Текст книги "Журнал «Компьютерра» N 27-28 от 25 июля 2006 года"
Автор книги: Компьютерра Журнал
сообщить о нарушении
Текущая страница: 8 (всего у книги 12 страниц)
Просто осциллограф Часть 1
Автор: Валерий Яценков
Развитая функциональность современного компьютера замечательно способствует экономии места на рабочем столе, особенно если потребности пользователя выходят за рамки тривиального воспроизведения аудио– и видеофайлов. Использование компьютера в качестве «мозгового центра» настольной измерительной лаборатории экономит не только место, но и деньги. Когда мой старенький двухлучевой осциллограф, переживший вместе со мной лучшие годы молодости, начал окончательно дряхлеть, я серьезно задумался о том, чтобы найти ему на замену прибор, максимально использующий компьютер.
Оптимальным решением выглядит приобретение многофункционального цифрового осциллографа, подключаемого к компьютеру в виде внешнего устройства. Обычно используется подключение через USB, быстродействия которого зачастую достаточно для измерений в режиме реального времени. Устройство, о котором я хочу вам сейчас рассказать, не отличается выдающимися техническими характеристиками или необычными конструкторскими решениями. Тем не менее, рискну обратить на него ваше внимание по ряду причин. Во-первых, это достаточно нетривиальный случай, когда процесс разработки устройства и программной оболочки можно наблюдать поэтапно и даже самому в нем участвовать [Аналогия с чисто «софтовым» открытым проектом здесь неуместна, однако от помощи в любой форме разработчик не откажется]. Во-вторых, это типичный самофинансируемый проект, на бизнес-жаргоне именуемый bootstrap – поднимающий сам себя, как барон Мюнхгаузен. Наконец, устройство имеет уникально низкую цену, не будучи сделанным в Китае.
Разработчиком проекта (http://usb-osc.narod.ru) является Сергей Малык [Да, один человек. Если один программист может написать хорошую популярную программу, то почему бы одному инженеру не разработать несложный популярный прибор?], проживающий в Киеве. Узнав, что я пишу для «КТ», Сергей охотно ответил на мои вопросы, но предоставить образец для тестирования не смог, поскольку все права на производство и продажу изделия в России продал тульской компании «Трейд-М» (www.motor-master.ru). Нынешние правообладатели откликнулись столь же доброжелательно, хотя возникла небольшая задержка, связанная с несвоевременной поставкой комплектующих для производства. Впрочем, когда пришла посылка, мне как раз понадобился осциллограф для отладки очередной схемы. Поэтому тестирование происходило во вполне боевых условиях.
С отчетом тут же возникла проблема: у тульского изделия нет индивидуальной торговой марки. Оно называется просто – «USB осциллограф». Представьте, что в вашем паспорте, в графе «Фамилия» написано «Человек разумный». С этим все согласны, однако непонятно, как же вас выделять среди остальных особей данного вида. Делать нечего, будем использовать предложенное название, помня, что данный осциллограф не единственный в своем роде.
«USB осциллограф» разрабатывался, как прибор начального уровня для любительской лаборатории. Со слов Сергея, в основной своей массе радиолюбители даже 65 долларов считают верхней границей цены [Не только в Киеве. Насколько могу судить по собственным наблюдениям, в нашей стране сейчас большинство радиолюбителей – либо мужики старше 40, либо парни младше 20. У тех и других избытка денег обычно нет]. Соответственно, кто хотел предельно дешевый прибор, тот его и получил. Другой вопрос, чем приходится компенсировать дешевизну. На данный момент – невысокими входными параметрами, полный перечень которых приведен на упомянутых сайтах, и набором мелких недочетов, о которых чуть позже. Впрочем, для прибора начального уровня частоты дискретизации 200 кГц, разрядности АЦП 10 бит и диапазона входных напряжений ±20 вольт, на мой взгляд, достаточно.
Несмотря на вполне приличную картинку внешнего вида, помещенную на сайте производителя, оставалось опасение получить изделие, собранное на коленке. Нормальная розничная упаковка несколько развеяла сомнения, но прибор я первым делом разобрал. Боялся зря – внутри оказалась обычная по современным технологическим меркам плата с SMD компонентами. Её можно было бы сделать еще меньше, но нужды особой нет. И без того корпус чуть меньше пачки сигарет, отчего два входных разъема едва уместились на торце. Практически сразу с разъемов, которыми подключаются щупы, свалились резиновые чехольчики, а провода болтаются в обжимке. Сложно винить в этом производителя – щупы как раз китайские и предельно дешевые (по заявкам трудящихся!). Нормальные щупы стоят немного дешевле остального устройства. Диалектика…
Аппаратная часть осциллографа основана на микроконтроллере C8051F320, имеющем встроенный АЦП и поддержку протокола USB. К моменту разработки схемы это был весьма передовой кристалл, но сейчас доступны более совершенные микроконтроллеры. Ожидается, что следующая аппаратная версия будет на связке из популярного контроллера Cypress или SiLabs плюс отдельные быстрые АЦП, что позволит поднять частоту дискретизации до 50-100 МГц и увеличить число каналов. Следовательно, характеристики прибора значительно улучшатся.
Кроме снятия осциллограмм по двум каналам, устройство работает как логический анализатор (8 или 16 входов) и логический генератор (8 выходов). Здесь функциональность аппаратной части заканчивается и в дело вступает программная оболочка, запускаемая на «большом» компьютере. Оболочка имеет несколько режимов, переключаемых закладками. Забегая вперед, скажу: перечень функций настолько обширен, что для подробного пересказа не хватит объема статьи. Интерфейс программы интуитивно понятен и продуман. Практически все органы управления снабжены подсказками. Во всяком случае, у человека знакомого с «железными» радиотехническими приборами трудности вряд ли возникнут. Результаты любых измерений можно сохранить как в виде файла данных, так и в виде графического растрового или векторного файла.
На режиме осциллографа останавливаться не буду, он вполне обычен и честно выполняет свою работу. Отдельно выделю возможность наложения произвольного входного фильтра, характеристику которого можно настраивать в окне специального редактора. В режиме анализатора спектра возможно вычисление коэффициента нелинейных искажений и наложение экранных функций БПФ: Хамминга, Ханнинга, Блэкмана и Блэкмана-Харриса. Отдельной закладкой реализован режим самописца для анализа длительных медленно меняющихся сигналов, длительность записи до 24 часов. Здесь я сразу отметил отсутствие возможности вычисления площади сигнала под кривой. Это опция нужная, с ее помощью, например, можно измерить энергию одиночного импульса (к режиму осциллографа тоже относится). Сергей обещал, что в следующей версии оболочки эта функция обязательно появится.
Следующий режим – логический анализатор и логический генератор, чрезвычайно удобные при отладке цифровых устройств. Аппаратная часть может использоваться в качестве 16-канального анализатора, либо 8-канального анализатора и 8-канального генератора. При этом выходные сигналы генератора можно задать как таблично, так и при помощи визуального редактора, буквально перетаскивая мышкой фронты импульсов по оси времени. Реализован поиск заданных последовательностей, синхронизация по заданному импульсу и прочие нужные опции. Особо следует отметить такую замечательную функцию программы, как анализатор протоколов обмена. На данный момент доступен анализатор протоколов UART, SPI, I2C и 1-Wire. Вы подключаете линии логического анализатора к шине анализируемого устройства и после запуска сканирования получаете расшифрованный протокол обмена, где показано все – команды, данные, адреса и т.п. В силу своей испорченности могу предположить, что эта функция полезна не только при отладке собственных схем, но и при «обратной разработке» чужих. Кроме того, для интерфейса I2C реализован режим терминала, когда наш прибор может имитировать либо ведущее устройство шины, либо ведомое. Тоже очень удобно при разработке. Откровенно говоря, при тестировании устройства на реальной схеме, я почти не использовал осциллограф, сосредоточившись на функциях логического анализатора.
В последней версии оболочки добавлена закладка «Мотор-тестер». Это модифицированный вариант осциллографа с синхронизацией по первому цилиндру, предназначенный для диагностики систем зажигания карбюраторных двигателей (разумеется, большей частью отечественных). Компания «Трейд-М» занимается выпуском приборов для диагностики автомобилей, поэтому вполне закономерно позиционирует «USB осциллограф», как базовый для создания автомобильного измерительного комплекса. Действительно, в обычном автомобиле практически невозможно найти сигналы, с отображением которых не справился бы (при наличии соответствующих адаптеров) рассматриваемый прибор. Однако тут во мне замолкает инженер и просыпается маркетолог, которому искренне жаль все остальные замечательные возможности цифрового осциллографа, при таком смещении акцентов остающиеся в тени.
Теперь пришло время… нет, скорее не поругать за недостатки, а дружески пожурить. Про более мощную элементную базу мы уже говорили, переход на нее – дело времени. Стремление производителя снизить стоимость устройства балансирует на грани допустимого, причем основные претензии – к «обвесу» от сторонних производителей. Если сейчас лишь изредка встречаются нарекания на нестабильность работы устройства по причине низкого качества кабеля USB [Отмечено на сайте производителя], то при повышении скорости обмена однозначно придется задуматься о закупке более качественных кабелей. Уже упомянутые саморазбирающиеся BNC-разъемы тоже не украшают продукт, равно как и наклейки, отвалившиеся от сигнальных шлейфов анализатора на второй день. Сами шлейфы могли бы быть длиннее. Недостаточно фильтруется наводка от импульсного источника питания компьютера. Это проявляется в виде помехи на осциллограмме и паразитного пика на спектрограмме. Сомнительно выглядит идея вывести питающее напряжение от встроенного источника контроллера на один из щупов логического анализатора. Вероятно, это для питания выносных адаптеров, но случайная подача встречного напряжения на щуп однозначно погубит прибор, одновременно аннулируя гарантию.
Оболочка производит впечатление несколько тяжеловесной и временами неповоротливой. При переключении входного делителя или частоты развертки во время циклических измерений, она впадает в ступор на пару-тройку секунд, загружая процессор на 100%. Причина этого недостатка разработчику известна и будет устранена в следующих версиях. Файл помощи порадовал подробностью и наглядностью, однако, не в обиду Сергею, наполнен опечатками и профессиональными жаргонизмами. Можете считать, что я придираюсь к мелочам, но в серьезном проекте таким недочетам не место.
На сайте «Трейд-М» весьма запутанно описан процесс оплаты покупки и расчета окончательной стоимости (разве это должен делать покупатель?). Читая инструкции, невольно чувствуешь себя Юстасом, переводящим Штирлицу деньги на подкуп Гитлера. Когда при помощи несложного PHP-скрипта генерируется заполненный бланк Сбербанка ПД-4, который можно напечатать и отнести в ближайшую сберкассу, для массового потребителя это намного удобнее.
На момент написания этих слов я жду из Германии посылку с другим USB осциллографом, под названием «USBscope50». Результаты испытаний и сравнительные выводы незамедлительно изложу во второй части.
Софтерра:Карманный офис
Автор: Борис Богданов
Мобильность становится повседневной практикой. Мы передвигаемся от одного компьютера к другому, попутно глядя на экран КПК и разговаривая по сотовому телефону. В то же время мы привыкли к своему домашнему компьютеру, к установленному на нем набору программ. И на что только не идут люди, чтобы, как улитка, всегда иметь «свой домик» при себе. Одни везде и всюду таскают с собой ноутбук, другие используют новомодные веб-приложения, третьи – терминальный доступ к серверу, стоящему в бункере где-то в отрогах Анд…
Каждый из этих способов, конечно, имеет свои достоинства и недостатки. Но есть и еще один, пожалуй, самый интересный вариант – portable applications. Честно говоря, его дословный перевод – «переносные приложения» – мне режет ухо. Поэтому давайте назовем их просто – программы, которые всегда с тобой.
Флэш-карты уже достигли вместимости, которой более чем достаточно для переноски привычных файлов. На флэшку за 50 долларов можно спокойно положить пару-тройку фильмов, сотни песен, тысячу-другую фотографий или умопомрачительное количество документов. А ведь еще есть мобильные винчестеры и всевозможные MP3-плейеры, которые тоже могут работать как флэш-драйв. Так почему же мы должны использовать все эти солидные объемы лишь как скучное пыльное хранилище файлов?
Существует множество программ, которые не требуют установки. Если записать эти программы на флэшку, их можно взять с собой куда угодно и запустить на любом компьютере. Представьте: почтовый клиент с базой писем и адресной книгой, текстовый редактор, любимый браузер со всеми закладками, база с паролями, клиент ICQ с архивом сообщений… всегда и везде под рукой все, что требуется, и настроено именно так, как вы привыкли.
Перечень доступных приложений весьма обширен. Существует множество сайтов, где вы можете подобрать софт для установки на флэшку. Но для начала лучше воспользоваться готовым комплектом программ, который приспособлен именно для работы с USB-диска. Ведь никто не мешает в дальнейшем дополнить его или изменить.
Коллекции
Некоторые сайты, откуда можно скачать программы, не требующие установки:
PortableApps.com (коллекция программ для MS Windows)
OS X PortableApps (коллекция программ для Mac OS X)
winPenPack
Portable Freeware
No-Install
kikizas.net
U3 (официальный сайт стандарта U3)
FramaKey
Готовые наборы
Зайдем на сайт Portableapps
[Закрыть]. Здесь представлены как отдельные программы, так и две подборки, standard и light. Вот состав «стандартного» комплекта:
Portable Firefox (браузер);
Portable Thunderbird (почтовый клиент);
Portable OpenOffice.org (офисный пакет. Но учтите, он весит 145 Мбайт. Так что если вы работаете преимущественно с текстовыми документами, возможно, вам хватит и AbiWord);
Portable AbiWord (текстовый редактор);
Portable NVU (веб-редактор);
Portable Sunbird (органайзер);
Portable FileZilla (FTP-клиент);
Portable Gaim (instant messenger).
Light-версия отличается ровно одним: в нее не включен OpenOffice, благодаря чему все программы поместятся на флэшку в 128 Мбайт. Их набор можно менять как угодно – скажем, заменить Gaim на MirandaIM, а потом добавить антивирус (например, Portable ClamWin) и графический редактор (Portable GIMP). Непосредственно с флэш-карты можно запускать не только небольшие утилиты, но и такие «хиты», как Mozilla Firefox, MirandaIM или OpenOffice.org.
Софт на PortableApps специально отобран для USB-драйвов, что гарантирует их стабильную работу. Многие приложения, которые предлагают скачать с других сайтов, взяты именно отсюда. К тому же все выложенные программы или бесплатны, или вообще относятся к категории open source.
Стандартный автозапуск
У USB-флэшек, как и у всех съемных дисков под Windows, есть ограничение – в подавляющем большинстве случаев нельзя организовать автозапуск. Это не «заговор производителей», а ограничение MS Windows. Обойти это ограничение можно лишь частично – добавить в меню, появляющееся при вставке флэш-диска, запуск необходимой программы. Проще всего использовать какой-нибудь менеджер, разрабатывавшийся именно для таких задач. Например, компактный и бесплатный PStart
[Закрыть], который умеет создавать файлы автозапуска и обладает рядом других полезных функций.
Разумеется, серьезные софтостроители не могли пройти мимо растущей популярности мобильных приложений. Так, в конце 2004 года SanDisk и M Systems создали дочернюю компанию U3, которая разработала одноименный стандарт флэш-дисков, поддерживающих автозапуск. Решение, надо признать, было нетривиальным. При вставлении такой флэшки в порт USB система обнаруживала не одно, а сразу два устройства. Одно из них распознается как… CD-ROM, который в Windows поддерживает автозапуск. После «обмана системы» запускается менеджер U3 LaunchPad, внешне напоминающий меню «Пуск» в Windows XP.
LaunchPad отвечает за установку и быстрый запуск программ, за безопасность данных и т. д. Отметим, что для U3 разработан свой формат файлов. Программы, которые мы видим в меню LaunchPad, упакованы в два файла: *.u3i is (текстовый XML-файл, в котором содержится информация о версии программы и рабочих параметрах) и *.u3p (zip-архив с рабочими файлами программы).
По словам разработчиков, такая структура приложений не более чем обертка, сами приложения не переписываются. Посмотреть на перечень подготовленных таким образом программ можно на сайте software.u3.com. Среди них немало платных, но нет практически ничего принципиально недоступного для установки на обычную флэшку. В списке самых популярных продуктов все те же Mozilla Firefox, OpenOffice.org и Mozilla Thunderbird.
Не столь изощренно технически, но очень похоже программно поступила компанияCeedo
[Закрыть]. Главное отличие ее продукции в том, что программа продается отдельно ($39,95) и может устанавливаться на любой съемный диск, будь то флэш-карта или мобильный винчестер. Использование флэш-карт накладывает свои ограничения: полноценного автозапуска нет. В остальном все очень похоже на U3: работает программа только на Windows 2000 и старше, стартовое меню напоминает Windows XP, есть встроенные утилиты для бэкапа, загрузка проходит с центрального сайта.
Однако основное отличие не бросается в глаза: заявлено, что Ceedo – гораздо больше, чем просто красивая оболочка для запуска программ. Ceedo может использоваться для установки и не подготовленного специально софта, работая в качестве промежуточного звена, которое хранит реестровые записи, необходимые для полноценной работы программ, установленных на флэш-драйв. Правда, в документации этот вопрос подробно не описан, а установить программу в лоб может и не получиться.
Следует отметить, что продукция Ceedo используется производителями флэш-драйвов. Скажем, топовые флэш-карты PowerToGo от Lexar используют именно эту программу, а Verbatim устанавливает Ceedo на свои USB-винчестеры Store ’n Go.
Упомянем еще один бесплатный лончер – StickyDrive
[Закрыть]. При установке он предлагает упорядочить файлы на флэш-диске, сложив в соответствующие каталоги документы, музыку и изображения. Программа содержит вьюеры для музыкальных файлов и изображений. Увы, с кириллицей в тегах MP3 проблемы…
Мобильные программы становятся все более популярными, а значит, растет и число энтузиастов, создающих онлайновые коллекции портативных программ.
Мы задали несколько вопросов Майку Раштону (Mike Rushton), владельцу сайта No-Install.com, одного из самых популярных каталогов мобильных программ.
Для чего люди используют подобные программы?
– Полагаю, для того, чтобы использовать свои файлы и приложения с привычными настройками.
Каким образом вы отбираете программы для своего сайта?
– Прежде всего, я выбираю программы, которые могут запускаться с любого съемного диска и при этом не используют реестр и библиотеки самого компьютера, а также не вносят изменений в реестр и не сохраняют на винчестере файлы с настройками. Кроме того, я стараюсь включать в каталог лишь бесплатные программы, но существует и большое число мобильных коммерческих программ, достойных упоминания.
Вносите ли вы самостоятельно какие-нибудь изменения в программы, чтобы сделать их «мобильными»?
– Сам я занимаюсь этим редко, обычно оставляя сию задачу на откуп разработчикам. Я рассматриваю свой и подобные сайты как порталы, которые собирают в одном месте все данные из различных источников, так чтобы было легко найти необходимую информацию и сравнить программы.
Как вы думаете, каково будущее «мобильных» коммерческих проектов, в первую очередь U3?
– Я не могу однозначно ответить на этот вопрос. U3, предоставляя виртуальную среду для запуска программ, пытается перенести в мир мобильного ПО лучшие и самые известные приложения. Безусловно, это великолепно, в то же время мы видим множество превосходных программ, которые разрабатываются самостоятельно и не нуждаются в подобной среде, чтобы запускаться с флэш-драйва. Я считаю, что это признак отличного программирования, и такие программы должны служить примером для других разработчиков. Например, Firefox может работать как независимо, так и в среде U3 (обе версии написаны Джоном Халлером [John Haller], ведущим Portableapps.com).
Существует много программ, таких как Ceedo, которые пытаются добиться тех же целей, что и U3. Этот рынок идет вперед семимильными шагами, и перспективы у него, похоже, радужные.
Так не доставайся ты никому!
Мы живем в мире, где банковские клерки забывают в такси и аэропортах ноутбуки с информацией по счетам, а сотрудники ЦРУ – со списками тайных агентов. Что уж говорить о какой-то флэшке… Поэтому заранее стоит подумать о защите от посторонних глаз критически важной информации. Способов существует минимум два: программный и аппаратный.
С аппаратным все более или менее ясно. Многие фирмы выпускают флэш-драйвы с биометрической защитой. Или, проще говоря, со сканером отпечатков пальцев, который «открывает» флэшку. На самом деле это выглядит чуть сложнее: вставив флэшку в USB-порт, вы, как правило, увидите ее открытую часть, где находятся программы для блокировки/разблокировки закрытой части. Дальше, при запуске приложения, вы авторизуетесь, и только после этого открывается секретный раздел. Однако все подобные флэшки, которые я встречал, работают только под Windows. Более того, я не видел ни одного действительно убедительного теста, где проверялась бы «взломостойкость» подобных устройств. Вышеупомянутые флэш-диски стандарта U3 по умолчанию поддерживают шифрование; другой вопрос, что софт, используемый для этого, работает только с Windows 2000/XP/2003.
С программной защитой поинтереснее. Методы защиты достаточно предсказуемы – системы шифрования. Принципы те же, что и для десктопов: создается защищенное хранилище, которое можно использовать только после ввода пароля. Программ, которые позволяют это делать и предназначены для флэш-карт, предостаточно. Например, Dekart Private Disk, TrueCrypt, FlashDrive Crypto, Omziff. Из них выделим TrueCrypt
[Закрыть]: она поддерживает алгоритмы шифрования aES-256, Blowfish (ключ 448 бит), CaST5, Serpent, Triple DES и Twofish и при этом бесплатна.
Мысль о том, что никто не сможет прочесть ваши данные, конечно же, греет, но… хочется иметь возможность сохранить эти данные и для себя. Поэтому используйте бэкап. Благо с флэш-картами можно работать как с обычными дисками, так что можно обойтись привычными десктопными программами или, в крайнем случае, копировать файлы вручную.
Не стоит забывать и об антивирусных средствах: кто знает, что вы получите по почте и что находится на компьютере, к которому вы подключили USB-диск (в прошлом году я долго сражался с заразой, подхваченной в интернет-кафе в Гаграх). Рекомендую, например, Portable ClamWin, avast! Virus Cleaner или McAfee AVERT Stinger.
Мобильные ОС
Современные флэш-карты могут вместить не только отдельные приложения, но даже операционную систему. Существуют компактные дистрибутивы Linux, которые можно установить на флэшку. Например, Damn Small Linux
[Закрыть], занимающий всего 50 Мбайт; Puppy Linux
[Закрыть] (60 Мбайт) или Slax Popcorn Edition (11 Мбайт).
Опытным путем установлено
Поэкспериментировав с мобильным ПО, я отобрал то, что, на мой взгляд, стоит всегда иметь под рукой. Получился следующий набор:
Portable Firefox;
Portable Thunderbird (честно признаюсь, переносить на флэш-карту весь почтовый архив за несколько лет не хотелось);
Portable Open-Office.org;
Portable AbiWord;
MirandaIM;
IrfanView;
Portable ClamWin;
TrueCrypt;
Pass2Go (мобильная версия менеджера паролей RoboForm) и PStart.
Подобный выбор объясняется просто – я вряд ли буду долго работать на чужой машине и делать там что-то грандиозное. Мне хотелось лишь быть уверенным, что, сев за любой компьютер, я смогу прочесть офисный документ, отправить письмо, поговорить со знакомыми, пройтись по сайтам из закладок, не вспоминая пароли, посмотреть фотографии и при этом не опасаться, что содержимое флэшки будет уничтожено каким-нибудь вирусом.
Заметная часть этого набора давно живет на моем домашнем ПК. В подавляющем большинстве случаев мобильные приложения не отличаются по функциональности от своих «оседлых» собратьев. Хотя, как выяснилось, тот же Portable Firefox в какой-то мере зависит от машины, на которой он используется. Например, если на ПК, где вы запускаете Portable Firefox, установлена обычная версия этого браузера, то и в мобильной версии вы увидите те же закладки и тот же набор плагинов. Также и Java работает, только будучи установленной на компьютере, куда вставлен флэш-драйв. Преподнесла неприятный сюрприз и TrueCrypt: диски с ее помощью можно монтировать, лишь имея права администратора. Тем не менее эта программа осталась у меня на флэшке: действительно важные документы я в интернет-кафе не редактирую, а в зашифрованном виде их носить спокойнее, да и резервные копии легче делать. Копии, правда, я делаю дедовским способом – просто копирую файл с крипто-диском на стационарный компьютер.
Как видим, portable applications позволяют решать подавляющее большинство ежедневных задач. Лишь от вас зависит, будет ли функционален и удобен софт, который вы соберете. Не забывайте, однако, что использование флэш-дисков в комплекте с подобными программами создает ряд проблем, связанных с безопасностью, которые, впрочем, предсказуемы и решаются простыми и известными способами – шифрование, антивирусы и резервное копирование.
