Moderne forskningsutstyr er absurd dyrt. • en laboratoriestrømforsyning • et mikroskop • en 3D-skriver • et spektrometer Hver kan koste tusenvis av dollar. Men de fleste av disse maskinene er bare kombinasjoner av: • motorer • sensorer • mikrokontrollere • mekaniske rammer • programvare Open Source Lab av Joshua M. Pearce viser hvordan forskere bygger opp vitenskapelige verktøy ved hjelp av åpen maskinvare. > 3D-printere i stedet for laboratoriemaskiner til 50 000 dollar > instrumenter basert på arduino > åpne design kan alle kopiere Resultat: • forskningskostnadene faller med størrelsesordener • laboratorier blir tilgjengelige for alle • innovasjon går raskere Det fremtidige laboratoriet vil ikke bli kjøpt. Den vil bli bygget.

Slik fungerer en mosfet: → en mosfet er en spenningsstyrt bryter. Tre terminaler: Kilde drenering gate Strøm strømmer fra avløp → kilden. men bare hvis portspenningen skaper et elektrisk felt sterkt nok til å åpne en kanal mellom dem. Gatespenning < terskel → kanal lukket → ingen strøm gatespenning > terskel → elektronene danner en ledende kanal → strøm flyter Så i stedet for å presse strøm for å kontrollere strømmen (som en BJT) En MOSFET bruker spenning for å kontrollere strømmen. Dette er grunnen til at MOSFET-er dominerer moderne elektronikk: CPU-er Motorførere Strømforsyninger Robotikk Koblingsomformere Milliarder av dem byttet hvert sekund.

hvordan komme i gang med FPGA De fleste starter feil. De kjøper et brett Åpen vivado og blir umiddelbart overveldet. FPGA er ikke programmering. Det er maskinvaredesign. Du beskriver bokstavelig talt kretser. Start sånn → 1. forstå digital logikk Lær: • logiske porter • flip-flops • kombinatorisk vs sekvensiell logikk • endelige tilstandsmaskiner • timing Uten dette vil ingenting gi mening. 2. lære et maskinvarebeskrivelsesspråk Velg én: • verilog • vhdl Verilog er enklere for nybegynnere. Du skriver ikke programvare. Du beskriver hvordan maskinvaren skal kobles med kablet. 3. Lær simulering først Før du rører maskinvaren. Verktøy: • verilator • modelsim • iverilog Skriv enkle moduler og simuler dem. Eksempelprogresjon: • LED-blinklys • teller • UART-sender • enkel CPU 4. Deretter kjøpe et billig FPGA-kort Gode startkort: • Basys 3 • isbryter FPGA • Tang Nano 9K Ikke start med dyre Xilinx-brett. 5. Lær hele flyten HDL → syntese → plassere og rute → bitstrøm → maskinvare Denne pipelinen er kjerneferdigheten. 6. studer ekte design Les Open Source-prosjekter: • risc-v-kjerner • GPU-eksperimenter • nettverksakseleratorer Reverser dem. 7. kombiner FPGA med programvare Den virkelige kraften oppstår når FPGA fungerer med: • innebygd CPU • robotikk • signalbehandling • høyhastighets beregning FPGA ligger mellom programvare og silisium. Når du forstår det laget, Du begynner å tenke som en maskinvarearkitekt.