X студенческая олимпиада по электронике в Томске

В Томске закончилась юбилейная, десятая студенческая олимпиада по электронике. Попытаюсь рассказать, что это такое от лица одного из участников, впервые побывавшем как в Томске, так и на олимпиаде по электронике.

Олимпиада проводилась с 14 по 18 ноября в Национальном исследовательском Томском политехническом университете (ТПУ). Проводится она на кафедре промышленной и медицинской электроники (ПМЭ) Института неразрушающего контроля Томского политехнического университета, и, как я понял, практически вся олимпиада организуется силами этой кафедры.

Олимпиада проводится по двум направлениям:

• 210100 – «Электроника и наноэлектроника», специальность 210106 – «Промышленная электроника»;
• 201000 – «Биотехнические системы и технологии», специальность 200401 – «Биотехнические и медицинские аппараты и системы»

Участие принимали 3 команды из Томска (одна из ТПУ, две из ТУСУР), 2 из Новосибирска (НГТУ, СибГУТИ), Москва (МЭИ), и даже Усть-Каменногорск (ВКГТУ, Казахстан). Вообще за 10 лет проведения олимпиады Томск посетили команды более чем из 20 городов.

Как это проходило, читайте ниже.

1 день, заезд

Разместили нас в санатории-профилактории ТПУ. Надо отдать должное, профилакторий у них отличный — комнаты на 3 кровати, шкаф, стол, холодильник и микроволновая печь.
Сам ТПУ состоит из множества корпусов (их я не считал, но видел корпус №21), в том числе библиотеки и дворца культуры. Корпуса довольно разнесены по району — из профилактория до кафедры, где проводилась часть олимпиады приходилось идти пешком около 15 минут, а транспорт ходит практически только по самым центральным улицам.
Ближе к обеду на кафедре проходило ознакомление со стендом по микропроцессорной технике, на котором проходит второй, практический тур олимпиады. О туре ниже, а пока о стенде.


Стенд представляет собой закрытую коробку (картинка справа), содержащие 2 микроконтроллера — семейства AVR и 51 от Silicon Laboratories (C8051F410) и аналоговую матрицу, позволяющую с помощью специально разработанной программы для ПК соединять порты контроллера с выведенными на крышку коробки колодками для DIP-микросхем, портами, кнопками и светодиодами.

Возможность полностью аналогового соединения цифровых схем впечатляет (тем более с учетом своего вполне рабочего софта), однако стенд оставил довольно противоречивые впечатления — непонятно, насколько актуально использовать DIP-микросхемы совместно с контроллерами, кнопка всего одна, светодиодов — 2. Программаторы для МК вполне можно было бы встроить внутрь, всё равно контроллеры — внутри и пользователю не видны, да и вообще, по моему мнению — для обучения гораздо интересней использовать открытую плату, нежели «черный ящик».
Программирование соединений производится, как уже было сказано, с помощью специальной программы. В главном окне программы расположены УГО (условно-графические обозначения) элементов, впаянных на плату сверху, а также находящихся внутри коробки (микроконтроллеры). Добавив микросхему в колодку, нужно выбрать ее название из меню, указать номер колодки и ее обозначение отобразится в рабочем пространстве. Соединение УГО происходит как в любом редакторе схем — линиями от пина к пину, однако, линии можно проводить только прямые, без изломов, что в корне убивает возможность создавать хоть сколько-нибудь красивые схемы. Но, я думаю, недочеты ПО — дело временное.

Больше ничего примечательного в первый день не происходило, познакомились с городом, решали задачи.

2 день, открытие и теоретический тур

Открытие

Открытие было весьма торжественным и проводилось в главном корпусе ТПУ. Фотографий архитектуры, к сожалению, нет, так как не было широкоугольного объектива, но на словах — корпус старый, еще дореволюционной постройки, очень впечатляет. Находится на центральной улице Томска — проспекте Ленина. На этом же проспекте в сторону центра города расположены основные университеты — ТУСУР, ТГУ, медицинский — из-за обилия ВУЗов город достаточно молодой, на улицах много студентов.
Само открытие состояло из выдачи довольно симпатичных бейджиков и торжественных речей первых лиц ТПУ и кафедры, организующей мероприятие.

Теоретический тур

Теоретический тур включает 6 задач, отличающихся для разных направлений, которые необходимо решить за 3 часа. Задачи даются по нескольким темам: основы электрических цепей, схемотехника на дискретных элементах, цифровая схемотехника и т.д. Так, например, задача по микропроцессорной технике представляет собой фрагмент кода на ассемблере для MCS-51, который нужно проанализировать и определить время выполнения (дается длительность одной команды) или содержимое какого-нибудь из регистров. Обычно задачи с хитростью — смена банков регистров или перезапись области стека, но в этом году задача была абсолютно топорная, просто множество логических операций в циклах, легко запутаться и времени уходит порядком, а удовольствия, которое получаешь от задач «с изюминкой» — нет.


Удивила задача на цифровую схемотехнику. Задача детская — счетчик и сдвиговый регистр, и полный провал. Копание в даташитах на сдвиговые регистры (SN74LS194A) прояснило ситуацию: как мы и полагали, вход DR указывает на сдвиг вправо (data shift right), но, как оказалось, под «сдвигом вправо» для сдвиговых регистров подразумевается «сдвиг в сторону старших разрядов», а не младших, как в микропроцессорах и просто по логике.

Вообще задачи вполне решабельные, но есть одно НО: задачи предоставляют сами команды, и из них отбираются лучшие. В результате, по словам участников предыдущих лет, очень часто бывает, что команда, предоставившая задачу, решает ее на все 10 баллов, не решая при этом остальные. Справедливости ради отмечу, что в этом году такой заметной корреляции замечено не было, специально наблюдали по результатам.

После трех часов теоретического тура за работу взялось жюри, а участников повели на экскурсию в музей ТПУ. Я туда не ходил, поэтому пункт пропускается.

К позднему вечеру жюри закончило проверку, но результаты объявили только утром на третий день.

3 день, объявление результатов и практический тур

С утра были объявлены результаты, после чего в 2 подхода (из-за нехватки мест в лабораториях) проводился практический тур. Суть практического тура — собрать определенное устройство, используя стенд, о котором я рассказывал выше. В распоряжении — любой из контроллеров стенда, программа для которого пишется на ассемблере, и россыпь советских микросхем — счетчиков, регистров и т.д.
Нашим заданием было сделать частотомер от 1 до 8Мгц с точностью в 1Мгц (использовать один семисегментный индикатор). Генератор меандра ТТЛ уровней до 20МГц и осциллограф в комплекте.


Больше всего проблем возникло с частотой — сама задача несложная — даже на нашей вовсе не программерской кафедре мы делали такое за лабораторную работу при знакомстве с MCS-51. Проблемы с частотой вполне ожидаемы на 8МГц. Как я уже рассказывал, в основе схемы лежит аналоговая коммутирующая матрица, которая явно не тянет больше 7 МГц (хотя и это приятно удивило), а подключать генератор предлагается к колодкам для микросхем, никаких вам прочных разъемов.
Тем не менее, за 1 час и 46 минут из отведенных трех часов удалось представить полностью работающую (до 7 МГц) схему. К слову надо сказать, что из 5 команд в нашей подгруппе больше с этим заданием никто не справился, в том числе и хозяева стенда. Во второй подгруппе справилась также одна команда (2 часа 20 минут), но там было другое задание, не знаю, в чем оно заключалось.

За корпусом, в котором располагается кафедра — пивзавод «Крюгер», и, я думаю, его ресторанчик — излюбленное место студентов.

4 день, марафон, награждение и закрытие олимпиады

Марафон

С утра проходил марафон — этакий расслабляющий творческий конкурс, но снова не без электроники: первым заданием было собрать схему, функционирующую соответственно любому из заданий — чем сложнее, тем больше баллов.
Мы выбрали задание, звучащее примерно: «после замыкания ключа горит зеленый светодиод, по нажатию кнопки он гаснет и загорается красный». Задание среднего уровня сложности — на 10 баллов.


А вот собирать схему надо на детском конструкторе. Так как время было ограничено, из-за спешки не совсем верно собрали схему.

А вот эта команда собрала самую изящную схему на 5 баллов - «при нажатии кнопки на короткое время вспыхивает красный светодиод, при отпускании — зеленый»


Также на марафоне нужно было представлять вымышленные проекты и дебатировать о них с оппонентами. После всех повезли в томскую особую экономическую зону, но о ней не будем, там политика, а не электроника.

Награждение

На торжественном закрытии олимпиады вечером победителям вручили дипломы. Нужно отметить, что в прошлые годы за призовые места давалась премия от министерства в размере около 60 т.р. за первое место. В этом году про денежный приз — непонятно, но дипломы от министерства победители получили.
Интересно, что практический тур идет вне зачета, за него дают отдельный диплом, но на общий зачем он не влияет. Непонятно, почему ТПУ до сих пор не ввел этот тур в зачет с пересчетом в баллы.

И в конце вечера — фуршет. Неплохой стол, шампанское, музыка во дворце культуры университета, который еще и оказался соседним зданием с нашим профилакторием. Утром после праздника сотрудники санатория терпеливо дали нам выспаться, хоть на этот день номера и не были оплачены, и, попрощавшись, мы уехали в сторону вокзала.

Подводя итоги скажу, что такая олимпиада, устроенная силами одной кафедры при финансовой поддержки одного университета — очень даже похвально. Будем надеяться, что она будет и дальше проводиться, а также увеличится количество участников.

К слову

Информация об олимпиаде есть на сайте ТПУ
Также они завели группу вконтакте, и просили задавать им вопросы, давать советы и всяко-разно оживлять группу. Они вообще рады идти на контакт и всегда прислушиваются к замечаниям по поводу организации.

И подскажите, пожалуйста, как для текста убрать обтекание, наподобие clear:both в CSS. На предпоследней фотографии подзаголовок некрасиво залез в обтекание, а хотелось бы начать его после рисунка.