,
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
Использование открытого ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ в учебном процессе
на кафедре Микроэлектроники
В данной работе рассматриваются возможности применения открытого программного обеспечения в образовательном процессе.
Кафедра микроэлектроники МИФИ широко известна благодаря фундаментальному образованию, которое она предлагает в своей области. Для этого на кафедре организованы курсы, вовлекающие студента практически во весь процесс разработки интегральных микросхем (ИС): от логического и системного проектирования до технологического. При этом очень часто предлагаются к использованию дорогостоящие программные комплексы, что не всегда оправдано. Между тем за долгие годы существования отрасли академическим сообществом был разработан ряд открытых проектов, практически ничем не уступающих коммерческим аналогам, а во многом даже превосходящих их.
Такое ПО разработано в соответствии с открытыми стандартами и зачастую поставляется со всеми исходными кодами и полноценной документацией, в том числе и описанием реализации тех или иных функций.
Помимо доступности, использование открытого программного обеспечения даёт ряд других преимуществ, а именно:
· Непревзойдённую переносимость. Это ПО было разработано большим количеством разработчиков, что обеспечило ему стабильную работу на практически всех ныне применяемых программно-аппаратных платформах. Его использование не привязывает студента к использованию определённой операционной системы, тогда как коммерческие пакеты зачастую обеспечивают работу только на одной конкретной платформе (чаще всего Windows/x86).
· Возможность изменять и настраивать для себя функции того или иного пакета. Так как такие продукты используют открытые интерфейсы и поставляются с исходными текстами, любой желающий может добавить нужную ему функциональность без каких-либо проблем. В частности, один из авторов доклада использовал реализованный им интерфейс симулятора NGSpice [1] к языку программирования Ruby [2] для продвинутого параметрического анализа.
· Возможность изучать заложенные в ПО методы обработки данных. Это неоспоримое преимущество в образовании. Зачастую алгоритмы, использующиеся в закрытых коммерческих пакетах, неизвестны, тогда как каждый специалист в области микроэлектроники обязан знать, какие методы необходимо применять для эффективного анализа той или иной ситуации, а также уметь объяснить результаты конкретного моделирования. Только в этом случае он будет конкурентоспособен в своей области. Кроме того, изучение и реализация новых алгоритмов даёт ощущение участия в научном сообществе и прививает навыки межнационального обмена знаниями.
Имеется также и ряд недостатков:
· На реальном производстве чаще используются коммерческие продукты. Вероятно, это не имеет большого значения в образовательном процессе, так как любое производство привязано к конкретным программным пакетам, и необходимо приспосабливаться к ним при смене фабрики. Понимание заложенных алгоритмов и принципов дает возможность сделать этот процесс максимально быстрым.
· Многие коммерческие продукты более стабильны. С другой стороны, можно привести также и ряд обратных примеров. Многие свободные пакеты насчитывают более чем 10-летнюю историю.
Авторы данного доклада на собственном опыте попытались использовать свободное ПО в учебном процессе на кафедре микроэлектроники МИФИ, и эта попытка завершилась удачно. С помощью таких продуктов осуществлялись как этапы логического и системного проектирования (SystemC, Verilog), так и более низкоуровневые процессы: схемотехническое проектирование (Spice), проектирование топологии, разводка печатных плат. [3]
Авторы пришли к выводу, что использование открытого ПО в учебном процессе полностью оправдано, вместе с тем предоставляя рад преимуществ.
Список литературы
1. NGSpice project, http://ngspice. /
*****by programming language, http://*****by-lang. org/en/
3. ARM-based single board computer, http://small-control. de/FSB-A920-1.html.
