Всем привет.
В данной статье я хочу поделиться двумя новостями. Во-первых, открытый российский Embox выложил в открытый доступ базовые драйвера для российского процессора семейства KOMDIV64, и данный российский процессор стал более открытым и доступным. А во-вторых, вдохновившись командой Северстали, которые делают открытую АСУ-ТП, мы запустили на этом открытом российском процессоре открытую среду для МЭК 61499 (4Diac).
Краткая справка.
Семейство KOMDIV64 - семейство 64-разрядных микропроцессоров, разработанных в научно-исследовательском институте системных исследований (НИИСИ). Ядра данной серии процессоров совместимы с архитектурой MIPS-64 и являются оригинальной разработкой НИИСИ. Демонстрироваться работа будет на плате Багет-ПЛК1-01. которая работает на микроконтроллере К5500ВК018.
Начну с короткого видео на котором демонстрируется работа Embox на данном процессоре.
Embox на KOMDIV64
И теперь расскажу как это воспроизвести самостоятельно. Это возможно, ведь все драйвера для работы доступны в нашем репозитории. Конечно потребуется сама плата или ее эмулятор.
Краткая инструкция по сборки описана на нашем вики.
Вам потребуется кросс-компилятор MIPS который вы можете установить из пакетов, либо собрать самостоятельно, либо скачать у нас бинарную. сборку .
Сборка
make confload-platform/niisi/baget_plc1
makeЗагрузка на плату
Пока embox запускается с SD карты на плате и использует встроенный загрузчик, в будущем мы планируем вариант старта прямо из flash памяти
Подготовим загрузочный скрипт, он у нас лежит в репозитории. Имя barebox.sh
Содержимое простое
#!/bin/sh
###### Embox ######
memcpy -l -s ./embox.bin 0x0 0xffffffff80001000 0x4000000
go 0xffffffff80001000Этот скрипт нужно скопировать в папку boot/barebox/ на SD карте. Туда же нужно положить файл embox.bin, образ собранного embox
sudo cp build/base/bin/embox.bin <path to SD>/boot/barebox/ Запуск
Просто подаем питание и видим консоль
Мигаем светодиодом из консоли
Традиционно проверим работу таймера командой ticker -c 10 а также включим светодиод с помощью команды pin. На плате 2 светодиода подключенных к порту D (пины 4 и 5), активный уровень у них низкий
зажечь светодиод
pin GPIOD 5 resetПогасить светодиод
pin GPIOD 5 set
Ethernet
на плате есть разъем ethernet и мы будем использовать сеть ниже.
пока просто посмотрим настройки командой ifconfig
Содержимое образа
На данный момент реализовали ряд базовых драйверов, включая таймер, контроллер прерываний и ethernet. Вот кусок конфига.
include embox.driver.serial.ns16550(reg_width=1)
include embox.driver.serial.ns16550_diag(base_addr=0x1ff70000)
include embox.driver.serial.ns16550_ttyS0(base_addr=0x1ff70000, irq_num=20)
include embox.driver.serial.ns16550_ttyS1(base_addr=0x1b510000, irq_num=21)
include embox.driver.diag(impl="embox__driver__serial__ns16550_diag")
include embox.driver.interrupt.niisi.sc64_intc_v2
@Runlevel(2) include embox.driver.clock.niisi.sc64_timer_v2
include embox.kernel.time.jiffies(cs_name="sc64_timer_v2", period=100)
@Runlevel(2) include embox.driver.gpio.niisi.sc64_gpio_mcu
@Runlevel(2) include embox.driver.net.sc64_tulip
есть еще драйвера для SPI и I2C, все драйвера открыты и доступны у нас в репозитории.
4Diac на Embox
4Diac это свободная реализация среды программирования и рантайм для стандарта МЭК 61499 принятого в АСУ-ТП. Данный стандарт может применяться и в других сферах, например робототехнике.
Я расскажу только о работе 4Diac под embox, ведь в этом случае не важно на какой аппаратной платформе работает runtime. В видео ниже, будет показано работа и на QEMU (с ARM архитектурой) и на плате KOMDIV64
Создание проекта 4diac
Для разработки программы нужно создать проект. Нажимаем правую кнопку мыши, и выбираем new->4diac IDE project
Создание системной конфигурации
Создадим системную конфигурацию на которой будет запускаться наша программа. Добавим к ней ethernet чтобы иметь возможность загружать (и отлаживать) программы удаленно.
IP адрес для Embox в QEMU - 10.0.2.16, для платы тот который есть на плате, у нас 192.168.2.2
Импорт функциональных блоков (FB)
Мы добавили пару простых функциональных блоков для проверки рантайма. Включить и выключить светодиод.
Для импорта правой кнопкой мышки на проекте и там выбираем import -> file system
Создание программы
После импорта FB, мы можем использовать наши функциональные блоки для разработки программы
Разработаем ее, после этого отобразим на нашей системной конфигурации (EMB_RES)
Откроем EMB_RES ( System Configuration -> FORTE_PC -> EMB_RES). И соединим START (Cold & Warm) с E_CYRCLE (Start ).
Все наша программа разработана и готова к загрузке
Embox
Сборка
Для конфигурации embox под arm/qemu используете
make confload-project/4diac/arm_qemuдля платы baget_plc1_01
make confload-project/4diac/niisi_baget_plc1после конфигурации, как обычно собираем командой make
makeЗапуск
Загрузка и запуск embox зависит от платформы, для baget_plc1_01 это описано выше, а для qemu использовуем скрипт ./scripts/qemu/auto_qemu
./scripts/qemu/auto_qemuЗапуск forte (4diac runtime)
После старта embox можно запустить рантайм 4diac в двух вариантах, с работой из файла и с ожиданием загрузки по сети
файл передается с помощью флага -f
forte -f <file_name>.fbootНас сейчас интересует запуск в режиме загрузки по сети просто команда forte
forteЗагрузка программы на embox
Удаленный deploy
В 4Diac-ide правой кнопкой на проекте и выбираем “deploy”
Нужно убедиться что у нас правильный IP адрес и что forte запущена на embox
Программа в виде файла
После того как мы отладили нашу программу, мы можем сгенерить отдельный файл и запустить наш рантайм с этой программой
Для этого на “EMB_RES” нажимаем правую кнопку мыши и выбираем пункт “Create FORTE boot files”. Файл сохраняем в папке корневой файловой системы embox (conf/rootfs/ ) и после этого пересобираем проект
Демонстрация
На этом видео можно видеть процесс создания программы и запуска на QEMU и BAGET_PLC1_01
Заключение
В заключение хочу сказать, что информация об отсутствии российских процессоров несколько преувеличена. Да, есть большое количество трудностей, и наверное, сейчас, мы не можем предложить решения во всех сегментах, но в критически важных, к которым относится и АСУ-ТП, уже можно пробовать создавать конечные системы.
На мой взгляд, нам, для этого не хватает открытости и доверия к друг другу. Но мне кажется Embox может стать базовой платформой которую можно развивать совместно! И, следовательно, меньшими затратами получать большую ценность для конечных систем. Я имею в виду принцип Линукс, когда драйвера разрабатываются производителями микроэлектроники, поддержка платформ и протоколов осуществляется производителями оборудования и так далее. И данная статья этому подтверждение, ведь мы открыли очередной, ранее закрытый, процессор, для всех.
Комментарии (37)
virst
04.12.2025 15:46Статься очень интересная и информативная, но все время чтения я так и не понял: как получить такую же железку для личных экспериментов.
И касательно "информация об отсутствии российских процессоров несколько преувеличена" это напоминает ситуацию в СССР когда в стране формально есть все, но в магазинах нет ничего.
Возможно я сложно высказываюсь, но я просто хочу сказать, что бы того что бы комьюнити эффективно развивало продукт нужна доступность не только кода но и железа. Условные raspberry pi и arduino можно купить чуть ли не в каждом продуктовом, вот народ и штампует под них софт и прочее.
Siemargl
04.12.2025 15:46Более того, полный али экспресс клонов вполне себе толкового Mitsubishi fx и подобных s7-200, для которых даже и низкоуровневое подпрыгивание не нужно.
NutsUnderline
04.12.2025 15:46на ali сегодня есть, завтра нет, или сменили железо, или прошивку кардинально поменяли, и никому ничего не сказали, даже на китайском. Те же клоны Mitsubishi не использовали оригинальную прошивку, а китайское народное творчество с соотв. качеством работы
nixtonixto
04.12.2025 15:46Ардуино и Расбери, как появились на Али лет 15 назад, так до сих пор не пропали. Да, чипы меняются, но обратная совместимость остаётся.
abondarev Автор
04.12.2025 15:46Тут речь шла о прошивках которые используются как есть. То есть бинарная прошивка. А если распбери или ардуино, то у совместимость на уровне апи (исходников). У малины например, еще и нужно учитывать что за линукс установлен.
А в статье, как раз речь о том что открыли исходники, и каждый может воспроизвести! То есть, стремимся к экосистеме (ардуино, распбери ...)
Arhammon
04.12.2025 15:46А толку от появления в магазинах? Кто, кроме импортозаместилелей, её брать за 20к будет?
virst
04.12.2025 15:46а вот не нужно 20к, 20к из-за штучности продукта. Если сделать продукт массовым, то и цена сможет снизится и в итоге в выигрыше не только народ, но и целевой потребитель. Вот только выше писали верно, вспышка уже упущена, поздно метаться. :(
abondarev Автор
04.12.2025 15:46вспышка уже упущена, поздно метаться. :(
Не согласен, нужно начинать, пока не начнем так и будем писать что упущена!
Arhammon
04.12.2025 15:46Если? А есть возможность? Чтоб сделать массовым, надо культуру производства и в первую очередь культуру управления... И сам котроллер попадалось, что стоит 3к - что вроде как вообще дешево для подобной экзотики...
abondarev Автор
04.12.2025 15:46Чтобы сделать массовым нужен прежде всего рынок :)
С остальным конечно тоже согласен, но без рынка можно не думать об остальном :)
rukhi7
04.12.2025 15:46Чтобы сделать массовым нужен прежде всего рынок :)
но как же тогда компьютеры персональные появились или сотовые телефоны, какой был рынок ПК или сотовых? Инновационные продукты создают свой собственный рынок, рынок того чего еще не было.
abondarev Автор
04.12.2025 15:46Ой, спасибо огромное. Бальзам на душу!
Именно этим мы и занимаемся (поиском, созданием рынка).
Рынка для массовой продажи в розницу в РФ пока что нет. И чтобы он появился, недостаточно выложить на али экспресс железку, нужно еще много чего. Назовем это экосистемой., Собственно, Вы привели как раз такие примеры.Если Вы обратите внимание, то Embox предлагает какие то новые пути, а то мы все время скатываемся, что правительство денег не дает и недостаточно заставляет всех покупать у конкретных производителей и вообще ничего никому не нужно, все плохо делаем.
По поводу рынка, конечно метимся на мировой (пусть и узкий сегмент, как ардуинки например). Но выход на новый мировой сегмент рынка, как раз и выведет туда нашу микроэлектронику. И да, мы предлагаем объединяться и вместе идти этим путем. :)
rukhi7
04.12.2025 15:46Назовем это экосистемой.
Мне нравится название. Только экосистема это вряд ли про рынок это монополия по определению, их по пальцам можно пересчитать в мире, в зависимости от уровня критериев, чуть больше - чуть меньше.
если вы делаете операционную систему (софт) вам, все таки, надо ее на какую-то обще-известную платформу вывести, мне кажется. И тогда, заработав какое-то признание как софтовая платформа которой удобно пользоваться, под которую удобно разрабатывать частные решения на известной платформе и по сравнению с другими софтовыми решениями, вы сможете более аргуменированно разговаривать с местными производителями железа, и с разного рода начальством, мне кажется. Рынок софта не может игнорировать уже существующий рынок и железа и софта. Но надо определиться чего не хватает на этом рынке, чего вы можете добавить (создать) на этом рынке.
abondarev Автор
04.12.2025 15:46Спасибо. Наверное Вы правы, на счет популярной платформы. И мы по этому так хорошо поддерживали STM32. Но сейчас ситуация изменилась. Экосистема про которую я говорю должна включать и процессоры, и в тесной связке возможно получится обойти остальных и выйти на мировой рынок.
Кстати, экосистема Линукс, совсем не монополия :)
Siemargl
04.12.2025 15:46Рынок есть, но ему поделки не нужны.
Нужна законченное, проверенное и сертифицированное решение.
abondarev Автор
04.12.2025 15:46Да, но чтобы оно появилось, а не только поделки, нужно пройти большой путь! Но мы движемся по этому пути. И да, рынок АСУ-ТП есть, поэтому и показаны шаги именно в данном направлении.
Siemargl
04.12.2025 15:46Путь не так уж длинный. У нас уже есть десяток отечественных разработчиков Плк и сколько то ещё всяких встраиваемых систем.
Им нужны решения на таких процессорах, не зависимых от импорта
NutsUnderline
04.12.2025 15:46да походу не нужны. ПЛК на Байкале обещали несколько лет тому назад: типа "вот только сделают проц и мы поставим". Здесь проц тоже сколько лет уже делают, оказывается
abondarev Автор
04.12.2025 15:46Да, производителей много, и они заинтересованы. Но когда речь заходит о деньгах, для подтверждения интереса, все берут рокчип, и нам предлагают заплатить за работу на нем :)
abondarev Автор
04.12.2025 15:46Кто, кроме импортозаместилелей, её брать за 20к будет?
Во первых, Вы несколько отстали, сейчас говорят о технологической независимости, а иногда (я предпочитаю) о технологическом лидерстве (до которого еще нужно дорасти конечно, но начинать надо).
А во вторых, конечно сначала ориентация на компании, но есть еще определенный класс людей, которые с радостью попробуют российские технологии!
Arhammon
04.12.2025 15:46сейчас говорят о технологической независимости
Предыдущую независимость(в какой-то мере даже настоящую) очень быстро начали дербанить на драгметалы после появления импорта...
abondarev Автор
04.12.2025 15:46Ну Вы же сами сказали, в какой то мере настоящую, давайте ее создадим :) А не будем говорить, что все вокруг плохие, и вообще воры :)
Вот мы сделали свой маленький вклад :) Надеюсь найдем единомышленников, консолидируем усилия и сможем добиться лидерства!
Arhammon
04.12.2025 15:46Проблема не техническая и не решается на уровне энтузиастов. Проблема бизнесовая - надо вложиться сейчас, например, вкладываясь в обучение будущих АСУшников по всей стране, а результат будет в лучшем случае через 10 лет когда они дорастут до принятия минимальных решений... Здесь можно поныть что никто у нас в долгосрок не готов, но возможностей лучше чем сейчас вложиться в электронику вряд ли будет - так что вопрос к тем у кого есть деньги и кто готов их вложить в долгую, пока технические энтузиасты не выгорели... а с текущей культурой управления и производства это может произойти довольно быстро. Я в какой-то мере тоже её создаю с лета, но за 3 месяца энтузиазм очень сильно подкосился уже...
abondarev Автор
04.12.2025 15:46Ни кто и не спорит, что путь длинный (нужны длинные инвестиции ), и да очень сложный, и не только в техническом плане. И да, конечно нужны люди, специалисты и нужно вкладываться в их образование (воспитание). Но я не вижу здесь противоречий. Мы начали этот длинный путь, показали очередной шаг, их у нас много ;) Проблемы есть, но мы их решаем и движемся вперед!
abondarev Автор
04.12.2025 15:46Статься очень интересная и информативная
Спасибо!
что бы комьюнити эффективно развивало продукт нужна доступность не только кода но и железа.
Кто же спорит :)
Условные raspberry pi и arduino можно купить чуть ли не в каждом продуктовом, вот народ и штампует под них софт и прочее.
А вот тут, не до конца согласен. Покапать стали в таких масштабах, когда создалась экосистема (ПО куча, купил сразу что то поделал). В качестве доказательства своего тезиса, чипы у этих платформ меняются, но это не мешает их покупать!
как получить такую же железку для личных экспериментов.
Пока к сожалению никак :( Но шаги в этом направлении делаются.
NutsUnderline
04.12.2025 15:46интересно в целом, но подход к изложению - не очень.
на КДПВ должен быть сам Багет а не замылевшие взгляд нейрокартинки. Даже взгляда было бы достаточно чтобы понять о чем идет речь. Плюс спецификации на К5500ВК018 - по ссылке их еще сыскать надо внизу страницы. чтобы сразу было понятно что это вещь в корпусе на 256 выводов, но типа микроконтроллер - не ардуинка, но вполне себе малинка. И в теории оно годно далеко не только для АСУТП
abondarev Автор
04.12.2025 15:46интересно в целом, но подход к изложению - не очень.
Спасибо, стиль будем улучшать
на КДПВ должен быть сам Багет а не замылевшие взгляд нейрокартинки.
Картинки рисует живой дизайнер (Тамара Дерюгина), а не нейронка. Посмотрите серию про коробочку в других статьях.
И в теории оно годно далеко не только для АСУТП
Да, конечно, АСУ-ТП только один из примеров, где вполне подходит.
NutsUnderline
04.12.2025 15:46Картинки рисует живой дизайнер
о. ну.. в наше время это комплимент :) Но моя мысль не меняется
nixtonixto
04.12.2025 15:46Начну с короткого видео на котором демонстрируется
Загружайте видео на какой-то другой хостинг, или прикладывайте ссылку. У меня вместо видео красуется надпись "Произошла ошибка".
abondarev Автор
04.12.2025 15:46Хорошо, спасибо. Раньше на youtube лили, но сейчас как то не правильно это. Может еще на rutube скинем
Пока вот ссылки
https://vk.com/wall-54669112_387
https://vk.com/wall-54669112_390
ZlobniyShurik
Почему-то вспомнилась поговорка "ДорогА ложка к обеду".
То, что есть хотя бы такие микропроцессоры - это, конечно, круто.
Но MIPS, вроде как, снимают или уже сняли с поддержки практически во всех более-менее популярных дистрибутивах. И возникает вопрос - "а не поздновато ли спохватились с открытием драйверов и документации?"
abondarev Автор
Документацию мы не можем открыть, она не наша.
На счет открытия драйверов, мы их открыли для Embox! Линуксовые не наши, но мы знаем, что есть определенные подвижки в их открытии у НИИСИ.
На счет поздно, ну поскольку речь идет об АСУ-ТП и КИИ, то это достаточно специфичная тема, и там не используются обычные дистрибутивы. А открытие может способствовать развитию нашей микроэлектроники.
NutsUnderline
раз уж про АСУТП - что на этой плате (хотя бы в рамках embox) сделано в рамках работы с CAN интерфейсом?
abondarev Автор
Пока ничего.
Это только начало процесса, в будущем будут расширяться, улучшаться и так далее. И так, мы надеюсь придем к хорошим доступным решениям. С чего то нужно начинать :)
itGuevara
"Двадцать лет спустя" для "конвейерный однокристальный микропроцессор для интенсивных вычислений" - еще не срок. Был бы востребован "для интенсивных вычислений". В каталогах ВПК он уже более 30 лет (с учетом анонсов), но обычно "только в каталогах" ...
30 лет назад MIPS - конечно было круто. Однако все это "не перетекло" в гражданку, название Комдив - не случайно и оно отражает основной замысел.
Полагаю, что с таким подходом востребован (даже более практичнее, совместимее, документированный и т.п.) и "отечественный" КМ1810ВМ86 который выпускали как минимум в 2000-х (март 2000).
abondarev Автор
Согласен, что не перетекло, и это проблема. Но статья как раз о том, что мы пытаемся помочь перетечь :) Конечно, это первые шаги на долгом пути, но идти точно нужно!