«Синергия преподавания и научной работы дает отличные результаты»
Расскажите, пожалуйста, о себе: где оканчивали бакалавриат, магистратуру, по какой образовательной программе.
Бакалавриат я окончил в 2022 году по специальности «Электроника и наноэлектроника» в РТУ МИРЭА (г. Москва). Помимо глубокой подготовки в физике и математике, я также получил базовые знания по разработке цифровых устройств на ПЛИС и печатных плат. Эти навыки мне помогают в работе и в подготовке диссертационной работы.
Магистратуру я окончил в 2024 году по специальности «Электроника и наноэлектроника» в МИЭМ НИУ ВШЭ. МИЭМ я выбрал потому, что понравилось содержание программы, также важным фактором были отзывы знакомых. В магистратуре я углубил свои знания в разработке цифровых схем на ПЛИС и в электронике. В МИЭМ есть проектная деятельность, в рамках которой необходимо защитить проект на определенную тематику. Проектная деятельность позволила мне познакомиться с моим научным руководителем, доктором технических наук профессором Александром Юрьевичем Романовым.
Как принимали решение идти в аспирантуру?
Когда я учился в магистратуре, Александр Юрьевич был руководителем проекта по разработке программно-аппаратного мульти-ПЛИС комплекса для прототипирования систем на кристалле (СнК) и сетей на кристалле (СтнК). После окончания проекта я писал диплом под его руководством. Мне очень нравится разработка устройств на стыке программной и аппаратных составляющих. Поэтому мне было интересно продолжить тематику программно-аппаратного мульти-ПЛИС комплекса уже в аспирантуре.
В прошлом году вы стали обладателем стипендии Президента РФ для аспирантов и адъюнктов, что говорит об актуальности вашей исследовательской работы. Расскажите, пожалуйста, о ней подробнее.
Наш программно-аппаратный комплекс разработан для прототипирования сетей на кристалле (СтнК) на базе нескольких ПЛИС (мульти-ПЛИС комплекс). Такое прототипирование является перспективной архитектурой современных многоядерных систем на кристалле (СнК). СтнК объединяет процессорные ядра и сложно-функциональные блоки в единую коммутационную сеть. Организация архитектуры по сетевому типу позволяет избежать коллизий, присущих шинной архитектуре. В настоящее время в мире в целом активно ведутся исследования и разработки в области СтнК.
В разработке современных систем на кристалле (СнК) с большой степенью интеграции (десятки миллиардов транзисторов) существенная доля времени тратится на проверку соответствия устройства его спецификации. Недостаточно проведенная верификация СнК приведет к необходимости повторной разработки СнК и к финансовым убыткам. Для проверки устройства применяют аппаратные средства функциональной верификации. Наибольшее распространение получили системы на базе ПЛИС. Прототипирование на ПЛИС, помимо функциональной верификации, позволяет также проводить аппаратное тестирование устройства. За счет более высокой частоты моделирования в сравнении с аппаратными ускорителями программного моделирования у разработчиков есть возможность проводить наиболее полное тестовое покрытие в кратчайшие сроки. Прототипирование на ПЛИС экономически более доступно для многих разработчиков, чем покупка дорогостоящего узкоспециализированного аппаратного ускорителя. Но логическая емкость современных СнК и СтнК не позволяет использовать одну ПЛИС для прототипирования. Я как раз работаю над этой проблемой.
Решение, на которое я рассчитываю, - повысить скорость и точность прототипирования СтнК за счет создания программно-аппаратного комплекса для автоматизации прототипирования масштабных проектов СтнК с помощью нескольких ПЛИС, объединенных вместе высокоскоростным интерфейсом.
Какие текущие рабочие задачи сейчас стоят в вашем исследовании?
Здесь есть целый комплекс задач: разработка алгоритма для распределения описания СтнК на несколько ПЛИС, реализация отладочной платы с несколькими ПЛИС, разработка тестового окружения (бенчмарков) для прототипирования распределенной на несколько ПЛИС СтнК, аппаратное прототипирование СтнК с разными конфигурациями на нескольких ПЛИС и анализ результатов прототипирования.
На сегодняшний момент нами разработаны прототипы аппаратной части комплекса: одна плата с 4-мя ПЛИС на одной плате и 4 платы (с одной ПЛИС каждая) для объединения между собой. Также рзработана программная часть комплекса, которая генерирует Verilog-модель СтнК с заданными параметрами и создает проект и файл конфигурации (bitstream) для каждой ПЛИС.
Кроме того, реализованы алгоритмы для разбиения графа списка соединений (netlist) на несколько подграфов. Это необходимо для распределения Verilog-модели на несколько ПЛИС. А также реализован ряд бенчмарков для проверки работы СтнК на мульти-ПЛИС комплексе.
Также есть акт о государственной регистрации программы на программную часть комплекса, две статьи по результатам исследования в журналах с квартилем Scopus Q1 и четыре выступления на конференциях, труды которых индексируются в Scopus/WoS.
Расскажите о том, как строится ваш день. Как получается совмещать исследовательскую работу и основную? Какие плюсы и минусы в работе?
Я работаю преподавателем в департаменте компьютерной инженерии МИЭМ. За счет относительно свободного графика работы мне спокойно удается совмещать и преподавание, и работу над диссертацией.
Если я еду днем на работу, то просыпаюсь в 7 утра и большую часть дня провожу на работе. После работы дома я уже отдыхаю и не делаю дел по работе. Если я днем остаюсь дома, то работаю примерно с 11 утра и до 21-22 часов вечера с часовыми перерывами на обед и ужин. Также примерно раз в 2 часа делаю 15-20 минутный перерыв. В выходные люблю утром прогуляться в парке, и после обеда немного поработать. В теплое время года люблю съездить на природу.
Основными преимуществами работы в МИЭМ являются свободный график, зависящий от занятий, и отличный коллектив в УЛ САПР (учебная лаборатория систем автоматизированного проектирования) МИЭМ, а также то, что мне нравится преподавать. Недостатком (но часто и преимуществом для меня) является ненормированость самой работы.
Какие профессиональные выводы уже сделали для себя о том, как надо правильно преподавать, строить общение со студентами?
Я работаю преподавателем недолго, но у меня сложилось свое базовое понимание по этому вопросу. Главное – давать знания и мотивацию, максимально приближенные к реальной работе. Это и интереснее, и полезнее самим студентам. В общении с ними важно умение спокойно донести сложную информацию. Каждый ее по-разному усваивает, и поэтому сложные концепции нужно доносить не спеша, в спокойном режиме.
Каковы ваши планы после аспирантуры?
В планах дальше совершенствовать и улучшать мульти-ПЛИС комплекс, а также реализовать ряд программно-аппаратных проектов, основанных на ПЛИС и цифровой обработке сигналов (ЦОС). Подразумеваю, что данные проекты смогут принести и практический, и научный результат. Но точные планы не могу пока описать, так как неизвестно, какой ход мыслей у меня будет в будущем и что будет дальше.
Дайте, пожалуйста, советы поступающим в аспирантуру от вас - любые, которые вам кажутся актуальными при поступлении и выборе академического трека.
В аспирантуре лучше развивать тему, которую вы начали делать в магистратуре (а еще лучше – в бакалавриате). К моменту поступления в аспирантуру уже будут базовые знания по теме, начальные результаты и публикации, что сильно упростить работу над диссертацией. Очень многое зависит от руководителя. В магистратуре как раз можно его найти.
Если при этом еще работать в вузе во время подготовки диссертации, шансы дойти до защиты гораздо выше. В МИЭМ проектная система и ВКР позволяют мне привлекать к работе студентов, которые помогают быстрее реализовать задуманное по диссертации. Синергия преподавания и научной работы дают отличные результаты.
