w Javie, co dzięki dostępności tysięcy otwartych (OpenSource) projektów pozwoli polskim specjalistom zwiększyć swoje szanse w wyścigu technologicznym. Potwierdzeniem możliwości procesora Warszawa jest zbudowany w pięć miesięcy kompletny system do zastosowań telemetrycznych.

Na stworzonym ukłądzie można zbudować komputer, urządzenie mobilne, urządzenia dla medycyny, armii, przemysłu lub automatyki domowego zastosowania. Możliwych sposobów wykorzystania jest znacznie więcej.

- Najważniejsze jest dostarczenie polskim specjalistom komponentu elektronicznego na którym szybko będą mogli zbudować własne, innowacyjne rozwiązanie. Historia komputerów jest wypełniona doskonałymi konstrukcjami, rewolucyjnymi jak na swoje czasy, które przeszły do lamusa tyko dlatego że nie było oprogramowania, które wykorzystywało by możliwości wspomnianego sprzętu. Pierwszy polski procesor to przemyślana i praktyczna konstrukcja, która być może nie rewolucyjna, ale jest łatwa do rozbudowy i otwiera drogę do rozwoju polskich procesorów – twierdzi Marcin Kwiatkowski, prezes firmy GryfTechnologia.

Jak stworzyć własną elektronikę użytkową?

Do tej pory stworzenie własnego urządzenia elektronicznego było procesem zarezerwowanym dla wąskiej grupy specjalistów. Dzięki procesorowi Warszawa student pierwszego roku informatyki, potrafiący programować w języku Javia, jest w stanie stworzyć zaawansowane rozwiązanie technologiczne. Firma GryfTechnologia dostarcza podstawowy pakiet bibliotek WarsawJDK, który zawiera pakiety kompatybilne z popularną Java używaną w telefonach komórkowych.

- Oznacza to, że wystarczy uruchomić darmowe środowisko programistyczne NetBeans, zaimportować wtyczkę procesora, co pozwala rozpocząć pisanie oprogramowania w emulatorze wzorowanym na podobnych rozwiązaniach stosowanych w telefonach. Ponadto mamy swobodny dostęp do pamięci urządzenia i innych peryferii. Tak prosty proces pisania oprogramowania na elektronikę nigdy nie był dostępny szerokiemu gronu programistów – dodaje Marcin Kwiatkowski.

Analityczny Monitoring Własności i Procesor Warszawa

Potwierdzeniem działania procesora i jego walorów jest zbudowany w pięć miesięcy kompletny system do zbierania danych telemetrycznych. Proces ten byłby jeszcze krótszy, ale był opóźniany przez błędy prototypu procesora. Jak to działa? Zbudowane urządzenie oparte o procesor Warszawa jest podłączone do liczników mediów (woda, prąd, gaz), do wag i innych sterowników PLC, do czujników o najrówniejszym zastosowaniu od pomiaru przepływu prądu do pomiaru stężenia gazów. Czujniki, i inne wyżej wymienione elementy są składową linii produkcyjnych lub rozległych budynków, dane zbierane przez urządzenie przesyłane są do serwera, a następnie rozsyłane do aplikacji klienckich. System umożliwia podgląd na żywo stanu poszczególnych czujników oraz sporządzanie analiz z zadanego okresu czasu. Analizy umożliwiają kierownictwu firmy szybką weryfikację np. przełożenia obciążenia silników linii produkcyjnej na ilość wyprodukowanego produktu, a w przypadku budynków na dokładną analizę kiedy i gdzie zużyto kosztowne zasoby mediów. Cały system działa zdalnie i jest szczególnie polecany zarządom firm z siedzibom oddaloną od zakładów produkcyjnych i budynków zarządzanych administracyjnie.

Potencjał rynkowy

Procesor Warszawa to alternatywa do budowy rozwiązań bardziej zaawansowanych i dostosowanych do potrzeb klienta polskiego i europejskiego. Produkt umożliwia budowę urządzeń lepszych od tanich chińskich produktów. Z drugiej strony dzięki dostępności oprogramowania i łatwości w jego tworzeniu, umożliwiający polskim specjalistom tworzenie systemów i urządzeń mogących konkurować z rozwiązaniami znanych marek światowych.

Geneza:

• 15 czerwca 2011 roku GryfTechnologia przeprowadziła pierwsze próby na prototypie polskiego procesora o symbolu GTP150M i kodowej nazwie „Warszawa”.
• 1 grudnia 2011 GryfTechnologia uruchomiła w pełni działający system informatyczny zintegrowany z urządzeniem elektronicznym zbudowanym na procesorze Warszawa.

Zbudowanie procesora było efektem prac badawczych rozpoczętych w grudniu 2009 roku. Prace dotyczyły stworzenia rozwiązania umożliwiającego budowanie systemów informatycznych połączonych z urządzenia elektronicznymi. Postawiono wówczas kilka założeń:

• skrócenie do minimum czasu tworzenia oprogramowania dla urządzeń elektronicznych
• w miarę możliwości jak najszersze zastosowanie urządzeń elektronicznych
• zminimalizowanie ilości błędów przy tworzeniu oprogramowania na elektronikę
• dostępność oprogramowania OpenSource które można zaadoptować do tworzonych zastosowań

Pierwsze prototypy budowane były na ARM9 z Linux Embeded lub Windows CE z wykorzystaniem środowisk dołączanych do sprzętu. Po pierwszych próbach do założeń badawczych dodano jeszcze możliwość tworzenia oprogramowania w Javie.

Wprowadzenie tego założenia, umożliwiło wykorzystanie specjalistów programujących w Javie, będących liczną grupą na rynku pracy, oraz pokrywało się z założeniem dostępności oprogramowania OpenSource. Kolejny etap badań to porty różnych maszyn wirtualnych na urządzenia bazujące na ARM9. Efektem prac było stworzenie rozwiązań złożonych, wymagających znajomości sprzętu, assemblera, programowania w C oraz programowania w Javie, znajomości systemu operacyjnego. Szerokie zastosowanie elektroniki wymagało dodatkowo dostępności driverów lub dodatkowej wiedzy z zakresu budowy driverów pod dany system. Konkluzja prac badawczych to projekt budowy procesora który umożliwi tworzenie oprogramowania sprzętowego w Javie.

Prace rozpoczęto w kwietniu 2010 roku, przez ten czas powstało kilka prototypów, m. in implementujące najnowsze algorytmy obróbki obrazu i dźwięku, implementujące rozszerzenia różnych typów pamięci, popularnych interface’ów sprzętowych. Cel stworzenia procesora programowanego w Javie został osiągnięty. Stało się to głównie dzięki wprowadzeniu tzw. micro codu, który oprócz instrukcji bezpośrednio wykonywanych na elementach układu scalonego (instrukcja w Byte Code Javy plus parametry jako szereg impulsów elektrycznych przekazywanych na wyselekcjonowane części układu scalonego tj. tranzystory, bramki itp.), uzupełnia niezbędne do programowania w Javie zarządzanie pamięcią. Zastosowanie sprzętowej implementacji Javy umożliwia realizacje założeń prac badawczych, w tym co najważniejsze szybkie stworzenie aplikacji na sprzęt elektroniczny.

Teoria a praktyka

Praktyczne wykorzystanie procesora jest warunkiem umożliwiającym weryfikacje założeń projektowych oraz fizyczne zbadanie właściwości i możliwości nowego polskiego procesora. Stworzenie dedykowanej płyty głównej, zbudowanie peryferii, stworzenie narzędzi wspomagających tworzenie oprogramowania oraz emulujących sprzęt to wymagania wynikające z praktycznych potrzeb. Zastosowanie praktyczne obliguje do zachowania wysokiego poziomu stabilności elektroniki, możliwości adaptacji różnych technologii, takich jak łączność, zapis/odczyt danych, wyjścia/wejścia implementujące różne protokoły komunikacji, interakcje z użytkownikiem i otoczeniem, praca w trybie priorytetów wątków czasu rzeczywistego (Real Time Threads). Dlatego też jako pierwsze rozwiązanie wybrano telemetryczny system do Analitycznego Monitoringu Własności.

Specyfikacja procesora Warszawa to:

• Architektura procesora: 32 bitowa
• Zegar systemowy: 700MHz (prototyp 66MHz)
• Pamięć Cache: 4KB
• Stack RAM:512B
• Obsługa Portów: GPIO
• 32 bitową szyna peryferii, umożliwiającą podłączenie do 128 urządzeń.

Przykładowe peryferia:

• Porty RS232, RS485, USB
• Przetworniki ADC, DAC
• Kontrolery Ethernet’u
• Pamięci Flash, SRAM, DDR SDRAM
• Obsługa interfejsów komunikacyjnych takich jak:
• SPI, 1-Wire , I2C , Can, ISA , Profibus itp.

GryfTechnologia pracuje aktualnie nad układem wspomagającym operacje graficzne, potocznie zwanym kartą graficzną – układ poprzez szynę danych otrzymuje rozkazy graficzne wzorowane na metodach obiektu Graphics ze standardowego pakietu java.awt.*. Plany na przyszłość obejmują stworzenie serii procesorów z naciskiem na wielordzeniowe konstrukcje z rdzeniami specjalizowanymi pod konkretne zastosowanie niezbędne w rozbudowanych systemach elektronicznych.