Школьницы ваяют цифру на макетке ничуть не хуже школьников

Оказывается, школьницы стран бывшего СССР умеют ваять цифровые схемы на CMOS 4000 ничуть не хуже школьников, причем не только русскоязычных школьников, но и школьников из Индии и Китая. Под конец нашей месячной «Школы не в Замке, а в Клубе Хакеров по викендам» образовалась такая теплая компашка:

• Майя — сделала схему которая сравнивает числа поступающие из двух источников (простого счетчика и счетчика Джонсона) и показывает лампочками «больше/меньше/равно».

• Света — сделала вариант ALU, который для вычитания использует тот факт что «‑ A == ~ A + 1», то бишь чтобы сконструировать отрицательное число в дополнительном коде, нужно инвертировать его биты и прибавить единицу. Это был один из вопросиков на собеседование в процессорную компанию MIPS Technologies в 2009 году.

• Тимофей и Нил — сконструировали несколько дизайнов, в том числе вариант конечного автомата светофора из счетчика с декодированным (one‑hot) выводом 4017 и комбинационной логики после него.

• Матвей — сериализацию/десериализацию со сдвиговыми регистрами, сейчас вставляет в схему побитовый сумматор (полный однобитный сумматор + сохранение переноса в D‑триггере).

• Аржун — школьник индийского происхождения, он только что вы пустился и поступил в унверситет Иллинойса. Сконструировал на микросхемах малой степени интеграции полный CPU, потом перенес его в FPGA.

• Грант — школьник китайского происхождения, сконструировал демо многофункционального ALU на CMOS 40 181 и вариант демо с интеграцией FPGA и датчика радиации.

Для тех, кто говорит «о, сейчас все перешли на Ардиуно и Расберри Пай»: Ардуино/Расберри Пай — это вообще не о проектировании электронных схем, а о программировании микроконтроллеров / встроенных процессоров и немного о проектировании систем (комбинировании микроконтроллера с сенсорами и актуаторами). Говорить что школьники якобы изучают электронику при работе с Ардуиной — это как говорить что человек может научиться проектировать автомобильный двигатель с помощью уроков вождения авто по улицам.

Видео где школьники рассказывают о своих проектах — на YouTube и на RuTube:

Майя:

Света на русском:

Света на английском:

Тимофей и Нил:

Китайский школьник Грант:

Список проектов в конце постов: на русском и на английском

В четверг школьники будут демонстрировать эти проекты на мероприятии в Маунтин‑Вью, прошу распостранить следующую информацию:

Come to the Verilog Meetup booth at the Technology Showcase event hosted by the City of Mountain View and sponsored by Google. School students, starting from 10-year‑olds, are going to demonstrate digital designs implemented using small‑scale integration circuits: variants of ALUs, comparators, bit‑serial arithmetic with parallel‑to‑serial and serial‑to‑parallel conversion, simple finite‑state machines (FSMs) and other building blocks.

While modern 2nm designs in smartphones and AI accelerators are certainly faster than those 50-year‑old 20 micron chips, they still use functionally equivalent sub‑blocks constructed using logic synthesis tools and ASIC libraries. So these exercises provide a clear path for a mathematically inclined child toward future research or a profession: they can move from such exercises to SystemVerilog and FPGAs, ASIC shuttle using Tiny Tapeout, exercises in microarchitecture and building RISC‑V CPUs.

This is different from exercises with Arduino and Raspberry Pi, which essentially offer microcontroller / embedded programming and some system integration, but not digital design itself. No matter how much a kid programs Arduino he will not be exposed to the work of the CPU core inside the Arduino microcontroller and therefore could not design such a core. Just like a car driver does not learn how to build a car by simply driving it on the streets.

The Technology Showcase:

Thursday, July 30, 2026

Exhibits 11–3 pm Panel 4–6pm Center of Performing Arts, 500 Castro St, Mountain View Free to attend, registration not required⁠

В четверг школьники будут демонстрировать эти проекты на мероприятии в Маунтин‑Вью, прошу распостранить следующую информацию:

Come to the Verilog Meetup booth at the Technology Showcase event hosted by the City of Mountain View and sponsored by Google. School students, starting from 10-year‑olds, are going to demonstrate digital designs implemented using small‑scale integration circuits: variants of ALUs, comparators, bit‑serial arithmetic with parallel‑to‑serial and serial‑to‑parallel conversion, simple finite‑state machines (FSMs) and other building blocks.

While modern 2nm designs in smartphones and AI accelerators are certainly faster than those 50-year‑old 20 micron chips, they still use functionally equivalent sub‑blocks constructed using logic synthesis tools and ASIC libraries. So these exercises provide a clear path for a mathematically inclined child toward future research or a profession: they can move from such exercises to SystemVerilog and FPGAs, ASIC shuttle using Tiny Tapeout, exercises in microarchitecture and building RISC‑V CPUs.

This is different from exercises with Arduino and Raspberry Pi, which essentially offer microcontroller / embedded programming and some system integration, but not digital design itself. No matter how much a kid programs Arduino he will not be exposed to the work of the CPU core inside the Arduino microcontroller and therefore could not design such a core. Just like a car driver does not learn how to build a car by simply driving it on the streets.

The Technology Showcase:

Thursday, July 30, 2026 
Exhibits 11–3 pm
Panel 4–6pm
Center of Performing Arts, 500 Castro St, Mountain View
Free to attend, registration not required