Modern forskningsutrustning är löjligt dyr. • en laboratorieströmförsörjning • ett mikroskop • en 3D-skrivare • en spektrometer Varje kan kosta tusentals dollar. Men de flesta av dessa maskiner är bara kombinationer av: • motorer • sensorer • mikrokontrollers • mekaniska ramar • programvara Open Source Lab av Joshua M. Pearce visar hur forskare bygger om vetenskapliga verktyg med hjälp av öppen hårdvara. > 3D-skrivare istället för labbmaskiner för 50 000 dollar > arduino-baserade instrument > öppna designer kan vem som helst återskapa Resultat: • forskningskostnaderna sjunker med storleksordningar • laboratorier blir tillgängliga för alla • innovationen går snabbare Det framtida laboratoriet kommer inte att köpas. Den kommer att byggas.

Hur en mosfet fungerar: → en mosfet är en spänningsstyrd strömbrytare. Tre terminaler: Källa dränering Gate Strömmen rinner från avloppet → källan. men endast om grindspänningen skapar ett elektriskt fält tillräckligt starkt för att öppna en kanal mellan dem. Grindspänning < tröskel → kanal stängd → ingen ström av grindspänning > tröskel → elektroner bildar en ledande kanal → strömflöden Så istället för att driva ström för att kontrollera strömmen (som en BJT) En MOSFET använder spänning för att styra strömmen. Det är därför MOSFET:ar dominerar modern elektronik: CPU:er Motorförare Strömförsörjningar Robotik Switchomvandlare miljarder av dem som bytte varje sekund.

hur man kommer igång med FPGA De flesta börjar fel. De köper en bräda Öppen vivado och blir genast överväldigad. FPGA är inte programmering. Det är hårdvarudesign. Du beskriver bokstavligen kretsar. Börja så här → 1. förstå digital logik Lär dig: • logikgrindar • flip-flops • kombinatorisk vs sekventiell logik • ändliga tillståndsmaskiner • tidtagning Utan detta kommer ingenting att vara logiskt. 2. Lär dig ett hårdvarubeskrivningsspråk Välj en: • verilog • vhdl Verilog är enklare för nybörjare. Du skriver inte programvara. Du beskriver hur hårdvaran ska kopplas. 3. Lär dig simulering först Innan du rör hårdvara. Verktyg: • verilator • modellerar • iverilog Skriv enkla moduler och simulera dem. Exempel på progression: • LED-blinkers • räknare • UART-sändare • enkel CPU 4. Köp sedan ett billigt FPGA-kort Bra startbrädor: • Basys 3 • isbrytare FPGA • Tang Nano 9K Börja inte med dyra Xilinx-brädor. 5. Lär dig hela flödet HDL → syntes → placera och rutta → bitström → hårdvara Denna pipeline är kärnfärdigheten. 6. studera verkliga designer Läs Open Source-projekt: • risc-v-kärnor • GPU-experiment • nätverksacceleratorer Omvänd ingenjörsarbete med dem. 7. Kombinera FPGA med mjukvara Den verkliga kraften uppstår när FPGA arbetar med: • inbäddad CPU • robotik • signalbehandling • höghastighetsberäkning FPGA ligger mellan mjukvara och kisel. När du väl förstår det lagret, Du börjar tänka som en hårdvaruarkitekt.