Всё так быстро происходит, что поспевать трудно. 27 августа написалась мне очередная "простыня" "О несбывшемся...", прошло всего несколько дней и вот 4 сентября выходит существенно корректирующая написанное новость. Под такую скорость надо подстраивать реакцию.

Итак, случилось всего-то ничего - Samsung объявила новый планшет и работающие с ним в связке "умные часы". Причём краткое, но достаточно детальное для моих потребностей описание планшета я увидел 5 сентября, то есть, после написания "О несбывшемся...". И ранее Samsung'овских мобильных устройств вообще в руках не держал, как-то так сложилось. Это честно, Samsung мне денег не платила (что очень даже жаль :) ). 

Давайте присмотримся к тому, что в Samsung посчитали достойным анонса. Начнём с планшета Galaxy Note 10.1.

Буду вспоминать свой список "несбывшегося". Всякие измеряемые "в попугаях" штуки (типа производительности, каких-нибудь показателей скорости 3D-рендеринга и отрисовки HTML5 вкупе с Javascript, и, тем более, невнятное "плавность интерфейса") меня вообще не интересуют, я принципиально не о том.

Итак, первый пункт "несбывшегося" - беспроводные коммуникации для IOT (Internet Of Things). Жаль, конечно, что пока 802.15.4 с программными стеками и пограничными роутерами ZigBee, 6LoWPAN и прочим, не реализованы. Зато. Если мы внимательно присмотримся к показавшимся на поверхности деталям об "умных часах" (не обсуждая их целесообразность, качества и прочее), то вынуждены будем прийти к выводу, что ничего, кроме Bluetooth LE (который тоже в списке беспроводных коммуникаций IOT) в них и в пригодных к работе с ними устройствах быть не может. Иначе "часики" с 800MHz процессором будут работать очень недолго (слишком компактный аккумулятор в них и слишком прожорливо для такого аккумулятора всё остальное беспроводное потребительского класса):

Вы можете сказать - "но там же чёрным по белому написано Bluettoth 4.0?". Написано, да. И, вполне возможно, написано правильно. Потому что несовместимая с "Bluetooth вообще" LE-модификация входит в стандарт 4.0, который допускает что одновременную реализацию и классического Bluettoth, и Bluetooth LE, что раздельную каждой вариации, под собирательным названием Bluetooth 4.0. Скорее всего, эти часы оснащены двухрежимным Bluetooth контроллером, причём LE режим используется при долгом wearable их применении, а классический более быстрый - для коротких обменов файлами с каким-нибудь "основным" вычислителем. Об одном "основном" вычислителе же чёрным по белому написано - "complete with support for the all important low-energy Bluetooth 4.0". Так что логика рассуждений правильная и выводы тоже. В общем, Bluetooth LE - это уже неплохо, это первый шаг.

Пункты 2 и 4 "несбывшегося" объединю в одно собирательное - "нетрадиционные" (откуда в сегменте, который всего пару лет как массовый, традиции?) методы ввода. Что-то там я писал о перьевом вводе и о реальной потребности в точном позиционировании курсора и на планшетах. Вы видели стилусы для ёмкостных экранов? Пытались пользоваться ими? Это примерно вот такие штуковины, отличающиеся разве что дизайном:

Общее характерное в стилусах для ёмкостных экранов - толстый "контактный" указатель, имитирующий ёмкость нашего тела. Точность при использовании такого стилуса - как птица киви летает (я перепробовал много вариантов и все оказались непригодными для реального использования). А теперь присмотритесь к стилусу S Pen в Samsung'овских фотографиях. Там "пёрышко" тоненькое, то есть, стилус не ёмкостной. Конечно, ничего взрывного нового в неёмкостном стилусе нет - планшеты с возможностью использования точного перьевого ввода и чувствительными к нажатию стилусами выпускали и Lenovo (такой я использовал довольно долго, пока благодаря титаническим усилиям городских властей в борьбе с суровой внезапной зимой, не разбил его), и HP, так что я просто увеличиваю список, а его увеличение - свидетельство движения в ту сторону, о которой я говорил. Тем более свидетельство, что новый Galaxy Note уже не позиционируется как "бизнес класс" (что было в случае с ранней пташкой Lenovo), это "просто один из планшетов". Сугубо для справки - в подобных планшетах с гибридным вводом используются два дигитайзера - один ёмкостной (для "отлова" тактильных команд), и второй - вроде как индуктивный, для "отлова" точной позиции пера. Что-то мне подсказывает, что это станет тенденцией. Хотя бы потому, что производитель в таком заинтересован - это поднимает потребительскую стоимость продукта, а пользователи "распробуют" такое непременно - аппетит приходит во время еды, была бы еда. В общем, и в этих двух пунктах, как и в предыдущем, пишем пока скромный плюсик. То ли ещё будет (о чём чуть позже).

Третий пункт "несбывшегося" - на самом деле о полноценной реализации многозадачности, "плавающие окна" - одна из таких возможностей. Что мы видим в описании Galaxy Note 10.1? "Многооконный режим работы, позволяющий запускать в разных окнах даже одни и те же приложения с разными данными и использовать drag'n'drop для обмена данными между ними" (Multi Window mode that lets you run separate instances of the same app and drag and drop content between each app). Это даже больше "плавающих окон". И совершенно логично что для экрана с разрешением 2560x1600, что для специфики "мелких мобильных приложений". Так что, по крайней мере хоть Samsung явно пытается "вытолкнуть" планшетные компьютеры из кем-то (а кем, кстати?) ограниченной ниши и нишевой модели использования. Пишу уверенный плюс в этом пункте.

Электронные книги - отдельная тема, увы. Но и то, как говорится, хлеб. Что-то да происходит с очевидным. Уже хорошо.

***

Теперь впишу в эту цепочку рассуждений дополнение о фантастике, ставшей реальностью, и кое-что ещё.

Был такой очень коммерчески недооцененный фильм, любители кинофантастики и киберпанка его знают наверняка - "Screamers" ("Кричащие" или "Крикуны" в нашем прокате), по рассказу Филипа Дика с "робокопом" Питером Уэллером в главной роли. В прочих главных ролях в фильме были "самодвижущиеся самовоспроизводящиеся мечи" - ужасненькие такие боевые роботы с циркулярными пилами в качестве оружия. Роботы были сделаны для выведения породы людишек начисто, но некоторых людишек до поры до времени не трогали, пока у тех на руке был включённый браслет, распознающий уникальные характеристики кардиограммы и оповещающий роботов о том, что носитель - "свой", и пока его не надо того-с, "в расход".

Фильм был снят в 1995 году. Сегодня 2013-й год. Так что встречайте, -  коммерчески доступный браслет из будущего "Кричащих", из 2078 года с планеты Сириус 66:

Канадский стартап Bionym третьего сентября объявил о скорой готовности "отгрузить" первую партию (25 тысяч) этих браслетов, считывающих  ЭКГ и выделяющих из считанного уникальные биометрические данные для задач аутентификации, по скромной цене $77. На планете Плюк (№ 215 в Тентуре галактики Кин-дза-дза в Спирали), конечно, всё много гуманнее, и вместо ужасненьких "крикунов" здесь тоже орущие звонками пока только прекрасные айфончики :) А если серьёзно - замечательная разработка, и не только для задач аутентификации. Например, для сердечников и для службы медицинской их поддержки и спасения. Впрочем, мне кажется, что в Bionym всё это понимают лучше меня. Но каково овеществление фантастики, всё-таки! Настоящий восторг. Даже в мелочах всё совпадает, разве что дизайн не военный. Вот так писатели-фантасты могут делать ближайшее будущее. Ну и, конечно, канадцы молодцы. Никого не слушали, ничего не боялись.

Так как этот браслет попадает и в категорию нетрадиционных устройств ввода (он же для неинтересующегося подробностями гражданина всего лишь способ избавиться от постылых паролей), и в категорию IOT (яркий пример IOT-устройства), и, наконец, демонстрирует зачем нужны беспроводные интерфейсы IOT, то ему здесь самое место. Как и "бытовому" устройству для управления машинами движениями зрачков, которое за $99 тоже уже доступно не только экипажам боевых самолётов и вертолётов - The Eye Tribe Tracker. Устройство не фантастическое, такого, основанного на инфракрасной локации положения зрачков, много в специализированных областях с давних пор. И дело даже не в цене и габаритах - это можно было реализовать давно. Но устройство только появляется и уже "обласкано" вниманием медиа-грандов вроде The Wall Street Journal. Что тоже свидетельствует в пользу очевидного - идут поиски новых способов ввода. Что хорошо, конечно.

Ну и, наконец. Несмотря на то, что нетбуки отправлены в небытие и давно отпеты старушками-плакальщицами от индустрии :) , никуда они не делись и не денутся. Собственно говоря, в Toshiba и не заморачивались даже наименованием модели - как был модельный ряд c буквами "NB" в 2010-м (ну NetBook же ж, и не только у Toshiba такие наименования), так он и есть. Как был ценовой диапазон до $400 - так он и есть. Как была диагональ экрана в районе 10-11 дюймов - так оно и есть. Как был процессор с "достаточной производительсностью" (класс Atom или Celeron) - так оно и есть. Только бонусами за позор предков :) теперь выступают тактильный экран и быстрый 802.11ac Wi-Fi. В общем, Toshiba Satellite NB15t - обычный нетбук модели 2013-го года, хоть бы его в самой Toshiba и называют "клатч-стайл" (это ещё хуже, как мне кажется, клатч - такой женский аксессуар, который не на каждый день и не к каждому платью):

В общем, если что-то выглядит как утка, крякает как утка и ведёт образ жизни утки - то это утка, как её ни называй.

Откланиваюсь.

Наверное, самое интересное в новейшей истории - не скорость развития технологий, а реакция общества на проносящееся за окном уютного потребительского купе. И не факт, что поезд с потребителями стоит на месте. Ох, не факт. Нет, конечно же, люди не меняются - никогда никому ещё не удавалось нас изменить, - но и механизмы восприятия реагируют на происходящее, и способы мышления.

Вот, например, есть такая интересная структура - KQED. Совершенно для нас диковинная, тем более, что живёт она и здраствует с 1950-х годов. Это целая система общественных медиа Калифорнии, с двумя телевизионными станциями и своми радиоканалами с очень немаленьким территориальным покрытием. Их критикуют зрители одновременно и за "коммунизм", и за роботизацию телекамер (что лишает работников общественного телевидения рабочих мест), и за коммерциализацию, за всё сразу, так, что не поймёшь, за что. При этом они популярны. В общем, что-то очень непонятное как явление, из совсем других миров (насколько я могу судить, даже дебаты об "общественном телевидении" у нас уже завершились). Потому и особенно интересное.

Так вот, KQED с их миссионерским лозунгом "KQED is for everyone who wants to be more" (примерно так - "KQED для тех, кто хочет от себя большего"), часто отражает, как бы это лучше сказать, - виды из  неангажированных точек зрения. И хоть в нюансах эти виды иногда получаются довольно монохромными, есть что-то очень важное в "некоммерческой" точке зрения.

В общем, не буду больше ничего лишнего говорить, просто приведу  ссылки на четыре тематических материала по "планшетной" тематике, каждая тема отражает способ использования планшетов в учебном процессе:

• потребление;
• курирование;
• творчество;
• взаимодействие.

Весьма интересное чтиво, иногда с полезными отсылками к неоклассической тематической литературе, но даже если и не читать, всё равно, по четвёрке указанных способов можно понять, что "феномен" нового конструктивного исполнения медиатерминала оказался в восприятии пользователей несколько сложнее, чем ожидалось. И, похоже, очень быстро планшетные вычислители в восприятии пользователей (пользователи-то разные) начинают вырастать из статуса медиатерминалов. Интересное явление, мне кто-то в коммнетариях писал, что я пытаюсь использовать планшет там, где его не надо использовать. Собственно, отличие между мной и написавшим это заключается в одном - я не знаю где надо использовать планшетный компьютер. К осени 2013 года - не знаю. И, подозреваю, что никто не знает. Потому что без году неделя этим артефактам, пользовательская база сформировалась со взрывным характером, период недоумения до сих пор у многих не закончился, период восторгов закончился у большинства, кто-то разочаровался, кто-то уже не может без своего планшета. Обычные симптомы быстрого роста.

Теперь о будущем всплеске (он, конечно, случится) - замечательная статья в NYTimes, описание персонального опыта "ранней пташки", эксплуатация Google Glass в мире, где подобные устройства пока ещё диковинка. Очень интересная и в смысле выявления некоторых несоответствий представлений сугубо коммерческой аудитории (то есть, продавцов) о покупателях. А ведь такими вот ранними адептами и продвигаются в пресловутые "массы" непростые новинки. И вот что мы видим в ожиданиях раннего адепта, кстати, замечательно точно сформулированное:

"When I first heard about the device, I envisioned using it as a next-level brain supplement, accessing brilliant trivia during conversations"

Это очень хорошее определение - "a next-level brain supplement, accessing brilliant trivia during conversations". И оно никак не соотносится ни с "потреблением контента", ни с "развлечениями", ни с "игрушками", вообще ни с чем, что принято использовать при разговоре о всём таком вот мобильно-консьюмерском. То есть, оно их не исключает совершенно, оно просто из другого пространства. И оно - ожидание от технологий. Да, ожидание человека культурного и образованного. Именно такие люди как потребители и двигают индустрию в куда-нибудь, в том числе и из застоя. Хотя бы просто потому, что у них есть любопытство и время со средствами на его удовлетворение. А "расширенное вопроизводство" Карла Маркса, кстати, ещё не отменила ни одна экономическая школа вместе с практикой.

И вот когда коммерческий сектор намертво забывает о таком очевидном факте и концентрируется на "окормлении нетребовательных площадей" - становится невносимо скучно и от скуки падают доходы. Ёрничаю, конечно, но и доля здравого в этом есть.

Так вот к чему эти ссылки на добротное чтиво. А почему мы вообще вычеркнули из наших представлений о планшетных компьютерах саму возможность того, что они - такие же wearable компьютеры, как и Glass? Мы их разве не таскаем с собой везде? Тем более, что 300-500 граммов - это не вес первых wearable. Разве не используем их где попало (где нам нужно) как сканеры документов, камеры, справочники, навигаторы, карты, книги, блокноты, в том числе и как "a next-level brain supplement, accessing brilliant trivia during conversations", разве не используем их так, разве не подглядываем "в интернет" или в локально/удалённо хранящиеся книги в ходе разговора, не проверяем себя или не ищем подтверждений-опровержений чему-то в спорах, не натыкаемся в таких случайно инспирированных поисковых запросах на что-то очень интересное, что не попадало ранее в наше поле зрения? По-моему, мы все это делаем. И недооцениваем эти возможности. И разве это не реально полезные возможности, и нет нужды развивать приспособленность планшетов к лучшему решению всех этих простых повседневных задач? Например, к блокнотной функции, где плоский планшет - та же самая неизменно удобная со времён египетских глиняных табличек поверхность для письма и рисования, вот только использовать её неудобно, потому что нет нормальной работы со стилусом. Для привлечения внимания - древнеегипесткий бог Тот что-то делает на почти семидюймовом планшете, для смартфона великовато то, что у него в руке:

Может быть, потому, что "погоду" в этом секторе, в силу его совсем щенячьего возраста, всё ещё делают не пользователи, и даже не производители, а коммерсанты. Но, по мере становления технологии, неизбежно всё станет на свои места. В приницпе, оно и сейчас уже выстраивается - куда-то делись мегапопулярные недоумения вроде случайных видеочатов с незнакомцами (а сколько шума было...), никто о них и не помнит уже, зато всевозможные "облачные записные книжки" вроде Evernote и фильтры отложенного чтения (Pocket, Readitlater и прочие) - сверхпопулярны. Дополненная реальность ещё полтора года назад казалась двигателем прогресса, но на деле всем достаточно хороших карт, не случился "взрыв", несмотря на повившиеся возможности. Уже где-то пол года из моих обширных rss источников - ни одного упоминания о "дополненной реальности". Разве что осталось некоторое недоумение, например, зачем водить виртуального бобра вокруг своего дома и кому такое занятие может показаться увлекательным и развлекательным :)

Так что я склонен думать, что планшетные компьютеры - это некий феномен, изредка встречающийся в инженерии, когда нечто задумывалось для одного, а в итоге, эволюционно оказалось применимым и популярным совсем для другого. И мы это изменение "от одного к другому", очень вероятно, ещё непременно увидим.

Теперь о ещё одном сдвиге парадигмы. Об автономных автомобилях. Techcrunch давеча сделали маленькую диверсию, опубликовав заметку с двумя датами, вложенными одна в одну, как матрёшки. От чего по интернету побежали волны, причём не сразу многие заметили, что заметка - из будущего :) Но в каждой шутке, как говорится... Uber - компания забавная. По сути, - американский вариант наших многочисленных "такси - водитель со своей машиной": есть у тебя пристойная машина и когда-никогда время, можешь с помощью этого сервиса оказать оплаченную услугу людям. Разве что отличается в нюансах, как обычно, - Uber производит мобильные приложения для пассажиров и "таксистов" - владельцев авто бизнес- и повыше классом . И ведает всеми платежами в этом забавном симбиозе "таксистов" на Mercedes S550 с желающими с шиком куда-то подъехать. То есть, Uber - это пафосная виртуальная служба такси. И весьма популярная. Настолько, что объём выручки по некоторым оценкам в этом году составит $125 миллионов, и в компанию серьёзно "вбрасывает" деньги... Google Ventures. Понятно, что сугубо IT-часть, сервисы и мобильные приложения Uber, представляют интерес для Google. Но и небезосновательны подозрения и сплетни о странном сочетании активного "продвигания" автономных автомобилей и внезапного ощутимого вливания в поставщика услуг из транспортного сектора, к тому же специфического, ориентированного не на людей, испытывающих острую финансовую недостаточность.

Так вот, похоже, что автономный роботизированный транспорт - дело ближайших лет. По крайней мере у всех ведущих автопроизводителей есть свои разработки в этой области, весь люкс-класс авто уже оснащается чуть ли не всем необходимым для автономных систем управления (радарами и лидарами переднего и заднего обзоров, например, камерами, торчащими "во все стороны", автоматическими системами выдерживания дистанции и автономного руления по прямой, если водителю стало плохо или он уснул за рулём, о де-факто стандартных в 2013 году подсистемах, вроде GPS, даже и говорить не хочется).

И по этому поводу уже "возбудились"... профсоюзы. Потому что профессиональных водителей перспектива оказаться в ближайшее время без работы не радует, а вот тем же таксопаркам такси-роботы очень даже позволят снизить "накладные расходы". И что с этим делать - никто пока не знает.

И, наконец (я складываю маленькую мозаику на самом деле, погодите немного), бурные обсуждения вызвало предсказание бывшего ведущего архитектора Intel Роберта Колвелла (его детища, как архитектора - семейство Pentium от Pentium Pro до Pentium 4) о  недалёком будущем, когда "законом Мура" уже не получится описать экстенсивную составляющую развития полупроводникового сектора IT. Колвелл, сейчас директор исследовательского сектора микросистем DARPA и без сомнения человек знающий своё дело, говорил о 2020-м годе.

По его оценкам к этому году будет достигнута технологическая норма 7 nm, и "закон Мура - всё".

К сожалению, большинство изданий "потребительского" характера ограничились сообщением об этом факте, показали весёлые картинки роста числа транзисторов, да и всё.

К счастью, профильные издания не ограничились таким скудным, и кое-что из действительно важного, сказанного Колвеллом, мы можем узнать. А это важно, потому что группа исследования микросистем DARPA занимается, в том числе, и оценкой перспектив и возможностей приобретения промышленного характера ни много, ни мало, - тридцати (!) конкурирующих с де-факто стандартной сейчас CMOS (КМОП) технологий. Из которых, по мнению Колвелла, есть две-три песпективных, но не настолько перспективных (дословно, чтобы не потерялась тонкость - "My personal take is there are two or three promising ones and they are not very promising").

И, самое главное, о чём говорил Колвелл, и к чему я это всё написал. С приближением любой технологии к пределу технологических возможностей каждый следующий шаг в развитии будет намного дороже предыдущих, период ROI будет увеличиваться и увеличиваться, и, цитирую Колвелла (он это говорит о микросхемах) - "Я не думаю, что мир собирается снабжать нас неиссякаемыми деньгами для достижения 10% прироста показателей" ("I don't think the world's going to give us a lot of extra money for 10 percent [annual] benefit increases"). И ещё он говорил, что мы увидим самые разные приёмы, позволяющие "облегчить участь" промышленности в такие трудные времена, мы увидим больше новых архитектур, приложений, пользовательских интерфейсов и, наконец, креативного маркетинга, "вы смеётесь, но вы это увидите" ("You laugh, but you will see this").

Наконец всё собрал в одну точку и добавлю от себя нечто очевидное, чтобы увидеть в мозаике событий целое. Технологические усовершенствования, безусловно, не закончатся со снижением темпов роста возможностей полупроводникового производства. Мы сейчас наблюдаем вообще интересное явление - возможности ещё не исчерпаны, а уже виден откат к "скромным потребностям", что в области массовой всепроникающей интенетизации всего, что в области пероснальных вычислителей. Ещё очень мало израсходован потенциал архитектурного совершенствования вычислителей (по тому же Колвеллу - за 30 лет индустрия добилась экстенсивного прироста производительности, за счёт повышения тактовой частоты, в 5000 раз, и всего максимального 50-кратного прироста за счёт архитектурного совершенствования). Так что не это главное.

Заметьте, что приведенные первыми примеры - они фактически о социальных аспектах использования продуктов технологий. Общественное телевидение и радио силами своих активистов пытаются продумывать способы использования планшетов, выходящие за сугубо консьюмерские рамки, адепты wearable-компьютинга ставят на себе эксперименты (за свои деньги причём), чтобы для себя и для всех нас убедиться в реальном положении вещей, и больше говорят именно о социальном аспекте применения футуристической технологии, чем о дивидендах, полученных от владения её продуктом, ожидающиеся непопадающие в аварии машины-роботы уже сталкиваются с профсоюзами водителей, и, наконец, по словам человека, знающего индустрию не по-наслышке и изнутри, "вы смеётесь, но вы это увидите", и креативный маркетинг начнёт работать в тех областях, где его даже трудно представить - в сбыте полупроводниковой продукции, например.

То есть, смещение парадигмы - оно есть. И оно заключается в смещении влиятельности ролей. В первую очередь - от влиятельности технологий к влиятельности социальной адаптации продуктов этих технологий.  Псевдосоциальное, в которое мы игрались от безделья (типа "социальных сетей") - это всё погремушки. Но уже появились crowd funding структуры, и они набирают популярность (узнал, что и у нас в Украине есть свой Kickstarter, но не хочу показывать пальцем в сайт, в туда лучше не смотреть). По-моему, это уже проявляется не только в crowd funding, но и в механизмах, обеспечивающих работу той же Uber. Потому что нужна некая социальная готовность к эпизодической роли "таксиста", и о какой стране ни говори, везде одно и то же - владельцы машин класса люкс плохо попадают в категорию, простите, "жрать захочешь - не так раскорячишься". Так что не "от голода" люди выступают в роли "эпизодических таксистов". И, почему-то, не кажется мне, что в такие эскапады кто-то отпарвляет своего водителя. Здесь какой-то другой эффект работает. Я не психолог и деталей не знаю, это для профильных специалистов задачка. И речь идёт о явлении не исключительном, на двух машинах $125 миллионов не "выкатаешь".

И вот это смещение меня очень пугает.

Потому что ладно, технологическая отсталость.

Можно закупить фаб, специалистов, найти ещё не отупевших своих, подготовить новых, можно создать десяток fabless-производителей, это всё как бы даже не отраслевое, а так, пределы одной большой компании ("можно" - не значит "возможно").

Но вот сдвиг развития технологий в область социального как-то настораживает. Здесь "вливанием денег" ничего не решить. И если к технологической отсталости добавится ещё и это...

Вот, собственно, что грустное у меня сложилось из паззла.

Откланиваюсь.

Я так понимаю, что иногда говорю сам с собой. Потому что использую понятные мне термины и пугаю ими публику, очевидно от них далёкую. Попробую кое-что восстановить, без погружений «в глубины», но и не настолько поверхностно, чтобы это было некрасиво по отношению к читателю. Итак, в этот раз «пробежимся» по двум технологиям, которые уже без всякого сомнения доберутся и до нас. Быть им массовыми по целому ряду причин (да они где-то и так уже массовые).

802.15.4 – один из стандартов IEEE семейства 802.15. В этом семействе стандартов всё направлено на упорядочивание «беспроводных сетей личного пространства» (WPAN – Wireless Personal Area Network).

«Личное пространство» понимается здесь несколько бОльшим, чем в психологии (дальше уточним насколько большим).

Начиналось в семействе 802.15 всё со стандарта 802.15.1, всем хорошо известного по де-факто «стандартным» (в потребительском смысле) овеществлениям «оригинального» Bluetooth. Назначение у которого было по замыслам разработчиков стандарта прозаическим – замена в «личном пространстве» мешающих проводов «виртуальным кабелем», причём «телефоноцентричности» в оригинале не было, речь шла о всяком нетребовательном к объёмам пересылаемых данных «консьюмерском», для больших же данных, которые надо пересылать быстро, формировался стандарт 802.15.3.

Это всё происходило в довольно далёких временах – в 1994 году в Ericsson начали работу над тем, что через четыре года стало основой работы группы, занимающейся стандартом Bluetooth.

То есть, стандартизация началась в 1998, первая редакция стандарта увидела свет в 2002, сейчас уже 2013-й, и есть возможность оценить насколько всё быстро происходит и решилась ли в итоге с помощью Bluetooth исходная задача.

По моим оценкам – и не быстро всё было, и задача не решилась. Да и не только по моим – Bluetooth-контроллеры оказались сложными, дорогими (по сей день дороги), миниатюризация их, похоже, достигла технологического предела (а они не совсем маленькие), сравнительно высокое их энергопотребление вынудило впоследствии создавать совсем не похожие на оригинал модификации вроде Bluetooth LE (Low Energy).

Как бы там ни было, беспроводные гарнитуры для телефонов – здесь Bluetooth обосновался прочно, ниша нашлась. Вне этого класса применений, согласитесь, Bluetooth-устройства встречаются эпизодически.

Но. Уже в 2000 году стало очевидным, что в «персональном пространстве» с заменой постылых (и дорогих, очень дорогих!) проводов всё как-то не так. И сегодня весьма дорогой Bluetooth тогда был одновременно избыточным, совсем уж несуразно дорогим и с кучей врождённых «особенностей», вообще исключающих его повсеместное, всепроникающее (ubiquitous) применение.

Примерно по таким причинам в декабре 2000 года в рамках 802.15 была создана новая рабочая группа, нацеленная на что-то относительное простое в овеществлении, главное же – на дешёвое в тиражировании, доступное и одновременно соответствующее потребностям реальности. 

Вот это «соответствие реальности», оно на уровне исходных требований сохранилось и представляет вполне осязаемую ценность. Новая рабочая группа (третья по счёту, но 802.15.4), сконцентрировала усилия на создании стандарта, удовлетворяющего следующим требованиям типовых приложений:

• радиус действия ограничен 10-15 метрами, максимальная скорость передачи данных – 0,25Mbps (250 килобит в секунду);
• для «неумной» или «не шибко умной» бытовой электроники скорость передачи может составлять вообще 3 килобита в секунду, но с максимальной латентностью 16,7 миллисекунд;
• для компьютерной периферии – 115,2 килобита в сек. С той же максимальной латентностью 16,7 миллисекунд;
• для домашней автоматизации – 10 Kbps и целых 100 миллисекунд допустимой латентности;
• для персональной медицины – 10 Kbps и 30 миллисекунд;
• и, наконец, для игрушек (хороший рынок, «аппетитный», кто ж своему чаду откажет в игрушке) – 115,2 Kbps и латентность в диапазоне 16,7 – 100 миллисекунд.

Я не случайно привёл эти цифры. Давайте задумаемся над их реалистичностью. Все они взяты из «стыка» между человеком и принадлежащими ему артефактами, причём речь идёт о бытовых применениях. В этой области что-то может измениться «взрывным» образом?

Детки могут внезапно начать крутить рули радиоуправляемых машинок в 10 раз быстрее, чем предшествующее поколение? Или геймеры-подростки внезапно снижают латентность своей биологической машины (организма) в 10 раз? Или, наконец, уставший после работы гражданин заметит запаздывание включения света в комнате на 0,1 секунды и страшно этим возмутится? Очень сомневаюсь, что такое возможно даже при применении всяких веществ. Потому что здесь срабатывают физиологические ограничения.

Стало быть, мы говорим об очень стабильной на уровне требований прикладной области.

И давайте задумаемся над ещё одним. Всё, что требует энергии питания, требует или проводов, по которым эта энергия подводится, или батарей, или преобразователей возобновляемой энергии (например, солнечных батарей).

И раз уж «городится» стандарт беспроводной связи для замены проводов, то первый вариант отпадает по определению – он лишает смысла всё остальное.

Третий вариант – у него куча нюансов. Которые в итоге существенно ограничивают применимость. И повышают стоимость.

Остаётся батарейное питание. А что с ним самое неприятное в нашем личном пространстве связано? Конечно, раздражающая потребность замены элементов питания. Она и раздражает, и требует затрат (причём часто сама замена в труднодоступном месте оказывается много дороже самой вычурной батарейки).

Соответственно, авторы стандарта изначально понимали – 802.15.4 устройства должны будут работать от батарейки годами. И это было также основным требованием.

Все предыдущие абзацы – вовсе не бла-бла-бла. В них всё крайне важно. И оно, наверное, куда более важно, чем всё остальное, кроме, конечно, способов решения поставленных задач. Которые, забегая вперед, оказались настолько удачными, что овеществления стандарта 802.15.4 «прижились» в совсем уж не из «персонального пространства» областях, например, в датчиках давления в шинах автомобиля (а как же ж иначе, кроме как по радиоканалу, «вытаскивать» из вращающегося колеса эти данные?).

Важно это потому, что мы восстанавливаем ход рассуждений очень умных людей, сделавших нечто, оказавшееся «долгоиграющим» даже на уровне исходных требований. Такому поучиться не грех.

Теперь, собственно, о том, как все эти задачи были стандартом решены.

Всё начиналось с выбора диапазона рабочих частот. Разработчиками стандарта были задействованы почти все не требующие лицензирования диапазоны.

Дико строгий европейский диапазон, допускающий в узенькой полосе 868-868,6 Mhz  всего один частотный канал (это, конечно, только «рекомендация» ETSI, Европейского института стандартов телекоммуникаций, но в области международного регулирования такие «рекомендации» имеют статус «шаг вправо – шаг влево – попытка побега» с логично вытекающими последствиями).

Североамериканский диапазон, который существенно шире – требования Федеральной комиссии связи (FCC) определяют его в полосе 902-928 MHz.

И, наконец, международный самый «лёгкий и удобный», но потому и самый «замусоренный» чем попало диапазон ISM (что значит – для промышленных, научных и медицинских систем, Industrial Scientific Medical) с полосой 2400-2483,5 MHz. Потому и все современные овеществления 802.15.4 позволяют одной микросхемой работать или в любом из этих диапазонов, или только в 2,4GHz.

Естественно, наличная в каждом диапазоне полоса пропускания предопределила технические ограничения.  В европейский частотный диапазон получилось «утрамбовать» всего один частотный канал, в североамериканский – 10, в международный ISM – 16 каналов. При этом в терминах 802.15.4 принята сквозная нумерация всех доступных 27 каналов, в которой 0 соответствует единственному европейскому, 1-10 – американским и 11-26 – общемировым. Кроме ограничений на число каналов проявились и ограничения в максимальной полосе пропускания – для европейцев она ограничена 20 Kbps, североамериканцев – 40 Kbps, ну и для «промышленности, науки, медицины» а также китайских игрушек и прочей чепухи всего мира – 250 Kbps.

Кажется, настала пора показать какое-нибудь овеществление, соответствующее стандарту 802.15.4. Этого «добра» у производителей в достатке, вот, например, продукты «двух противоположностей» - очень милой голландско-бельгийской fabless компании GreenPeak и мирового масштаба монстра полупроводникового производства Freescale:

   
Совсем маленькие микросхемы (помещающиеся в клеточку обычной ученической тетради, где-то 5×5 мм). С минимумом дешёвых дополнительных пассивных компонентов (буквально три-четыре детальки) они реализуют за пару долларов… Наконец-то мы добрались до сути, пора.

Реализация 802.15.4 – это в первую очередь весьма совершенный приёмопередатчик, ориентированный на обмен цифровой информацией. Аналоговые сигналы через 802.15.4 «не ходят» (но многое можно оцифровать и передать-принять уже в цифре). Этот приёмопередатчик способен работать в полудуплексном режиме, то есть, одна микросхема в зависимости от заданного извне режима работы может переключаться с передачи на приём и обратно (приведенная в качестве примера микросхема MC1323 производства Freescale содержит в себе кроме приёмопередатчика 802.15.4 ещё и микроконтроллер, то есть, представляет собой уже готовый компьютер с радиоканалом).

Если говорить в более привычных терминах компьютерных сетей, 802.15.4 приёмопередатчики (более распространённое название – трансиверы) формируют два нижних уровня сетевой модели OSI – физический и канальный (physical и data link layers).

На физическом уровне в 802.15.4 используются довольно развитые принципы модуляции радиосигнала и «взрослые» цифровые методы «распыления» его спектра. Причём принцип модуляции зависит от рабочего диапазона частот трансивера. Так, для европейского и североамериканского диапазонов используется самый простой принцип модуляции – фазовая манипуляция (BPSK), а вот в ISM-диапазоне уже всё намного сложнее – тут работает куда более сложная квадратурная модуляция со сдвигом (если совсем точно, то 16-уровневая OQPSK), которая используется в спутниковых каналах связи, например.

Ну и наконец, «распыление» спектра сигнала, DSSS, по-умному – расширение спектра методом прямой последовательности. Если упрощённо – к передаваемому сигналу «подмешивается» специально созданный шум с известными передатчику и приёмнику параметрами (шум формируется псевдослучайной цифровой последовательностью). Сигнал этого «шума» изменяется чаще, чем содержащий информацию сигнал (например, в 15 раз чаще для 802.15.4 трансивера, работающего в европейском частотном диапазоне, что означает – вместо одного импульса для представления одного бита передаётся фрагмент псевдослучайной последовательности из 15 более коротких импульсов, которые принято называть «chips»). В итоге получается нечто псевдослучайное, с «раскатанным» в тонкий блин спектром (для рабочего диапазона 2,4GHz спектр «раскатывается» в полосу почти 3 MHz шириной, а полосы каналов разнесены на 5 MHz, эти цифры здесь только для того, чтобы показать, что никаких вычурных, сложных и прецизионных аналоговых высокочастотных схем вне 802.15.4 трансивера не требуется), но его довольно удобно методами обработки сигналов «вытаскивать» из эфира, если известна псевдослучайная последовательность «шума».

В общем, из-за «распыления» спектра и разные излучающие устройства меньше мешают друг другу, и получается косвенная защита информации (потому что для вылавливания сигнала надо знать псевдослучайную последовательность), и ещё много всякого полезного получается, что на нас работает каждый день, потому что DSSS принцип применяется и в Wi-Fi, и в CDMA, и где угодно ещё, где звучат слова "современная связь".

Глубже этих «на пальцах» иллюстраций не будем опускаться, желающие могут забраться в «дебри» самостоятельно, «в куда копать» уже известно. Я же просто пытаюсь очертить границы и подсказать, что в микросхемке 802.15.4 трансивера упаковано весьма совершенное и далеко не простое устройство связи. По сравнению с которым, например, очень скромно выглядят «военные» радиостанции, с которыми таскаются наши несчастные солдатики на учениях.

Требуемая стандартом выходная мощность 802.15.4 трансиверов составляет всего 0,5 милливатта, большинство производителей позволяют в своих микросхемах программно ее регулировать, но традиционно речь идёт о диапазоне от 0,5 до пары милливатт. Всего. При этом 802.15.4 обеспечивают устойчивый обмен данными на расстоянии в десятки метров. В реальных, а не лабораторных условиях, при, как вы понимаете, «зачумлённости» частотного диапазона 2,4Ghz (сугубо для любителей странных сравнений, цифр и сферических коней в вакууме – теоретическое максимальное расстояние устойчивой передачи данных в вакууме для идеально соответствующего букве стандарта трансивера 802.15.4 составляет примерно километр).

Но это всё только фрагмент физического уровня. Преобразовать полезный сигнал в модулированный широкополосный радиочастотный, излучить его в пространство, принять радиочастотное месиво, обработать его и восстановить что было на входе передатчика – это только маленький фрагмент 802.15.4. И не весь физический уровень. Он ведь должен управляться как минимум. Выходная мощность передатчика, например, может изменяться программно. Как и чувствительность приемника. Частоты каналов могут выбираться. И вообще, физический уровень существует не сам по себе, он нужен всему, что выше него, поэтому по стандарту он должен предоставлять целый ряд сервисов, причём асинхронных. И под этими сервисами должно быть упрятано как можно больше низкоуровневой функциональности, потому что 802.15.4 трансиверы в основном соединяются с крохотными вычислителями, для которых каждое лишнее действие – лишнее.

И, наконец, на физическом уровне существует стандартный пакет данных, в который инкапсулируется всё, что надстраивается выше, PPDU (PHY Protocol Data Unit). И формирование этого пакета – тоже задача трансивера, а не присоединённого вычислителя.

В общем, уже должно быть понятно, что эпитеты «простой» и «дешевый», которые принято применять к 802.15.4 каналам, означают не совсем то, что можно понять без всего этого экскурса. «Простой» больше означает и простоту использования трансивера присоединённым вычислителем, и простоту реализации законченных устройств, использующих 802.15.4 (буквально несколько недорогих компонентов). А «дешевый» больше означает, что за всю эту простоту не придётся дополнительно платить. На деле же хороший трансивер 802.15.4 – устройство очень непростое и уж никак не дешёвое в проектировании. Но очень грамотно и красиво продуманное ещё на допроектном этапе, на уровне стандарта.

Будем продираться дальше.

Стандарт 802.15.4 описывает два уровня модели OSI – физический и канальный. О физическом мы немного поговорили, что там есть как бы уже понятно хотя бы на уровне идей и названий.

Канальный уровень в 802.15.4 разбит на два подуровня – традиционные управления доступом (MAC, Media Access Control) и логической передачи данных (LLC, Logical Link Control). Задачи MAC – поддержка доступа к разделяемому между множеством 802.15.4 устройств каналу и обеспечение надёжной доставки данных.

Каналом, что очевидно, является фрагмент диапазона рабочих частот, например ISM, и так как это не требующий лицензирования диапазон, в нём может быть всё, что угодно – от брелков автомобильных сигнализаций до всевозможных беспроводных сетей. Соответственно, без механизма спасения от коллизий в таком канале делать нечего. Стандарт 802.15.4 требует реализации в трансиверах механизма CSMA-CA, в пристойном переводе – «многостанционного доступа с контролем несущей частоты и предотвращением конфликтов». На уровне принципиального понимания об этом механизме можно сказать кратко – это принцип вежливости, перенесенный на технические системы: «прежде чем что-то сказать – послушай, не говорит ли сейчас кто-то, и не перебивай говорящего». То есть, пожеланием что-то передать программа 802.15.4 устройства инициирует цепочку действий трансивера – он переходит в режим приёма, прослушивает какое-то время канал, и если в нём не обнаружены сигналы – автоматически начинает передачу. Причём за всеми этими пространными объяснениями стоят весьма конкретные механизмы, например, только «прослушивание» канала может выполняться тремя определёнными стандартом методами (два из которых подразумевают распознавание по характеру «распылённости» спектра сигналов их соответствие стандарту 802.15.4), и, естественно, задействует физический уровень трансивера. Кроме этого, в MAC-уровне упрятана куча прочих аппаратно реализованных механизмов – от очевидно необходимого синтезатора несущих частот (им же надо откуда-то браться) до служебных вроде автоматической генерации фреймов подтверждения успешности приёма пакета данных и фундаментальных, необходимых для формирования беспроводных сетей определённых топологий, а также ключевые механизмы управления временем (о них будет немного дальше). В общем, MAC-уровень 802.15.4 реализует очень многое, что на практике означает освобождение и вычислителя, использующего 802.15.4 трансивер, и программиста, разрабатывающего что-то прикладное, от множества задач.

Вторая фундаментальная задача всего, что обеспечивает работу MAC-уровня 802.15.4 – поддержание возможности построения беспроводных сетей двух основных топологий – звезды и точка-точка. Сразу следует сказать, что «поддержание возможности» - это не управление и формирование, это именно набор служебных механизмов, без которых создание высокоуровневых протоколов превратилось бы в страшный ужас.

Топология «звезда» предусматривает некоторое неравенство узлов сети, для неё достаточно одного «полноценного» узла и кучи узлов «с ограниченными возможностями». Полноценный узел играет роль координатора сети, состоящей из способных с ним обмениваться данными более простых узлов. Что сразу означает – его программное обеспечение должно быть достаточно сложным. Звездообразная топология непосредственно вводит одно жесткое ограничение – все упрощенные узлы должны иметь возможность устойчивой связи с координатором. Стало быть, физический размер такой сети большим быть не может, и всякие мешающие распространению радиоволн препятствия могут вообще не позволить реализовать такую сеть. Но, при всём этом, применения и для звездообразной топологии 802.15.4 сетей находятся.

Топология «точка-точка» предусматривает полное равноправие в возможностях всех узлов. И снимает ограничение на физический размер сети. Единственный координатор сети остаётся актуальным и в такой топологии. Но, само собой, за всё приходится расплачиваться, и в этом случае расплата наступает на уровнях, которые выше 802.15.4. То есть, там, где уже надо много разрабатывать, тратя время и деньги. А область таких «многохоповых» сетей (mesh-сетей) – она не то, чтобы в зачаточном состоянии, но в ней ещё тьма всякого недопонятого и недоизученного (для иллюстрации – лучшей студенческой научной работой мира прошлого года признана разработка из этой области, алгоритм маршрутизации в многохоповых сетях на основе модели распространения слухов, гарантирующий фиксированное и известное время доставки пакета). Естественно, практически все усилия разработчиков сейчас сконцентрированы именно в этой области. Здесь нужны новые механизмы маршрутизации, каких ещё не было, потому что никто в индустрии особо не готовился к скорому факту появления возможности построения громадных сетей из десятков тысяч копеечных узлов, в которые и не «утрамбовать» огромные таблицы маршрутизации из-за технологических ограничений, и в общем случае эти таблицы и не построить, потому что сеть может изменять конфигурацию во времени. А факт существования и необходимости в существовании таких сетей уже имеет место быть.

Есть ещё третий вариант возможных топологий 802.15.4 сетей, который как бы не совсем поддерживается возможностями стандарта – кластерно-древесная топология. Но это уже совсем высший пилотаж.

Пожалуй, самое главное, о чём стоит упомянуть после этого топологического экскурса – специфический для 802.15.4 сетей термин «бакен» (beacon). Это специального назначения передаваемый по радиоканалу пакет, которым, по большому счёту, осуществляется то самое «управление временем», о чём было упомянуто ранее. Это очень простое понятие, но не очень простое в логике надобности в нём. И здесь придётся сделать отступление к самому началу, к упомянутой уже проблеме энергоэффективности.

Приподнимем завесу – средний рыночно доступный трансивер 802.15.4 требует для питания в режиме что передачи, что приёма, тока порядка 20 миллиампер. Для батарейного питания – это очень большая цифра, при ёмкости типовой маленькой батареи порядка 750 мА/ч всего лишь каких-то 38 часов непрерывной работы устройства (если в нём все остальные узлы потребляют ничтожно мало) – и пора менять батарейку. Никому такое счастье не нужно. Откуда же тогда «годы» работы?

Чудес не бывает, конечно. И если надо снизить энергопотребление какого-то узла, который меньше чем ему нужно, потреблять не может, есть только один выход – сделать работу этого узла прерывистой. То есть, на непродолжительный период включать сильно потребляющее, а на продолжительный – выключать. Отношение этих периодов принято называть duty cycle (принятый в русскоязычной литературе термин «скважность» обозначает обратное duty cycle значение, поэтому я его не буду использовать для уменьшения энтропии). И пакеты-«бакены» как раз предназначены для обозначения начала временных интервалов всплесков активности устройств в сети. Среднее потребление энергии в таком случае можно «прикинуть на пальцах» - например, устройство потребляет 10 милливатт, оно активно в течении одной миллисекунды, а одну секунду «выключено» и в этом режиме оно потребляет 10 микроватт. Duty cycle получается 10-3 или 0,1%. Среднее энергопотребление работающего в таком режиме устройства получится 19,98 микроватт, эта цифра рассчитывается по диаграмме энергопотребления простой арифметикой, но с помощью тех самых интегралов, которые нужны только для вытягивания упавшей в бочку фуражки (© бородатый анекдот):

 
Красный участок активной работы устройства длится 1 ms, в это время потребление энергии – 10 mW, бирюзовый – 1000 mS сниженного до 10 µW энергопотребления, следовательно, площадь красного прямоугольника (потребление энергии за миллисекунду) – 10×10^-3*10^-3=10×10^-6 джоулей, площадь бирюзового прямоугольника – 1*10×10^-6=10×10^-6 джоулей. Получается, всего за 1,001 секунды устройство потребило 20×10^-6 джоулей, стало быть, среднее энергопотребление за этот промежуток времени получается порядка (20×10^-6/1,001) 19,98×10^-6 ватт. Предположим, что всё это удовольствие требует напряжения питания 1,8 вольта (не взято «с потолка», это уже очень распространённое реальное напряжение питания), тогда уже упомянутая усреднённая батарейка с ёмкостью 750 mA/ч может обеспечить работу нашего виртуального устройства в течение примерно 37 тысяч часов ( (0,75*1,8)/(19,98×10^-6*1,8) ) или четырёх лет.

Пакет-сигнал «бакен» предназначен и для обозначения интервала активности, и для синхронизации «часов» всех устройств 802.15.4 сети. Естественно, все включившиеся в определённый момент времени устройства в сети включатся в каких-то временных интервалах около этого момента, потому что идеального ничего не бывает, в том числе и способов формирования временных интервалов. И эти ошибки не должны быть такими, чтобы устройства не смогли обнаружить сигнал-«бакен». Поэтому неидеальность «часов» предопределяет реальные возможности снижения энергопотребления 802.15.4 устройств за счёт прерывистого режима работы. Теоретический предел очень велик – стандарт устанавливает длительность пребывания в неактивном состоянии 802.15.4 устройств в сети в диапазоне от 15 с лишним миллисекунд до четырёх минут. Но для достижения последнего значения требуется точность «часов» узлов на уровне 0,0002%. Это достижимая, конечно, цифра, но за счёт очень больших затрат что денег, что энергии, посему на практике её можно считать недостижимой, тем более, в такой чувствительной к цене,  габаритам и энергопотреблению области, как Internet Of Things. Поэтому соответствующее реальным возможностям требование стандарта к точности и стабильности «часов» 802.15.4 устройств примерно в 25 раз ниже теоретически возможного предела.
Сеть 802.15.4 может работать и в режиме без сигналов-«бакенов» (и так и работает в европейском частотном диапазоне), в нюансы мы вдаваться здесь вообще не будем, достаточно упомянуть о такой возможности.

Итак, соберём всё в одно целое – стандарт 802.15.4 определяет весьма совершенный канал радиопередачи данных, предназначенный для передачи исключительно цифровой информации и способный очень быстро включаться, выключаться и переключаться из режима передачи в режим приёма. Овеществления этого стандарта что в виде отдельных микросхем трансиверов, что в виде интегрированных на одном кристалле с микроконтроллером устройств, с точки зрения программиста представляют собой довольно большое количество регистров, на которые отображены функции радиоканала (порядка полутора сотен, так что там далеко не всё "совсем уж просто", конечно, но и страшного ничего нет, если знать принципы работы 802.15.4, без их знаний управлять этим удовольствием очень трудно) и областей памяти для формирования пакетов данных, которые будут переданы и для накопления принятых пакетов.

Без всякого пафоса это шедевр инженерного творчества. И потому неудивительно, что 802.15.4 выбрали для овеществления очень многие производители. И, тоже неудивительно, что над 802.15.4 были надстроены такие популярные абстракции и их овеществления, как ZigBee.

И, наконец, полным признанием 802.15.4 стало выделение этого стандарта Инженерным Советом Интернет IETF в де-факто списке «признанных». Признание пока ещё в стадии RFC (но Интернет-стандарт уже на подходе), желающие могут ознакомиться с RFC 4919 и 6282. А суть признания – стандартизация механизма приведения IPv6 сетей к возможностям уровней (физического и канального) 802.15.4. Этот механизм получил название 6LoWPAN (IPv6 в беспроводных сетях личного пространства). И для него уже есть многочисленные реализации.

Так что когда мы говорим или слышим это самое Internet Of Things (IOT), мы и говорим и слышим именно то, что обозначает аббревиатура (редчайший случай в истории индустрии, хихи) – множество крохотных простых дешёвых встроенных в разные устройства вычислителей с радиоканалами 802.15.4, способных обмениваться информацией с помощью общепринятого в Интернет интернет-протокола шестой версии (IPv6).

Собственно, это всё, что можно было «утрамбовать» в небольшую заметку. Это только фрагмент IOT, конечно, не 6LoWPAN единым жив мир IOT, есть множество нестандартных решений, допускающих использование "из интернет" сетей малых устройств.

Надеюсь, и не очень глубоко загнал читателя, и не лишил возможности разглядеть ту непростую красоту, которая кроется в доступных микросхемах и устройствах.

Откланиваюсь.

PS

Кажется, у некоторых сложилось впечатление, что речь идёт о чём-то ужасно экспериментальном и существующем "на бумаге" :)

Очень непросто добираться до реальных цифр (они стоят немалых денег), характеризующих рынок. Но всё же, сугубо для справки. В 2010 году только промышленность для своих специфических применений "съела" 802.15.4 микросхем примерно на $2 миллиона, и в скором будущем ожидается принятие общенационального китайского стандарта WIA-PA, который базируется на 802.15.4. Это взорвёт рынок, как и переход 6LoWPAN из состояния RFC в стандарт.

По-моему, сравнительно несвежий прогноз ABI Research ёмкости рынка 802.15.4 трансиверов и гибридных микросхем на уровне $155 миллионов в 2014 году не учитывает появление WIA-PA и скорого перевода 6LoWPAN в статус стандарта.

Одна Freescale "отрузила" в 2008 (!) году более семи миллионов 802.15.4 трансиверов (здесь всё вместе - и автомобильная промышленность, и домашняя автоматизация, и управление освещением). В альянс ZigBee, в основе спецификаций которого лежит 802.15.4 физический уровень, входят более 400 компаний, количество конечных (потребительских) продуктов, достпуных на рынке, приближается к тысяче (и, кажется, эта цифра очень занижена). При этом доля ZigBee в общем разнообразии бытовых беспроводных систем - менее 40%, к 2015 году ожидается ее увеличение до 50%, и это во многом из-за использования в новых спецификациях ZigBee 6LoWPAN стека, все хотят стандартности. Промышленные стандарты WirelessHART и ISA100.11a - это здоровенный кусок 90-миллиардного пирога систем промышленной автоматики, и это тоже в своей основе 802.15.4. ABI Research оценивает ёмкость рынка микросхем 802.15.4 на уровне 1,1 миллиарда в 2016 году, это при том, что беспроводные IOT сети звездообразной топологии ожидает бум Bluetooth LE с прогнозируемыми 10 миллиардами инсталляций. 

Ну и, наконец, такие красивые продукты, как термостат Nest, как бы просто показывают современный и грамотный подход к использованию "всего на своих местах" - 802.15.4 в сочетании с Wi-Fi роутером.

Фантазировать иногда полезно, особенно во времена, не оставляющие для фантазий ни места, ни времени. Вот и попытаюсь собрать то зревшее в голове, что образовалось в результате интенсивной эксплуатации двух очень разных планшетов (большого формата, 10 дюймов, с дополнительным «перьевым» вводом, и маленького 7-дюймового). Это как бы сны о чём-то большем. Не стоны ни в коем случаем, и не жалобы. Просто всегда хочется чего-то лучшего.

1.    Беспроводные коммуникации. Wi-Fi – это уже неинтересно, это везде, причём стандарт специфический, ощутимо увеличивающий стоимость и энергопотребление Wi-Fi совместимой периферии. Разве что ожидаемое существенное увеличение полосы пропускания (802.11.ac) может оказаться весьма забавным в последствиях по сравнению с нынешним стандартом 802.11.n. Сейчас локальный Wi-Fi обмен между устройствами не так часто используется (и это правда ведь), но с существенным ростом локальной полосы пропускания выйдет забавная ситуация, ведь интернет-доступ ограничен платной полосой «последней мили», и здесь особенных взрывов (чтобы сразу и всюду) не предвидится. То есть, появление доступных 802.11.ac устройств может (и должно, по логике) сказаться на популярности облачных файлохранилищ – доступ к локальным персональным данным в любом случае окажется намного быстрее. Так что я думаю, что персональные "облака" (точнее, просто файловые серверы) с появлением 802.11.ac существенно прибавят в популярности.

Bluetooth Low Energy (BLE), детище Nokia, нечто среднее между сугубо «компьютерными» и «межмашинными» беспроводными интерфейсами, находится в странной ситуации – оно вроде как есть, и его вроде как нет.

С другой стороны, стандартный физический уровень беспроводных «межмашинных» сетей 802.15.4 не просто «существует», а становится в специфических областях (домашняя автоматизация, например) ключевым низкоуровневым интерфейсом (и в этих областях уже обороты измеряются миллиардами). Например, над ним надстраиваются популярные ZigBee и 6LoWPAN стеки. И очень удивительно, что 802.15.4 в современных планшетах (и смартфонах) нет. По-моему, самое время ему там появиться. Это появление, по логике, может стать действенным инжектором инноваций. Потому что – совместимые устройства могут работать от батарейки долго, они потенциально просты и дёшевы, возможности их применения никак не ограничиваются что обычно невыносимо тупеньким от рождения «smart house», что «умными кроссовками» или носками, де-факто заменяющими обычный шагомер. То есть, появление потребительской аудитории, способной утилизировать возможности всего, что построено «над» 802.15.4, просто обязано отозваться появлением этого самого «всего». Причём в этом случае ситуация с невнятным NFC (Near Field Communication, фактически разновидность RFID), опять же, по логике, не должна повториться – NFC требует очень близкого размещения считывателя и тэга (в реальности – единиц сантиметров), а это весьма существенное ограничение возможности каких-либо осмысленных применений.

В общем, я очень жду расширения спектра беспроводных интерфейсов носимых устройств, и очень жду в смартфонах и планшетах 802.15.4 с востребованными программными стеками. Это совершенно реальное расширение, потому что всё необходимое для него в мире Linux, например, есть. А для производителей класса Microsoft и Apple решение такой задачи страшных сложностей не представляет.

**Пришлось сделать эту "врезку" уже после написания всего текста, уж извините, всё очень быстро происходит, за всем не успеваешь. Только что (через пару часов после опубликования этой записи в оригинальном её виде) мои rss сети притащили вот что -

ARM приобрела финский стартап  Sensinode Oy, который как раз и специализируется на 802.15.4, 6loWPAN и, что главное, - на "стыке" между потребительскими мобильными терминалами (смартфонами и планшетами) и миром IOT (Internet Of Things). Вот так вот. Не мне одному "режет" глаз разделяющая два мира пропасть. И кто знает, вдруг "внезапно" в ядрах ARM появится аппаратная поддержка 802.15.4 - в мире микроконтроллеров это уже давно не новость, кстати, интеграция собственно вычислительного ядра, периферийных узлов и радиоканала в одной микросхеме. Ну что же, это приятное подтверждение.

**

Кстати, и в контексте (в том числе и следующего пункта), и вне него, о Microsoft. Компания сейчас повторяет давнишние приёмы Sun и начинает «штурмовать» образовательный рынок WinRT-планшетами, которые пока не приживаются на рынке потребительском. Для разнообразия – забавная реклама от Microsoft, чётко расставляющая точки над «i» в вопросе «солдат, кто твой враг»:

Вот для образовательного рынка как раз планшет с поддержкой беспроводной работы со всевозможными специализированными устройствами (да, сейчас их нет, и что с того, если есть всё, что нужно для их реализации?), самыми неожиданными, какие можно придумать для образовательного процесса, - это настоящая бомба. И для вообще того, что мы называем «длинным хвостом» и в чём тоже ведь крутятся немалые деньги (если уж коммерческим языком говорить), причём потребители из «длинного хвоста» куда менее восприимчивы к сиюминутному, в «длинном хвосте» денег поменьше, но и жизнь постабильнее. Как раз то, что нужно для малых и средних бизнесов. Попробую в двух словах на простом примере объяснить о чём речь. Совершенно реальном. Большинство знает, что такое мультиметр. Измерительный прибор, «меряет всё». Типовой традиционный качественный мультиметр содержит экран и всё нужное для управления им. В стоимости мультиметра, соответственно, увеличенный за счёт экрана корпус и сам экран составляют какую-то приличную долю. Если мультиметр изготовлен в виде двух щупов и способен по какому-нибудь основанному на 802.15.4 дешёвому радиоканалу соединяться с планшетом или смартфоном, при той же стоимости, что в традиционном случае, разработчик мультиметра может предложить куда более качественную целевую «начинку», то есть, при той же потребительской цене такое устройство будет по определению качественнее традиционных. И «качественнее» не в абстрактных маркетинговых терминах, а в самом непосредственном смысле – оно будет лучше делать что должно делать. И потенциально может куда больше позволять за счёт обработки результатов измерений достаточно мощным вычислителем. И таких примеров – миллионы, нужно только хорошенько задуматься.

2. Очень жду, когда, наконец, кто-нибудь в «планшетной» индустрии почитает какую-нибудь хорошую книгу по эргономике, а не много плохих о дизайне интерфейсов. Потому что «удобство ввода текста» и «планшет» – пока что явления из параллельных вселенных. Причём пользователи и программисты упорно придумывают способы что-то здесь улучшить, иногда не такие уж и глупые, например – «плавающие» (floating) разделённые (split) экранные клавиатуры, которые можно разместить на экране поверх приложений так, чтобы удобно было набирать текст одними большими пальцами рук (планшет и смартфон ведь надо ещё как-то держать). Для устройств с пропорциями экрана порядка 16:9 и 16:10 (их подавляющее большинство) в пейзажной ориентации такой подход – настоящее спасение. Вот, наконец, кто-то придумал гениальное совершенно для Android-смартфонов – совмещённый чехол-клавиатуру с разделёнными сегментами клавиатуры:

Но такое гибкое «расширение» для сравнительно больших планшетов не пригодно. Ну так где же ж то же самое, только для планшетов, жёсткое, со смещёнными вверх секциями клавиш, расположенными так, чтобы средний caucasian (это не кавказец вовсе, хотя и кавказцам такое тоже не помешает) легко дотягивался большими пальцами до всех клавиш (что, кстати, подсказывает, что клавиши должны располагаться вовсе не по линейной сетке)? Простейшая ведь штука. И много удобнее, чем требующие пристраивать планшет «на коленях» всевозможные традиционные уменьшенные клавиатуры. Планшет – не ноутбук, для него пользователи выбрали совершенно другой стиль использования.

3. «Плавающие» (floating) приложения. Из сегодняшнего дня можно с уверенностью говорить, что все идеи о ненужности многозадачности в мобильных устройствах были откровенным бредом. Не помню уже кто там с ними носился, кто их горячо поддерживал и отстаивал, кто навязал индустрии этот горячечный бред высокопоставленного чиновника, которому «ничего не нужно, лишь бы не утруждать себе то, что вместо мозга», и не хочу даже вспоминать. Наконец-то в Google этот факт тихо-тихо признали и в самом свежем обновлении Youtube-клиента сделан осторожный шаг в сторону признания – появилось «плавающее» в пределах приложения окно для видео. А ведь разрешение экранов доступных планшетов и их экранная площадь в 2013 году в однозадачном режиме – это совершенный нонсенс. Потому что в реальности и простыми словами – пользователь смотрит через «ретину» на оптимизированные для web картинки. То есть, говоря образным языком подворотни, пользователю «впарили ретину» просто так, получается, ничего вообще ради. Короче говоря, очень жду введения в стандартные API мобильных ОС стандартной «от производителя» поддержки «плавающих» приложений. Дорогие производители! Это реально нужно пользователям. Потому что это удобно. Даже незначительное количество таких приложений, пишущихся «поперёк» существующих API, востребованы. Например, совсем «свежее» - Floating Toucher и Floating Notifications для Android. Посмотрите на количество инсталляций. От 100 до 500 тысяч у каждого приложения. О такой аудитории, как я понимаю, мечтают все разработчики мобильных приложений (кроме кто пишет игрушки, конечно, хотя и для них это цифра). А этим приложениям – без году неделя. Время стандартизации и поддержки разработки floating-приложений пришло, в общем. И пусть стыдливо молчат те, кто с пеной у рта доказывал ненужность мобильной многозадачности. Вообще, идиоме «не нужно» есть одно место в обширном интернете – на профильном сайте linux.org.ru. Там нубам всё «не нужно», да.

4. Резистивные тактильные матрицы, похоже, канули в Лету. Но есть такое забавное утверждение – нет ничего более нового, чем хорошо забытое старое. Так вот. Емкостные сенсоры – не лучший вариант для точного перьевого ввода. Это с одной стороны. С другой – планшетные вычислители как будто созданы для перьевого ввода. И его нехватка очень ощущается. Потому что, с третьей стороны, задачи, требующие точного позиционирования указателя, никуда не деваются, они были и есть, и всякие «приёмчики», позволяющие как-то повысить точность позиционирования ничего толком не решают. А ведь, если присмотреться, существуют совершенно чудные забавные игрушки типа Boogi Board:

Поддерживающие стиль рукописных блокнотов, при этом позволяющие сохранить рукописное в векторном формате. И с другой стороны – были и есть довольно несложные программы, превращающие «рукописный вектор» (рисунки) в геометрически правильное, чуть ли не в чертежи. Это тоже давно не «искусственный интеллект». И что, никто не заметил, что из мощного планшета и такой вот «рисовалки» получается совершенно гениальный гибрид. Для студентов. Инженеров. Дизайнеров интерьеров. Журналистов. Иллюстраторов. Да для кого угодно. Очень недооцененная простая и полезная возможность. Решаемая на уровне чехла для планшета, кстати. Есть же чехлы-клавиатуры, почему бы и нет? К тому же, такие LCD-рисовальные доски потребляют мизер энергии, а мы, человеки, «карлякаем» на бумажках довольно долго. В итоге – «комбайн» из такой доски и планшета будет работать много дольше, чем просто планшет с перьевым вводом, потому что во время «карляканья» изрядно (по сравнению с такой «доской») потребляющий планшет будет в режиме «сна». Для студентов, например, с восемью часами лекций – это очень неплохо, мне кажется. И не только для них.
Вообще, синергетика новых устройств ввода с планшетами – тема для отдельного серьёзного разговора. Ау!, производители «электронных ручек» и блокнотов со специальной бумагой. Я, как активный планшетный пользователь, очень жду чехла для планшета, чтобы с таким блокнотом и ручкой. Где вы, Moleskine? Кто у вас работает и чем думают те, кто у вас работает? Это же совершенно замечательный гибрид. С совершенно иными возможностями. И массе людей реально нужный, просто они пока не догадываются о существовании самой возможности объединить всё это воедино.

5. Электронные книги, журналы, вообще всё, что приходит на смену печатному. Медвежью услугу всему этому оказали разработчики медленноэкранных электронных книг. Потому что возможности выбранной ими технологической платформы существенно ограничивают возможности самой «электронной книги» как некоторой цельной конструкции. Медленный экран – ограниченные возможности отображения динамического контента, нетактильный экран – ограниченные возможности ввода. И против этих ограничений простое соображение о чтении (а не о распознавании букв и их сочетаний) – чтение ведь является активным процессом. В общем случае. Только частной разновидностью чтения является убийство времени в метро или очередях. Как и чтение только простейшей беллетристики, не требующей обращений «за справкой». В общем же случае чтение – просто кусок человеческой жизни. В конце концов, все мы чему-то как-то выучились. Многие – по бумажным книгам. Которые, например, можно было положить на стол сразу несколько штук открытыми и «подсматривать» по мере необходимости то в одну, то в другую. Обычное дело в библиотеках, например. И? И ни одна «читалка» не поддерживает такого очевидного режима. Одна «читалка» - один открытый файл книги. А несколько копий «читалки» не позволяет одновременно запустить платформа. Чепуха какая-то получается – имея прекрасные технологии, превращаем нормальный читальный зал в глубочайше хуторскую избу-читальню с пятью книгами и жадным до образования населением – «одна книга – в одни руки».

Теперь интерактивность. Где, господа хорошие, интерактивные электронные книги? Страшный стыд, дорогие ITшники, что в 2013-м году, при массовой доступности одновременно и мощных устройств для чтения с экранами сверхвысокого разрешения, и высокопроизводительных каналов доступа, и облачных платформ со всем их барахлом, мы читаем тупенькие «отрисованные» на экран pdf-книги по специальности. Хотя, по логике, все примеры в этих книгах должны быть «живыми», чтобы прямо из книги, в процессе чтения, можно было их запустить на исполнение на чём-то удалённом, что-то в них изменить, посмотреть на реакцию. Об инженерных книгах вообще молчу. В целом, по моему совершенно нескромному мнению, история с интерактивными книгами – это позор IT индустрии. Концентрированный. Мало того, что новые книги всё больше пишутся для иллюстрации собственной осведомлённости (автор хочет себя продать подороже?), чем для удовлетворения здорового желания поделиться знаниями (не верите? возьмите, например, что-нибудь из свежеизданного культовой O’Reilly, особенно о востребованных повседневно сложных системах типа git, и попробуйте читать, там вам вывернут мозги весьма крепко). Так ещё и исполнено это в традициях IBM 360 с барабанным АЦПУ на выходе. Какой год на улице, индустрия, ауууу? Тишина в ответ. Причём, ладно бы, нужно было бы выдумывать что-то из rocket science. Так нет же ж. Всё буквально валяется под ногами. Например. Люди «в теме» знают, что такое, например, knitr. Создатели сайта knitr пишут для профессионалов, для непрофессионалов объясню на пальцах – это механизм построения динамических документов, использующих простейшую markdown разметку и встроенные скрипты исполнения-визуализации на языке R. В итоге получается красивый читабельный динамический документ. Люди в другой теме уже должны понять, насколько это «страшно». Но я хочу другого понимания. Разве электронная книга – это в идеале не «красивый читабельный динамический документ»? Если нет - то в чём же ж тогда смысл «электронности» такой книги? В мнимом сохранении природных ресурсов, оборачивающимся отравленными техногенными выбросами областями Китая (который не на другой планете и не в другой атмосфере, например), грудой плохо утилизируемой быстроустаревающей пластмассы и выкачанной на эту пластмассу нефти? Или в новом упоительном «лексусе» владельца бизнеса (действительно хорошие астон мартины в этой нише рынке не положены из-за ограничений ёмкости рынка)? «Не верю» ©

К интерактивности отнесу и самое элементарное. Читая иллюстрированную «электронную книгу», в которой иллюстрации осмысленны, а не создают «эмоциональный настрой», мы что вынуждены делать в 2013 году? Вот-вот, правильно. Мы вынуждены по каждой ссылке на иллюстрацию к ней возвращаться. А потом возвращаться к тому месту в книге, где ссылка прервала чтение. Это вообще взрослые люди придумали такое? Зачем же ж сотни миллиардов транзисторов пакуются во все эти мелкие устройства? И зачем над ними – миллионы строк кода? Ради чего всё это городилось? Чтобы заменить удобную бумажную книгу неудобным эквивалентом?

И, опять же, к интерактивности. В книгах, если их не писал какой-нибудь простигосподи «писатель» «фантаст» Лукьяненко, бывают сноски. И они часто представляют особую ценность. Что-то автор хотел сказать, наверное, раз уж предусмотрел необходимость сносок. Или он вообще говорил удобно ему в рамках его образованности, а мы, по дикости и мнимости полученного «образования» вынуждены обращаться за сделанными для нас потом пояснениями. Не важно. Сноски нужны. И они должны быть, обязаны быть интерактивными. Но, по-моему, создатели «электронных книг» соревнуются в идиотизме реализации этих самых несчастных сносок. Лучшие из идиотов требуют сначала лишними действиями запомнить где ты сейчас читаешь, потом перейти к странице сносок, потом вернуться к запомненному, выбрав последнюю "закладку" из растущего списка.  Средневековье какое-то. «Имя розы».

И, наконец, измученная барыгами (простите) всех мастей «социализация». Чтение – процесс социальный. Настолько социальный, что книги предопределяют идиоматику языка даже тех, кто этих книг никогда не читал (мы живём в таком месте, например, где это справедливо – здесь очень многие знают ставшие идиомами цитаты, и не имеют ни малейшего представления о контексте, откуда цитаты вырваны, мой любимый пример – «Человек создан для счастья, как птица для полета» прекрасного недооцененного писателя В.Г.Короленко, блестящий рассказ «Парадокс»). О том же, что предопределяет идиоматика языка, я постараюсь промолчать. Но, больше того, социализация чтения имеет сугубо практическое значение. Любой язык идиоматичен, и вы попробуйте перевести для себя стихи Бодлера или, например, слова песен Тома Вэйтса (это ведь тоже стихи), в полном отрыве от сиоциума в его актуальном на момент написания состоянии. Чушь у вас получится. Полная. И где же в 2013 году социализация чтения? Где «читалки», в которых можно «подсмотреть» разнообразные мнения о выбранном фрагменте и его толкования англосаксов и, например, владеющих английским японцев? Нет ни таких «читалок», ни сопутствующих им сервисов. Казалось бы, чепуха какая в рамках обычных технологий – «раскладываем» по абзацам книгу на блог и даём возможность из «читалки» этот блог «прозрачно и незаметно» комментировать всем читающим. Тут никакой мудрости и rocket science не нужно. А изучающим языки, например, это – настоящее подспорье. А то до сих пор на 1/6 части суши «Caucasian» переводят как «кавказец», простигосподи. И вообще очень интересно как люди из совершенно разных культур понимают "чуждые" их культурам тексты. Это отдельная ценность. И она, кстати, придаёт возможности монетизации, если кто из не шибко умных ещё не догадался – люди склонны считать свое мнение очень ценным и даже готовы за возможность его высказать платить.

В общем, в области электронных книг я крайне разочарован. Как был разочарован, так и ещё больше разочаровываюсь. В том числе, как пользователь этих самых электронных книг. Готовый платить за удовольствия. И мне почему-то кажется, что я не один такой вычурно требовательный. Но никому в индустрии до нас нет дела. Иными словами, - никому в индустрии не нужны наши деньги. Бизнес-эффективные мОлодцы в этой индустрии, что тут сказать. Только потом они удивляются продажам своих великих компаний за бесценок.

Кстати, все перечисленные фантазии, если кто ещё не заметил, дочитав до этого предложения, в какой-то мере превращают планшет из терминала для потребления контента в куда более развитый персональный вычислитель, планшеты ведь для этого созрели на удивление быстро. И, с другой стороны, открывают возможности для моря новых бизнесов разных масштабов. То есть, это нечто уже реально индустриальное. С явной синергетикой. Сложите вместе простые вещи – вот дизайнер интерьеров обмеряет комнату лазерной рулеткой, например. Только в отличие от имеющихся на рынке лазерных рулеток, у этой нет никаких дисплеев – она сразу «забрасывает» беспроводным каналом данные измерений в планшет, который дизайнер держит в другой руке. Эти данные отображаются в «плавающем» поверх несложной CAD-системки (типа той, которую внедрила в своей торговой сети IKEA) окне и автоматически системными механизмами «расшариваются» с ней, поэтому модель комнаты меняется «на лету», клиент стоит рядом и это видит, а рядом в другом плавающем окне он видит варианты интерьеров, и т.д., и т.п., всё это – абсолютная реальность сегодняшнего дня, разве что сегодня всё или «оторвано» от внешних устройств, или требует существенного увеличения затрат из-за неоптимальных для приложений беспроводных интерфейсов, или требует от дизайнера чтобы он был больше "гаджетоманьяком", чем дизайнером. Все эти мелкие приложения, инструменты и прочее – это целые отрасли. Причём спрос в них пусть не такой «дикий», как на Angry Birds, зато и не такой отзывчивый на появление какой-то конкурирующей дурилки. Единственное, что кажется несколько несуразным для овеществления подобного – странное ценообразование, принятое с распространением централизованных рынков программ. Оно ведь без сомнений искажено. Впрочем, всему своё время – феномену «маркетов» без году неделя, и никто пока не знает, чем вся эта затея обернётся с ростом сложности и насыщенности мобильных приложений. Один раз уже нам рассказывали, что многозадачность не нужна, да. Второй раз слушать всякие глупости будет тенденцией, однако ©

Откланиваюсь.

Похоже, в мире IOT наступила пора "тяжёлой артиллерии". В этом месяце 10 гигантов IT при поддержке правительства США и Национального Института Стандартов (NIST) начали формирование консорциума "Промышленной Интернет". В списке претендентов на коллективное создание (и, естественно, последующий раздел "пирога") единого фреймворка для "сети машин" - AT&T, General Electric, Cisco, IBM и Intel. Вся эта махина, собственно говоря, будет работать над попыткой упорядочивания разношёрстного разнообразия, уже де-факто существующего в межмашинных коммуникациях. Список задач, которые предстоит решить, известен, и он представляет определённый интерес:

1. Междисциплинарная инженерия кибер- и физических систем;
2. Идентификация кибер-угроз, формирование политики междисциплинарной кибер-физической безопасности, построение адекватных систем безопасности;
3. Решение задач межсистемного взаимодействия (никто не собирается списывать в утиль всё имеющееся на сегодняшний день);
4. Решения задачи построения надёжных систем беспроводных  коммуникаций;
5. Формирование стандартов на сбор и обработку специфических для IOT данных в реальном времени.

Собственно говоря, это список областей, в которых денег в ближайшее время жалеть не будут. Тем более, что целевые рынки IOT (крупносерийное производство с логистическими цепочками, например, автомобильная промышленность, медицинские системы, оборонная промышленность) "безденежными" назвать очень трудно.

Итогом исполнения всех пяти пунктов довольно размытого плана должна стать модульная система "для всего IOT", объединяющая всё что нужно в широчайшем диапазоне логических системных уровней - от учёта требований при проектировании новых IOT-систем, бизнес-аналитики и стратегического планирования, до низкоуровневых специфических сетевых протоколов и механизмов маршрутизации (неявно, но очевидно, - обеспечивающих надёжность и гарантированное время доставки пакетов в ячеистых или mesh сетях). В общем, здесь всё будет очень интересно, потому что в любой из поставленных перед будущим консорциумом задач от тривиальности очень далеко.

Весьма забавен и тот факт, что как будто полностью ориентированные на потребительский рынок производители, уже имеющие статус "системообразующих", тихо-тихо начинают в своих нишах штурмовать IOT-рынок. Так, ведущий технолог британской ARM Майк Мюллер озвучил планы компании "выдать" на рынок новое специфическое процессорное ядро специально для нужд IOT. Концепция ARM в этой области не является тайной - вычислитель должен быть способен обработать данные за очень короткий промежуток времени, потом очень долго "спать" с почти нулевым потреблением энергии. Для всего этого в ARM планируют в том числе снизить напряжение питания нового процессорного ядра до минимально возможного уровня, при котором КМОП-транзисторы уже проявляют свои переключательные свойства (threshold voltage). То есть, речь идёт о встраиваемых системах с напряжением питания менее одного вольта. Несколько ранее ARM инвестировала в американский университетский стартап Ambiqmicro, как раз специализирующийся на полупроводниковых схемах со сверхнизким энергопотреблением. Что, собственно, наводит на мысли об использовании наработок Ambiqmicro в новых архитектурах ARM. Для полноты картины - работа КМОП-транзисторов и микросхем на их основе в области threshold напряжений - не есть технологическим взрывом или "революцией", например, у Intel с 2011 года "в закромах" существует овеществлённый проект Claremont, 6 миллионов транзисторов, реализующих классическую архитектуру IA-32 (суперскалярную, с конвейерами для целочисленных и команд с плавающей точкой) на кристалле площадью всего 1,96 мм². Так что активность Intel в консорциуме IOT вовсе не так случайна и не на "ровном месте". 

Что же касается традиционных для сектора "машин для машин" производителей,  то сугубо для иллюстрации темпов и объёмов - ещё весной компания Microchip тихо отпразновала "отгрузку" 12-миллиардного микроконтроллера, причём очередной миллиард маленьких вычислителей этой компании рынок "съел" за 10 месяцев. То есть, если в мае было 12, то сейчас уже - больше 12,5. Потому что почти 100 миллионов в месяц. От одного производителя. А таких производителей немало. Это масштабы того, что в совокупности мы называем IOT.

Отсебятины немного. Я не совсем согласен с видением "правильного" по версии ARM. А именно, - что "очень быстро обработать и надолго уснуть" - панацея для малопотребляющих "в среднем" систем IOT. Дело в том, что реактивные встраиваемые системы подчинены временнЫм требованиям надсистем. А вот надсистемы могут требовать очень разного. И для встраиваемых вычислителей не всегда возможен продолжительный интервал "полной пассивности" (сна), не всегда нужна очень высокая производительность в пиках, вообще здесь нет ничего, что бы укладывалось в единственный принцип. Здесь, скорее, нужны крайне гибкие полностью подчинённые программистам механизмы управления энергопотреблением (полное отключение ненужных в данном режиме подсистем, одной машинной командой изменяемая тактовая частота всего вычислителя, независимая самостоятельная работа отдельных периферийных узлов и т.д.). Это тоже не панацея, но хотя бы формирует некоторую понимаемую основу для снижения энергопотребления в целом. Которое, кстати, можно добиваться... увеличением числа вычислителей и грамотным "делегированием полномочий". Никто, по крайней мере, такого не запрещает. Впрочем, это нюансы. Лучше какие-то видения решений проблемы, чем вообще никаких.

PS

Я, наконец, выбрал и купил "мясо" - конкретные микроконтроллеры для тематического цикла записей, так что на днях будет продолжение. Не могу сказать, что выбор был трудным, но его надо было сделать - очень уж отличаются микроконтроллеры 2013-го года образца от книжной классики, не хотелось одновременно и выбиваться из актуальности, и заниматься "объяснением на пальцах". Так что скоро уже...

Откланиваюсь.

Стали доступны совершенно замечательные результаты исследования почти 45-тысячной аудитории «мобильных» пользователей (правда, жаль, что только из мира Apple-платформы). Которыми спешу поделиться:

 
Здесь сведены результаты сетевой активности разных категорий пользователей (я так понимаю, что категорирование отдано на откуп сами пользователям, они сами в каком-то смысле определяли кто они), и желтым цветом обозначена сетевая активность пользователей планшетов, зелёным – смартфонов.

Очень интересные результаты. Во многом «выравнивающие» восприятие, в чём-то удивительные, в чём-то очевидные. И есть ещё в них нечто латентное, но об этом позже.

Итак, тотальное (свыше 80% аудитории) предпочтение смартфонам отдают примерно такие собирательные персонажи – bargain hunters (грубо говоря, ушибленные тяжёлым покупательским синдромом люди, расходующие свою жизнь на потребление во имя потребления, не важно что купить, главное – чтобы подешевле досталось), одинокие, урбанизированные хипстеры (сложный термин, да, потому что «уездный хипстер» это вообще нечто невообразимо нелепое), свежеразродившиеся мамочки, невнятные фото-видео-энтузиасты а также энтузиасты гаджетов, фитнес-энтузиасты, любители музыки, социально влиятельные персоны (OMFG, что это?) и, наконец, совершенно непереносимые на наши урожайные чернозёмы «гики личного бюджета», иначе, но не менее непонятно говоря, - лайфхакеры). 

Давайте вычеркнем отсюда очевидно рациональных затесавшихся мамочек – все, кто прошёл через первый год становления младенца, знают, что это такое. Тут младенец орёт, там – лампочка перегорела, муж на работе (если он вообще есть и у него есть работа), надо подогреть дитю еду, надо самой поесть, и т.д. и т.п. И смартфон в это время – действительно крайне рациональная штука. Так что мамочкам все наши симпатии за рациональность и разумность. Они в этом списке совершенно логичны. А вот все остальные? Кто они? Что оно?

В принципе, в самом списке этих «свыше 80%» и кроется ответ. Не совсем благополучные (в самом обывательском смысле слова) горожане очень благополучных городов благополучных стран. Одинокие хипстеры (читай – вынужденно безработные, но не сломившиеся и нашедшие, словами фильма-анекдота, способ «позорный недуг в подвиг определить»). От безделья и скуки эти хипстеры «фоткают в инстаграм» (справедливости ради – чем крайне редко, хаотично, но всё же порождают подлинные маленькие шедевры). Они «любят музыку» (то есть, слушают всякое «социально-подсказанное» в наушниках со смартфона, при чём тут «музыка» - не очень понимаю, у меня был пёс, он был энтузиастом стиральной машинки – очень любил смотреть как за прозрачным окошком крутится цветное бельё, так мало того, он ещё энтузиастом спорта был – смотрел хоккей, только хоккей, и очень эмоционально смотрел, рычал, гавкал, переживал, от просмотра не оттянешь). Кроме этого необязательного развлекающе-отвлекающего одинокие хипстеры ищут что-нибудь подешевле, и у них достаточно времени на «фитнесс-энтузиазм» (бред какой, но чудный фильм «После прочтения сжечь» этот бред делает невозможно смешным, и если бы никакого «фитнес-энтузиазма» не было, не было бы и этого фильма – 100%, к гадалке не ходите).  И, наконец, вся эта «занятость» не отменяет всевозможные поиски хипстерами способов оптимизации тощего персонального бюджета.

Я понимаю, что это жёстко звучит. Но вы что-то другое в этом списке увидели? Если рассмотрели, - с удовольствием прислушаюсь к вашему пояснению этого видения. У меня иначе не складывается паззл. Особенно учитывая ситуацию с безработицей и экономикой везде.

С «самыми из смартфонолюбов» разобрались (опять же, кто видит что-то другое – уточняйте, спорьте, тем и прекрасен блог, что не я один в сюда пишу, хоть бы и пишу всегда для самого себя).

Теперь – «планшетники». Вот уж «загадочная» категория. На графике она снизу. И что сразу бросается в глаза – она обширнее. Сугубо количественно. Настолько, что придётся её принудительно суживать, и тут даже раздел по «Everyone» на уровне 70% не годится.

Начнём с крайностей. С почти полного предпочтения.  И оно кратко объясняется термином «благополучные домоседы». Владельцы домашних животных – на первом месте. Кому-то не понятно, почему? У вас не было собаки, значит. Щенок, котёнок – это как дети. Первый год надо провести с ними. Большая ответственность. И потом, особенно если речь идёт о собаке, - куча ответственности и проблем. Котики, канарейки, попугаи, хомячки и прочее, включая экзотику – тоже ещё та «головная боль». В общем, принял на себя ответственность за зверушку – соответствуй принятому. Стало быть, этим людям есть на что сидеть дома со своими питомцами, и всякая потребительски-урбанистическая шелуха их особо не тревожит.

В эту же категорию помещаем занимающихся детками немладенческого возраста мамочек. Тяжкий и иногда благодарный труд.

В общем, это – благополучные домоседы.

Между ними – владельцы мелких бизнесов. Даже забавно. Вроде бы, волка ноги кормят, но, видимо, это только в особых ареалах. Но логика, похоже, проста – малому бизнесу офис особо не нужен, стационарные компьютеры ставить негде, а планшеты уже, похоже, перекрывают потребности, так что и ноутбук не особо обязателен.

Из оставшегося вычеркнем всяких геймеров (что характерно, - не похоже, что речь идёт о детях-подростках, выдавливающих из родителей деньги, потому что казино и карточный gamble – вовсе не для несовершеннолетних). И «хардкорных геймеров» (это, я так понимаю, те же bargain hunters, только в виртуальности). И каких-то вовсе невнятных аддиктов маскулинности (mens lifestyle addicts, очень смеялся над определением, это такие реднеки, что ли - толстые, потные с небритыми подмышками подписчики Men’s Health и Playboy, при этом они как бы не совсем фитнес-энтузиасты).

Из внятных категорий останутся «книжные черви» (ваш покорный слуга, например).

Итого.
Перечитайте ещё раз краткое название.
И задумайтесь вместе со мной над следующим утверждением:

мы стремимся к чему-то новому и интересному вовсе не потому, что это новое и интересное непосредственно нам выгодно, а потому что мы, люди – обремененные мышлением двуногие зверушки. Иногда новое и интересное оборачивается и непосредственно выгодным. Причём для всех двуногих зверушек, даже не очень обременённых мышлением. Иногда оборачивается ничем. Иногда оборачивается таким, что лучше бы его не было. Но в самом этом стремлении и кроется главный механизм «разумной жизни».

Так вот. Какие такие стремления к чему такому новому мы можем ожидать от перечисленных аудиторий? Вы их видите? Можете чётко сформулировать? Barely legal «3D-тёлачки» для аддиктов маскулинности? Это уныло, этого уже безмерно. Ещё один сервис скидочных талонов для аддиктов покупок чего угодно подешевле? OMFG, ну ладно, пусть будет. Что ещё? Хоть что-то? На которое у «смартфонных» хипстеров хватит средств, а у самодостаточных домоседов – желаний? Вы его видите? Кто-то его видит? Кто-то слышал о том, кто это видит? Или кто-то видел того, кто об этом слышал?

Ти-ши-на.

Мы, похоже, впервые сталкиваемся с ситуацией, в которой тормозом индустрии становится пользовательская аудитория. Что эта аудитория сформирована индустрией – это, как раз, не впервые. А вот что сформированное стало тормозом – это уже феномен. Но ведь это реально тормоз, кто-то не видит? Первым 80% ничего не надо, кроме скидок и файлопомоек (и первое, и второе  - чудовищно унылое), вторым 80%, по-хорошему, вообще ничего не надо – у них всё есть: дом, собака, детки, работа, увлечения.

В куда кого чем двигать в такой ситуации?

Я сам не очень хорошо понимаю всю опасность этого вопроса.

С одной стороны, индустрия требует инноваций, потому что её суть такая, на том она и держится.

С другой стороны, инновации не шибко-то и востребованы потребительской аудиторией. Потому что каждая подлинная инновация требует от потребительской аудитории некоторых усилий над собой.

Это пат.

80% «смартфонщиков» на деле не хотят никаких инноваций, потому что заняты битвой – они размахивают истощающимся личным бюджетом, пытаясь отбиться от предлагаемых мнимых «инноваций», и пытаются отдохнуть от этой битвы, разнообразя свой досуг мало- или вообще беззатратным.

А 80% «планшетников» блаженствуют в своих уютных благополучных мирках, совершенно удовлетворённые тем, что есть (в конце концов, и плохо свёрстанная книга не теряет привлекательности текста, а криво отображаемый на планшете сайт существенно не мешает купить какой-то специфический корм для канареек, лишь бы номер телефона рассмотреть, и нужность специфического корма непременно затмит неудобства работы с сайтом).

И из всего этого судорожно-модного пытается кормиться «мобильная индустрия»? 

А где же «моторчик»?

Один тормоз получается, «моторчика» вообще не видно.

Грустно всё это, девочки ©

Я именно об этом.

Откланиваюсь.

Злой и плохой Ларри Эллисон в интервью CBS, кажется, наконец сказал то, что у всех было на уме. Я бы не обратил внимания, но всё же приятно, что я то же самое говорил задолго до Эллисона. Такое и кошке приятно. Но, ёрничать, конечно, забавно (а Эллисон ёрничает, в интервью, да), а высматривать очевидное - не столь большого ума дело, как кажется. Важнее, наверное, то, о чём не сказал Ларри Эллисон. Не сомневаюсь, что он просто этого не озвучил. Потому что это давно было очевидным.

Сразу предупреждаю - пожалуйста, не обращайте внимания на стиль. Ёрничанье - не глумление. О грустном лучше писать без печалей. А это всё ужасно грустно. И о причинах грусти я как раз и расскажу, потому что они как раз и очень грустные, такая вот тавтология.

Для начала - это самое интервью:

И транскрипция его фрагмента (очень тонкого и специфического в его форме, очень, это заметно по реакции Чарли Роуза), CH - Charlie Rose из CBS, LE - Larry Ellison (в представлении не нуждается):

CH: So what happens to Apple without Steve?
LE: Well, we already know.
CH: What?
LE: We saw — we conducted the experiment. I mean, it's been done. We saw Apple with Steve Jobs. We saw Apple without Steve Jobs. We saw Apple with Steve Jobs. Now, we're gonna see Apple without Steve Jobs.

Вот это скорбное "it's been done" Эллисона - это уже, кажется, всё. Это эпикриз. Причём подписанный исключительно опытным "профильным врачом". Это не какой-то тихий блогер в своём бложике что-то там написал, увы.

Есть ещё совершенно диковинные глубины, в которых так интересно, что в туда "занырнули" даже в Wall Street Journal. В общем, патовая ситуация в этих глубинах - ни прекратить битву с Samsung для Apple не представляется возможным, ни отказаться от ключевой роли Samsung как поставщика. Это полный пат. И он ставит Samsung в более выгодную позицию. Потому что в потребительском мире всё решают не мнимые "инновации" и "революционности", а мощная производственная машина. И пока в одной компании за завесой секретности что-то "инновационно-революционное" ваяется, о чём только просочились слухи, в другой тоже никто не дремлет, вот он, пример, далеко ходить не надо:

И мне верится, что четвёртого сентября на IFA Samsung аннонсирует эти "умные часы", почему бы нет, да и что такого в них из rocket science, что не могли бы сделать в Samsung в краткие сроки? Разве что дисплей с кривизной... но это вопрос технологий, а вот тут у Samsung громадные преимущества.

Так я о чём хочу сказать, всё-таки. По моему скромному мнению чудовищной ошибкой Apple была ставка на crowd-пропаганду инновационности и революционности. Я прекрасно понимаю, что на ровном месте без полива ничего не растёт, всё надо посадить, окучить, удобрить и поливать. Вот эта расхожая "инновационность и революционность" и была посажена, удобрена и подпитывалась изо всех сил. В итоге самые отсталые слои населения свято уверовали в эти самые "инновационность и революционность", и одновременно даже самые передовые и лояльные слои никогда не могли внятно объяснить в чём же оно заключается конкретно.

На этом фоне в совершенные задворки были загнаны очевидные исторические факты. Например, давняя история конкурирования двух систем - BeOS и NeXT, - за благосклонность Apple. Да-да, такое было. В Apple выбирали. Быший "эппловец" Жан-Луи Гасси основал Be Inc., в которую инвестировал, кстати, Сеймур Крей. И в Be Inc. сделали "с нуля" очень милую и по своим временам (а может и по нынешним) революционную операционную систему BeOS. А второй бывший тогда "эппловец" Стив Джобс основал NeXT, которая создала совершенно другую действительно революционную операционную систему NeXTSTEP. Обе системы были объектно-ориентированными, причём BeOS вообще "насквозь", вплоть до ядра, обе Posix-совместимыми, но не наследующими увечных от рождениях механизмов из Unix-мира, для обеих до сих пор нет реальных работающих аналогов, потому-то  мы и называем сегодня их "революционными" и "инновационными". И потом Apple выбирала из двух своих бывших. И 200 миллионов за Be Inc. Apple показалось много, а 400+ миллионов за NeXT показалось приемлемо, это неинтересно уже, интересно почему никому в мире не подумалось - что же это за компания такая, из которой фактически оказались изгнаны два основателя новых революционных компаний, революционность которых понимается сейчас, из будущего (а революционность всегда понимается из будущего, поди разбери прямо сейчас что оно - революция или просто день десантника с дармовым пивом)? Упс.

Потом реальность была ещё немного подчищена, и все стали тщательно не замечать, что после непринципиальных технологических модификаций NeXSTEP было что? Ну, исторически и простым человеческим языком, без PR-эвфемизмов, - что? Да ничего. Профессиональный коммерческий моддинг и очень качественная инженерия. Последним реальным приступом инновационности оказался коммерческий планшетный компьютер (но его появление, как раз, было неизбежным, величие Джоббса как инноватора здесь проявилось в способности рассмотреть готовность потребительского рынка и поставщиков компонентов к "планшетизации",  а как бизнесмена - в смелости сделать первый рискованный шаг). Это случилось при ещё живом Джоббсе. Теперь моддинг продолжается, рынок получил очередной "революционный" компьютер в форме офисного мусорного ведра из нержавейки. Причём эта "революционность" оказалась настолько нелепой, что её проигнорировали даже самые яростные адепты. Где былые истерики от красивой новой цацки? Где сметающие прилавки толпы? Ти-ши-на.

В общем, произошло то, что должно было произойти, когда большие детки долго и неосторожно играются с PR-огнём. Пожар. А он быстрый. Быстро сгорает и перегорает всё. Перегорело. И вот уже Ларри Эллисон говорит о последствиях в де-факто прошедшем времени.

Так вот.

По моему скромному мнению PR-машина Apple сделала именно то чудовищное, что вообще могла чудовищного сделать. Она подменила в массовом сознании потребителей технологические понятия "инновация" и "революционность" чем-то малопонятным (потому что никто не может внятно это объяснить), но осязаемым (потому что все апеллируют к логике "взял в руки и восторг") и очень прагматичным в смысле сбыта. И, по-моему, на это в Apple денег не жалели.

Подлинные же технологические инноваторы и революционеры таким никогда не занимались. И не занимаются. Без всякого противопоставления - например, одна из самых технологически инновационных компаний, IBM (да, вы не знали? это настоящий монстр в финансировании научных исследований и в "долгоиграющих" проектах). Вы слышали истерики вокруг IBM'овских инноваций? И не услышите. Потому что в пресыщенном технологическом мире инновация - это так много, что порой надо книгу писать, чтобы объяснить неспециалисту в чём же заключается инновация. И эту книгу надо потом неспециалисту прочитать, чтобы понять. 

В общем, грустно всё это. Потому что ужасно, до зевоты, скучно.

И немного о втором игроке, уже де-факто не играющем. Неигривое потому что у него настроение :( Забавная иллюстрация "непредсказуемости" ценностей. Ищущая покупателя себя BlackBerry теперь, похоже, увеличила свою привлекательность благодаря когда-то приобретённой канадской QNX. Потому что QNX - это уже 60% автомобильного инфотаймента, а после нового контракта с Panasonic эта цифра должна существенно увеличиться. Sic transit gloria mundi. О BlacBerry теперь известно разве что её желание продать себя, а маленькая канадская QNX в своей нише спокойно "окучивает" мировой рынок.

Вообще удивительные истории случились и с BeOS, и с QNX. Не рассмотрели в своё время их новые владельцы перспектив. Открыли бы системы своевременно - наверняка бы ландшафты и мобильного IT-мира, и "настольного", очень сильно изменились. До неузнаваемости. Частично открытой QNX ничего не грозило бы в будущем, а теперь к ней привязана гиря BlackBerry (как в своё время гиря Palm была привязана к наследию Be Inc). А BeOS практически совсем канула в Лету (есть какие-то японские отголоски, погоды не делающие) и даже официально "посмертно" не стала открытой системой.

В итоге две замечательные разработки в полной мере так и не сказали то слово, на которое были способны.

Что тоже совсем не весело.

(дальше режим глумления ON, потому что хватит о грустном)

Истину вам говорю - когда настанет "вендекапец" и блистательная Ubuntu победит Windows на десктопах, об Apple будут вспоминать только всякие психи в пикейных жилетах, такие же, которые сегодня вспоминают о Л.И.Брежневе (каком-то политическом деятеле времён расцвета великой Аллы Пугачёвой), потому что Apple станет тем же самым, чем стал Л.И,Брежнев - какой-то компанией времён расцвета великого Стива Джобса, гения, который первым сделал Unix с человеческим лицом.

хи-хи

В предыдущей записи обещалась неожиданность. И она будет. Мы начнём «влезать» в довольно суровую инженерную конкретику ещё до ознакомления с конкретными образцами микроконтроллеров. Это не моя прихоть. Как в любой области знаний и практики, здесь есть свои устоявшиеся приёмы и идиомы, и лучше начать сразу с них, а не приходить к ним или путём мучительной загадочности любительских экспериментов, или никогда вообще до них не дойти («путь Arduino», о нём ещё скажу пару слов, заранее же говорю – по этому пути мы не пойдём).

Итак, в предыдущей части мы дошли до понимания микроконтроллера как «машины для машин» и до двух важнейших измеряемых (выдаваемых) физических величин, которые «видимы» в физическом мире этой машине – напряжения (разности электрических потенциалов) и частоты/временных интервалов. Посему мы уже можем нарисовать укрупнённую блок-схему некоторого абстрактного микроконтроллера. Например, так:

 
В этой блок-схеме использована специфическая раскраска – чем ценнее (с точки зрения разработчика и в смысле возможности реализации нужных задач) для специфической области «машин для машин» узел, тем «горячее» цвет отображающего его блока.

Оранжевым обозначен фактически «обычный» компьютер, состоящий из центрального процессора (CPU) со всякими схемами управления и прочим (такие детали пока не важны), очень дорогой ресурс (потому что ярко красным цветом) – оперативная память (RAM) и специфическая энергонезависимая память с произвольным доступом (Energy Independent RAM). Последний термин не является стандартным и вообще выдуман для этой статьи, но такая вульгарность кажется позволительной. Дело в том, что в качестве EIRAM в реальных микросхемах может использоваться энергонезависимая память, выполненная по разным технологиям, больше того, в одной микросхеме могут уживаться сразу две технологии такой памяти. И общее у всех этих технологий одно – они позволяют сформировать массив ячеек памяти с произвольным доступом и сохраняющий записанное в них независимо от наличия напряжения питания.

В общем, так как профильность издания подразумевает информированность в области «обычных» компьютеров, пока этим и ограничусь. Перейдём к конкретным микроконтроллерам – там можно будет и поговорить детальнее.

Сконцентрируемся на сугубо «микроконтроллерных» подсистемах, которые на рисунке сгруппированы в верхнюю линейку блоков и «смотрят» зелёными выводами в физический мир. В каждом семействе реальных микроконтроллеров эти узлы непременно есть, у них есть свои нюансы, но общие принципы остаются общими принципами.

IOD, дискретный ввод-вывод – один из самых главных узлов микроконтроллера. И сразу вспоминаем, что зелёный отрезок – это реальный вывод реальной микросхемы (или несколько выводов), а всё реальное имеет свою стоимость. Чем больше реальных выводов – тем дороже и производство микросхемы, и её использование (хотя бы потому, что каждый реальный вывод надо изготовить, соединить с кристаллом, установить в корпус, что увеличивает его размеры, для монтажа микросхемы в большим числом выводов требуется большая площадь печатной платы, которая имеет свою стоимость, больше операций пайки, больше проводников на плате и т.д.). Назначение дискретного ввода-вывода – или обнаружение дискретных изменений в реальном мире, или формирование дискретных воздействий на реальный мир.

Мы уже говорили ранее, что реальный мир для микроконтроллера ограничен небольшим количеством измеряемых величин, и для IOD такой величиной является напряжение (разность потенциалов). То есть, IOD позволяет или «подсматривать» за каким-то напряжением и выяснять – оно вообще есть или его нет, или выдавать/не выдавать какое-то напряжение. Это минимальный набор. Потому что если немного задуматься об «отношениях» с реальным миром, можно сформулировать недостающее важное. А именно, - полное (в идеале) невмешательство во внешний мир. IOD и это обеспечивает, практически во всех микроконтроллерах. На инженерном жаргоне это невмешательство называется «третьим состоянием».

Теперь мы можем смоделировать IOD более детально и только из этой простой модели узнать одну из важнейших идиом в мире микроконтроллеров, о которую при традиционном изучении микроконтроллеров принято «спотыкаться» слишком поздно.
Итак, типовой IOD практически во всех микроконтроллерах реализуется с помощью примерно такой идеализированной схемы (не надо бояться, дальше абстрактных программно-управляемых «выключателей» мы заглядывать не будем, нам этого хватит с лихвой):

 
«Внутренний мир» микроконтроллера заключён в розовый прямоугольник со штриховой границей, в реальный мир из микроконтроллера «выглядывает» зелёный вывод, в реальном же мире находится и источник питания, упрощённо – батарея (battery). Во внутреннем мире на один IOD приходится два программно-управляемых включателя-выключателя S1 и S2, красные штриховые линии обозначают «рычаги» управления, за которые можно «дёргать» программно.

Давайте задумаемся что происходит во внешнем мире с зелёным выводом, если состояния выключателей такое, как на картинке (оба разомкнуты) и никаких других соединений нет (раз они не отображены). Собственно говоря, думать здесь особо нечего – ничего не происходит. Потенциал этого выхода, если он не подключен к внешнему источнику напряжения (к другому потенциалу во внешнем мире) не равен ни потенциалу «+» батареи, ни второму её потенциалу. Вывода в электрическом смысле просто не существует. Он отключен от всего и ни во что во внешнем мире не вмешивается.

Мы только что открыли «третье состояние» типового дискретного входа-выхода микроконтроллера, очень важное в реальных приложениях, где к одной «точке», отображающей состояние реального мира, могут кроме микроконтроллера присоединяться другие элементы схемы или даже другие микроконтроллеры, и скоординированное использование «третьего состояния» гарантирует невмешательство одного узла в работу других.

Если же в этом «третьем состоянии» зелёный вывод подключён к внешнему источнику напряжения, то электрический потенциал в точке соединения выключателей S1 и S2 будет равен этому значению внешнего напряжения. Что в идеале позволяет малозатратно определить факт наличия этого напряжения – если оно больше какого-то порога, то считается, что оно есть, меньше – его нет. Мы сделали второе «открытие» – режим ввода IOD.

Ну и теперь воздействие на внешний мир. При такой типовой организации IOD возможны два типа такого воздействия. Первый:

 
Мы к зелёному выходу микроконтроллера присоединили нагрузку, в данном случае – объект реального мира - низковольтную лампочку, -  и вторым выводом соединили эту лампочку с «минусом» батареи. Из программы мы командой замыкаем верхний выключатель схемы S1, что образует замкнутую цепь от «+» батареи к её минусу (конечно, электроны не умеют так перемещаться, но электронщики – очень абстрактно мыслящие люди и у них принято считать направление тока обратным физически возможному, просто потому что это увлекательно и ничего не изменяет). Потенциал выхода становится равным потенциалу «+» батареи, через лампочку течёт ток, лампочка даже может засветиться, если в действие не вступит суровая реальность – выключатели S1 и S2 неидеальные, у них есть предел максимально пропускаемого тока, и если ток через холодную нить накала лампочки окажется недопустимо большим, произойдёт печальное – выключатель S1 выйдет из строя, а он на кристалле микроконтроллера, поэтому если не следить за максимальной токовой нагрузкой (она указана в документации и обычно допустимыми являются десятки миллиампер) микроконтроллер можно считать погибшим.

Обратим внимание на направление тока при такой организации IOD в режиме выхода – ток как бы «вытекает» из микроконтроллера. И сразу заметим один важный нюанс – таким способом мы не можем установить на IOD микроконтроллера напряжение большее, чем питающее микроконтроллер, потому что никаких дополнительных питающих высоковольтных напряжений нет. Согласование уровней напряжений – ещё одна задача, которая решается в реальном мире.

Возможен и второй вариант включения нагрузки IOD, при котором ток «втекает» в микроконтроллер:

 
В этом случае нагрузка включается между «+» источника питания и выводом IOD микроконтроллера, и для включения нагрузки программно надо замыкать выключатель S2, а не S1.

Внимательный читатель уже должен задать вопрос – а можно ли замкнуть одновременно включатели S2 и S1? И сам должен на него ответить – по идее такое можно сделать, но только один раз, потому что одновременно замкнутые S2 и S1 образуют короткое замыкание (КЗ) цепи питания, а короткое замыкание – это очень плохо, это разрушительная неисправность, приводящая к неработоспособности. Поэтому в микроконтроллерах аппаратными средствами гарантируется невозможность одновременного замыкания S1 и S2, так что программных ошибок с летальными для микроконтроллера последствиями можно не опасаться, все тяжёлые ошибки совершаются в реальном мире, за пределами кремниевой виртуальности.

Два приведенных варианта подключения нагрузки к IOD выводу микроконтроллера на инженерном сленге называют как-то вроде «логическая единица на выходе» и «логический ноль на выходе». В принципе, это правильно – замыкание S1 или S2 устанавливает на выходе потенциал или «+» источника питания, или второго его вывода, относительно которого измеряется этот «+». И эти значения соответствуют предельным значениям логической «1» и логического «0» в реальном мире вычислителя, а не в абстрактной булевой алгебре программ (хотя бы потому, что определяют реальные разные маршруты протекания тока). Ну а дистанцию между булевой алгеброй и реальностью, надеюсь, уже удалось продемонстрировать предыдущими объяснениями. И сейчас мы её существенно увеличим, потому что это было только начало.

Так как простейший IOD вывод – один из самых востребованных в любом практическом применении микроконтроллеров, таких выводов в них достаточно много, и они даже группируются в наборы, которые принято называть «портами». Порт, как набор IOD, позволяет быстро оперировать сразу группой IOD. При этом в пределах одного порта разные IOD могут одновременно выполнять разные роли – одни работать как «входы», другие – как «выходы», причём двух приведенных выше типов. Из этих сведений уже понятно, что для порта как набора IOD требуется как минимум некоторая информация об использовании каждого IOD порта – вход это или выход, а также для используемых как выходы IOD требуется буферная память, в которой хранятся состояния выходов, то есть, те самые «рычаги», которые замыкают-размыкают те самые два выключателя S1 и S2. Обратите внимание на «как минимум» в предыдущем предложении и не забудьте о нём. Это очень важно.
Итак, сведём всё уже известное об абстрактном порте микроконтроллера в следующую графическую модель:
 

Это «четырехIOD’овый» или просто «четырехразрядный» порт, включающий две по логике необходимых области памяти, управляющих конфигурацией выходов микроконтроллера (определяющих назначение каждого физического контакта микросхемы – вход он или выход) и состоянием ключей S1 и S2 каждого IOD.

Мы уже достаточно знаем, чтобы из этой иллюстрации сразу сделать очевидный вывод о некоторых характеристиках объектов физического мира, подключенных к каждому IOD – так, мы знаем, что нагрузки выходов IOD1 и IOD4 включены между соответствующими контактами микроконтроллера и «минусом» источника питания, из этих контактов ток «вытекает», а вот к внешнему контакту IOD3 нагрузка подключена так, что ток в контакт «втекает». Если обратиться к практической схеме реального микроконтроллера, то, например, для трёх подключенных к внешним контактам (выводам) микросхемы светодиодов (полупроводниковых преобразователей электрической энергии в свет, которые, в отличие от использованной ранее лампочки, способны излучать свет только если ток через них протекает в «правильном» направлении) картина может быть такой:

 
Синий незатемнённый прямоугольник с буквами внутри – символическое (схемотехническое) изображение микроконтроллера как компонента электронной схемы:

 
"Схемотехническое" означает, что никакой информации о внутренней структуре микроконтроллера это изображение не содержит, из него мы видим только физические выводы микросхемы и краткие сведения о назначении этих выводов. Традиционно, порты (о которых мы говорим что они самые востребованные и состоят из групп IOD) в схемотехнической информации о выводах микросхемы обозначаются примерно как-то так – (символ порта)(имя или номер порта)(номер IOD в порте). На этом схемотехническом изображении, например, RB4 означает, что речь идёт о порте (который почему-то назван R, а не P), это порт B (есть ещё и порт A, если присмотреться), это 5-й IOD порта (если присмотреться, нумерация IOD в порте начинается с нуля). Возможны и близкие программистам «объектно-ориентированные» обозначения – P.A.05 или P.1.01, например. Вся эта шифрованная запись – дело производителя, как он обозначает в документации, то и приживается.  Если начало подписи на схемотехническом изображении соответствует этому принципу, но продолжается чем-то ещё, это означает, что за таким выводом упрятано куда больше функциональности, чем просто IOD. Помните, в начале мы говорили о том, что физические выводы микросхем имеют реальную стоимость? Поэтому выводы комбинированного назначения – обычное дело, и на схемотехнических изображениях (или просто схемах) вы можете увидеть целые романы в подписи к одному выводу – это вполне нормально.

Хоть обозначение назначения (ох, извините) вывода микроконтроллера – личное дело конкретного производителя, есть несколько специфических выводов, которые в электронной индустрии принято обозначать в соответствии с традицией. И эта традиция даёт некоторую дополнительную информацию, в первую очередь, о технологии микросхемы. В данном случае речь идёт о выводах, обозначенных VDD (V_DD) и VSS (V_SS). Это те выводы, к которым подключается источник питания. И они рассказывают не только о полярности подключения. В обозначении VDD символ D указывает на то, что микросхема изготовлена на основе КМОП-технологии, в ней основной элемент – грубо говоря полевые транзисторы (грубо потому, что вариаций полевых транзисторов в природе много), а в полевых транзисторах ток «втекает» в D(rain) (сток, потому что носители заряда на самом деле отсюда «вытекают», но это же электроника, в ней удобней думать наоборот), а «вытекает» из S(ource) (исток). А это значит, что VDD должен иметь больший электрический потенциал, чем VSS. То есть, VDD надо подключать к «+» батареи, VSS – ко второму её контакту. Так что если на обозначении микросхемы есть VDD и VSS – эта микросхема выполнена по КМОП-технологии (и как к ней подключать питание - понятно). А вот если VCC и VEE – то по биполярной, с использованием обычных биполярных транзисторов, у которых ток «втекает» в C(ollector) и «вытекает» из E(mitter).

Незатенённые символы на следующей иллюстрации – светодиоды, они образованы символом диода и двумя стрелками, отображающими излучение света:

 
В идеальный светодиод, как и обычный идеальный диод, ток может «втекать» с «тупой» стороны обозначения (в опору треугольника), это анод (anode), и «вытекать» через острую, катод (cathode). По-другому ток через диод течь не может (это справедливо для идеальных моделей, реальность, как обычно, несколько отличается от идиллии). И, что важно, - сами по себе идеальные диоды ничем текущий через них ток не ограничивают. Неидеальные – ещё как ограничивают, особенно собственным разрушением или разрушением чего-нибудь более полезного и дорогого.

На нашей первой «реальной» схеме остались два неразъяснённых элемента. Первый и главный – источник питания. Он единственный обозначен как V1. Для него указана полярность. Его символ весьма информативен – обратите внимание на неразрывность линии, образованной красными проводниками схемы и внутренним отрезком в символе источника питания. Это то самое «короткое замыкание», которого следует бояться во всех прочих случаях. И только для источников питания оно символизирует совершенство – идеальный источник питания представляет собой нечто, имеющее нулевое электрическое сопротивление и всегда, при любой нагрузке и любом токе нагрузки поддерживающее на своих выходах заданную разность потенциалов (на нашей схеме – 5 вольт). В природе такие совершенные источники питания не встречаются.

Ну и, наконец, включенные между выводами микроконтроллера и светодиодами «прямоугольнички», которых ровно три. Это дань реальному миру и возможностям реального микроконтроллера. Мы об этом уже говорили ранее – если через ключи S1 или S2 IOD протечёт недопустимый ток, микроконтроллер придётся выбросить. «Прямоугольнички» - это символы резисторов, компонентов, обладающих электрическим сопротивлением, поведение которых описывается законом Ома. И это поведение в частности означает, что при заданной разнице потенциалов между выводами резистора, через него течёт ток, сила которого определяется сопротивлением резистора. То есть, в таком случае резистор выступает ограничителем тока. Так как источник питания у нас формирует известную разность потенциалов 5V, ключи IOD формируют соответствующие потенциалы на выходах микроконтроллера, а светодиоды сами по себе ничем текущий через них ток не ограничивают, то если мы не включим в такую схему токоограничивающие резисторы – или выбросим микроконтроллер, или светодиоды, или, скорее всего (потому что скорее всего светодиоды будут китайские, бренд «с базара», более дорогие использовать в экспериментах смысла нет), и то, и другое. Требуемое сопротивление резисторов легко рассчитывается, но это уже в следующих записях и косвенно.

Вот теперь вы знаете достаточно, чтобы восстановить соответствие номеров RB-выводов микроконтроллера выдуманному нами иллюстративному четырехразрядному порту и выявить, какой RB обозначает IOD3 (подсказка – RB4).

А мы, наконец, тихонько подобрались к одной из главных и крайне неприятных в реальности идиом микроконтроллерного «общения» с физическим миром. Понимание её настолько же важно, насколько важно понимание принципа «работы» переменной в императивном программировании (принципе, о котором классики программирования говорят кратко – если понял его, понял и программирование). И которая почему-то почти всегда в книгах «про микроконтроллеры» откладывается в ту дальнюю часть книги, до которой дочитывать не принято.

Итак, идиома RMW.

RMW – это аббревиатура Read-Modify-Write или Прочитал-Изменил-Записал. Смысл её отражает особенности работы процессоров практически всех вычислителей – чтобы изменить состояние ячейки памяти, процессору нужно выбрать текущее значение ячейки, загрузить его в рабочий регистр арифметико-логического устройства, выполнить модификацию и вернуть значение на его место в память. Всё это в современных RISC-процессорах обычно делается в одном машинном цикле одной команды. И является совершенно нормальным, пока содержимое ячеек памяти определяется детерминированным потоком исполнения программы.  Но содержимое ячеек памяти, отображающих состояния реального мира, такой детерминированностью не характеризуется.

В нашей упрощённой модели порта (довольно реалистичной) мы задаём состояния (потенциалы на выводах порта) во внешнем мире с помощью ячейки памяти «состояния выходов», а вот о чтении выходов мы говорили мало, почти ничего. Потому что, по идее, с ним всё понятно – мы можем считать реальную картину напряжений (по принципу «есть – нет») непосредственно на тех выводах процессора, которые сконфигурированы (в ячейках памяти «вход или выход») как входы. И все микроконтроллеры это позволяют, для этого есть специальные ячейки памяти, на которые отображаются моментальные (в момент чтения ячейки памяти) "снимки"  наличия-отсутствия напряжений на входах порта.

Здесь наступила пора сделать одно важное очевидное явным. Чтобы наши логические и довольно абстрактные построения постепенно обрастали «мясом» реальности.

Вы должны были уже заметить, как удобно для каждого IOD порта описываются его конфигурации и состояния. Конфигураций всего две – вход или выход. Состояний для выхода – тоже всего два, S1 замкнут или S2 замкнут. Состояний для входа тоже всего два – есть на входе потенциал из заданного диапазона или нет. То есть, для представления значения каждой из этих категорий достаточно всего одного бита. Что и делается, конечно. И группа IOD порта «собирается» в одну ячейку памяти, в которой каждый бит отвечает за свой IOD. На каждый порт приходится как минимум по две доступных программно ячейки памяти – конфигурационная «вход или выход» и «состояния выходов-входов». Последняя доступна как по записи (что влияет на сконфигурированные как выходы IOD), так и по чтению (что возвращает в отдельных битах для сконфигурированных как входы IOD состояния входов, есть напряжение – нет напряжения).

Если мы применим любую RMW-операцию для достижения нужного нам результата к ячейкам памяти, на которые отображён реальный мир, она сведётся к очень быстрой скрытой последовательности чтения из порта состояний внешнего мира, внесения изменений в полученную картину и, наконец, в модификацию обновлённым состояния внешнего мира с помощью операции записи в порт. И тут начинается нечто нехорошее. Дело в том, что процедуры модификаций напряжений на выводах в реальном мире и «чтения» напряжений с выводов, - они быстрые. Очень быстрые. Речь идёт о долях микросекунд или наносекундах. А реальный мир часто оказывается слишком неторопливым по этим меркам. В реальном мире кроме омических (подчиняющихся закону Ома) сопротивлений всегда есть реактивности (ёмкости и индуктивности). То есть, нечто, обладающее электрической инерцией. И может случиться так (и часто случается), что инерционный внешний мир не успевает измениться за быстрой цепочкой операций RMW. То есть, возникает отличие того что есть в данный момент времени реального мира от того, что должно быть в этот же момент времени на временной шкале вычислителя микроконтроллера. На последовательности RMW-операций это несоответствие при абсолютной алгоритмической и программной корректности встраиваемого вычислителя очевидно может вызывать самые удивительные, в том числе и накапливающиеся, нарушения в его нормальной работе, вплоть до полной неработоспособности. Собственно говоря, это и есть RMW-идиома.

Очень изящные и сложные «неисправности» могут возникать при использовании RMW-команд процессоров над выводами портов, которые изменяют конфигурацию – то становятся выходами, то входами (распространённый приём). И совсем уж тяжёлые случаи происходят от игнорирования RMW-идиомы при всяких вычурных технических приёмах, обусловленных конкретикой специфического применения входов-выходов. Здесь есть даже свои легенды, о них сейчас очень рано. А, может, и вовсе нет нужды. Потому что вы уже знаете фундаментальное – в общем случае RMW-команды нельзя без потенциальных проблем использовать для непосредственных манипуляций с ячейками памяти портов. Ну, нельзя, и всё. Хотя это очень красиво программно, изящно, лаконично внешне и прочее, что так ценится программистами.

Ну и, само собой, существование RMW-идиомы предусматривает и идиоматические способы разрешения проблем, кроме запрета.

Самый ходовой способ – программное создание ячейки памяти, в которой фиксируется то, что должно быть в реальном мире (в случае чисто программной реализации это подразумевает, что всю предысторию изменений реальности надо вести в такой ячейке памяти вручную). Он настолько ходовой, что в большинстве реализаций портов микроконтроллеров к известным уже нам ячейкам добавляется третья, обычно называемая как-то вроде «защёлки» (latch), которая в скрытом цикле чтения RMW-команд выдаёт должное (с автоматическим «ведением» предыстории, само собой), а не реальное в этот момент на физическом выводе. Естественно, доступ к реальному моментальному снимку состояний выводов остаётся, но он осуществляется через другие ячейки памяти. Если в используемом микроконтроллере в архитектуре портов предусмотрены «защёлки», как бы они ни назывались, все RMW-команды процессора микроконтроллера надо производить именно над этими ячейками памяти.

RMW-идиома особенно важна потому, что языки высокого уровня, используемые при программировании микроконтроллеров, никоим образом от её игнорирования не спасают. Разве что вы отыщете низкоуровневые специально созданные под класс ваших задач драйверы, написанные гуру embedded-программирования. Но вы же сами понимаете, что для всего разнообразия применений в реальном мире никто такого не напишет, поэтому низкоуровневые операции доступа к ячейкам памяти портов – это основа основ, и это практически всегда делается вручную для каждой конкретной задачи.

Для программистов – волшебное слово volatile в этой области, конечно же, присутствует, все переменные, на которые отображены ячейки памяти (регистры etc) портов в библиотеках компиляторов непременно объявлены volatile, но вы же понимаете, что это больше для вас, чем для компилятора, редактора связей и оптимизатора кода, и что это от игнорирования идиомы RMW никак не спасает.

На этот раз у меня всё.
В следующей записи перейдём к «мясу», то есть, нарастим на этом фрагмент реального микроконтроллера и разберём его.
Так, от логических построений к их овеществлению, и будем двигаться.
Корректируйте, спрашивайте в комментариях.

Откланиваюсь.

Удивившее и рассмешившее. Жить стало если не лучше, то уж точно веселее - теперь каждый может купить себе киборга, управляемого с мобильного телефона. И недорого. $99. Киборг, правда, специфический, ума не приложу зачем и кому он нужен вообще. Но факт остаётся фактом - дистанционно управляемый живой таракан :(

Биологическая часть этой загадочной конструкции живёт почти два года. Потом её придётся поменять. Управление осуществляется электрической стимуляцией усиков (несчастного) насекомого, причём для крепления серебряных микроэлектродов используется термоклей (!) и, насколько я понимаю, процедуру крепления проводит покупатель набора. После подключения животина таскает на себе 4,4 грамма электроники с батарейкой и как-то там управляется вроде бы, от чего продавец обещает внезапное поумнение (не таракану обещает, покупателю) и глубинные познания в области нейронных сетей. Посмеялся.

Из области более серьёзной. Компания Crossbar представила реальные микросхемы энгергонезависимой памяти, основанной на технологии Resistive RAM и изготовленные на коммерческом (не экспериментальном) производстве - "Crossbar today also announced it has developed a working Crossbar memory array at a commercial fab, a major milestone in the development of new memory technology, signaling its readiness to begin the first phase of productization"

В Crossbar обещают ориентировочные показатели этой памяти на уровне скорости записи 140 мегабайт в секунду, скорости чтения - в районе 20 мегабайт в секунду, снижение энергопотребления по сравнению с традиционной флэш-памятью в 10 раз и, наконец, латентность операций произвольного чтения на уровне 30 наносекунд. Всё это исполняется на основе традиционной  полупроводниковой технологии с технологической нормой 25 нанометров. И в основе всего - тот самый мемристор, о котором так много говорили (автор идеи мемристора, как недостающего элемента электронных цепей, Леон Чуа этот факт признал).

Ну что ж, очень интересно. Можно теперь оценить скорость продвижения технологии от заявления о её коммерческой готовности до выпуска коммерчески доступной продукции.

Кстати, о флэш-памяти и Android, в частности, о линейке Nexus-устройств. Версия Android 4.3 обновляет низкоуровневые механизмы работы ОС с контроллерами флэш-памяти (для линуксоидов и интересующихся - fstrim), и, по идее, это должно избавить любителей набивать свои устройства "под завязку" от деградации производительности. О которой я лично ничего не могу сказать, потому что никак не могу придумать, чем бы "забить" почти 22 GB свободной флэш-памяти :( Вроде всё есть, и больше ничего не нужно.

Откланиваюсь.

Расскажу немного о своём повседневном использовании Android-планшета. Вдруг кому что пригодится.

И сразу приоткрою "тайну" - многое из того, что я пишу, написано не на десктопе. И не на нетбуке или ноутбуке. Хотя всё это есть. Многое я пишу именно на планшете. Не из каких-то вычурных гиковских (geeks) принципов, а просто потому что, извините, сильно болит шея от сидения за десктопом и ноутбуками.

С 10-дюймовым планшетом, большим и тяжёлым, так и не получилось сжиться до пригодности его к написанию текстов – всё-таки он действительно слишком большой, а вот 7 дюймов оказались именно тем, что нужно – и носить удобно, и в качестве «диванной» машинки использовать. Ну и так как планшет органично вписался в образ жизни и стал необходимым, поделюсь всякими полезными мелочами, некоторые из них в русскоязычном интернете мне не попадались вообще.

До основного текста осталось разве что главное – приложений я держу мало (по принципу «меньше ставишь – крепче спишь»), игрушек не держу вообще (они неинтересные). И никаких комплексов или ограничений из-за этого не испытываю.

Теперь начнём с раздражающего и будем его устранять :)

Капитан Очевидность и Козьма Прутков меня обязательно поддержат в высказывании следующей мудрости – если у устройства экран не квадратный, а прямоугольный, то как бы напрашивается возможность нераздражающего использования устройства при двух ориентациях экрана.

Я бы эту Мудрость™ не написал или если бы речь шла об iOS (где всех дальнейших нюансов просто нет, потому нет порождающих нюансы возможностей), или если бы в Android не было виджетов, которые действительно не так уж бесполезны и среди которых попадаются настоящие маленькие шедевры.

Так вот. Не понимаю, в чём тут может быть проблема (особенно если учесть, что для виджетов в Android предусмотрены механизмы изменения размеров, больше того, можно даже изменять размеры виджетов, которые не создавались изначально переменных размеров), но она выглядит для штатной пользовательской оболочки Android 4.3 примерно так:

При изменении ориентации экрана виджеты «расползаются». Дело тут в принципе размещения виджетов и назначении их размера на основе «сетки». То есть, экран делится на ячейки фиксированного размера, и виджеты могут занимать прямоугольные секции этих ячеек. Штатная пользовательская оболочка «наглухо» настроена на квадратную сетку, не зависящую от ориентации устройства. Но так как при разной ориентации горизонталь и вертикаль экрана меняются местами, а сетка остаётся той же, изменяется размер ячейки сетки. И если виджет занимает, например, 4x1 прямоугольников сетки, при изменении ориентации его или «растянет» по экрану, или «сожмёт». Для некоторых виджетов это приводит к их непригодности к использованию в одной из ориентаций экрана. А жаль. И виджеты полезные, и всё время крутить туда-сюда устройство в руках – раздражает.

Кстати. И пользователи, и Android-программисты (они особенно) – очень много полезного можно узнать об экране вашего устройства с помощью крохотной утилитки ScreenInfo. А то если вы начнёте искать в этих ваших интернетах, например, данные об aspect ratio экрана вашего планшета – вы можете удивиться разбросу мнений :)

При использовании заслуженно популярного заменителя штатной оболочки Apex Launcher, одной из немногих, дающих возможность назначить разные сетки размещения виджетов для двух ориентаций устройства, с учётом пропорций экрана Nexus 7 можно получить картину более приятную и для глаз, и для пользования:

Но и это не панацея. Потому что разные сетки означают наличие «мёртвой зоны». Например, вы выбираете сетку 5 строк × 8 столбцов в ландшафтной ориентации и 8 строк × 5 столбцов – в портретной. Виджеты почти не будут менять размеры при изменении ориентации планшета. Но если вы разместите в портретной ориентации экрана какой-то виджет левым верхним его углом в строке с номером, большим пяти, при изменении ориентации планшета вы этот виджет не увидите вообще. Потому что в ландшафтной ориентации он за пределами сетки, нет в ней строк с такими номерами.
Упс.

Понятно, что всё это далеко не всем важно. Но и понятно, что это далеко не всем не важно. Иначе бы в Google так быстро не отказались от введенного в первой версии «прошивки» Nexus 7 фиксированного портретного режима. В конце концов, ну, «разъезжаются» виджеты, да и пусть себе «разъезжаются». А меня вот это раздражает. И не только меня, как оказалось. Еще от 500 тысяч до миллиона пользователей Android это раздражает.
Совершенно гениальный французский программист Pierre Hébert сделал всем раздражённым этими нюансами проектирования спасение под названием Lightning Launcher. Который может работать весьма традиционно, но с очень мощными возможностями персонализации (за что его любят пользователи смартфонов), но я не о том. Планшетное использование этой оболочки позволяет превратить экран планшета в настраиваемый активный двумерный журнал из виджетов, которые и не «расползаются» при изменении ориентации устройства, и свободно располагаются в разных ориентациях по желанию пользователя (снимки экрана показывают обзорный режим всех страниц виртуального экрана):

Премудростей с Lightning Launcher немного. В настройках (Current screen -> Layout) выбираем Free mode (свободное размещение экранных элементов, без сетки) и Dual position (два размещения для двух ориентаций экрана). Дальше – возвращаемся на основной экран, долгое нажатие, вызывающее меню, Add -> App Widget, выбираем нужный виджет, размещаем его на экране, изменяем ему размеры (они будут неизменны независимо от ориентации), располагаем как хотим, всё это, например, в портретном режиме. Возвращаемся из редактирования экрана в нормальный режим, смотрим на результат, поворачиваем планшет, повторяем действия выбираем виджет долгим нажатием и выставляем его туда, куда хотим для этой ориентации экрана (извините, невнятно написал). Собственно, это всё. Получаем два расположения, которые не меняют своих характеристики, к ним привыкаешь «пальцами». Причём в этой оболочке возможно движение по виртуальным экранам-страницам как по горизонтали, так и по вертикали. Принцип добавления страниц предельно прост – при настройке «затягивайте» виджет или иконку за пределы текущей страницы, новая автоматически добавится, и в рабочем режиме появится возможность «прокрутить» экран в нужную сторону. Отдельно пара слов о настройках App Drawer – меню установленных программ. В его настройках логично зафиксировать количество столбцов и включить автоматический режим выбора количества отображаемых строк. С прочими возможностями, больше касающимися «окрасивливания» (как-то – зеркальные отражения под иконками, возможности построения больших кнопок-тайлов и прочим) - тут каждому своё. Меня оно не особо волнует, если честно. Меня радует в этой программе нужная мне функциональность, которой нет в других программах.

Свои нюансы у Lightning Launcher, конечно же, есть. В текущей версии – огрехи в отображении «обоев». Мелкие. Которые не проявляются, если заменить системные «обои» просто заливкой непрозрачным цветом (штатная функция Lightning Launcher – меню Current screen -> Wallpaper & background -> Color). Я картинкой в обоях и так не пользуюсь, предпочитаю просто зелёный цвет фона, на котором хорошо читаются виджеты (кстати, засилье синего цвета в пользовательских интерфейсах и особенно в планшетах, которые часто используются при недостаточном наружном освещении – это плохо, потому что вредно). Думаю, что автор этот нюанс с «обоями» исправит, он известен и внесён в списки выявленных ошибок. Мне лично это не мешает вообще.

Теперь, раз уж о зрении упомянуто, одна мелочь, без которой очень плохо. Высокая минимальная яркость экранов большинства планшетов в сочетании с площадью экранов и с пригодностью (даже распространённостью) к «возне» с планшетами в полутьме, - всё в сочетании крайне плохо сказывается на глазах. Короче, есть такой класс приложений – диммеры экрана, отображающие поверх всех окон невидимое полупрозрачное «затемняющее» с настраиваемой прозрачностью и цветом «фильтра». Я использую Screen Filter, но это как бы не конкретная рекомендация, а подсказка о существовании класса очень полезных приложений.

Из нового для Android 4.3 полезного – просто шорткат для удобства доступа к скрытым механизмам настройки прав приложений, Settings App Ops Shortcut, это не единственное такое «приложение» в Google Play, у него даже есть платные аналоги, для желающих :)

Выплывающая боковая панель для запуска «отовсюду» нужного. Привык я к этому, как к общесистемному механизму. Панелей таких «наклепали» в количествах. И вот очевидное – после появления пользовательского интерфейса Ubuntu Unity количество в качество не перешло. Однообразие какое-то – узкая ленточка с прокруткой. Мне это неудобно. Лишние движения. Поэтому простой старый «лончер» App Clip кочует у меня по андроидным устройствам с одного на другое. Кстати, Android-программисты. Если кому нужна идея хорошего приложения для планшетов. Вот такая выплывающая панель, как App Clip, с таким же настраиваемым списком быстрого вызова приложений и с удобным выбором виджетов, которые отображаются в этой же панели (например, табами, один таб – один виджет). Аналоги есть уже, но они какие-то страшненькие и неупотребимые. Очень полезная была бы штуковина.

Цепочка «новости – браузер – закладки – сервисы». Здесь не рекомендации, а мои критерии выбора: всё должно быть максимально простым, с хорошей пользовательской базой, и, наконец, из всего этого рационально использовать только то, что реально нужно, даже если предусмотрены возможности «комбайна». Rss-новости – Press, потому что меня устраивает его лаконичный и приятный минималистический интерфейс (настолько устраивает, что я и за «большим» компьютером читаю новости с планшета, да) и беспроблемная работа с облачным сервисом Feedly, который меня устроил в своё время (когда Google порадовала всех отказом от своего rss-ридера как сервиса). Браузер – Firefox, потому что он умеет штатными средствами очищать страницы от вебдванольного шлака. Закладки. Я не пользуюсь локальными закладками (bookmarks) уже много лет, меня устраивают Google Bookmarks. Поэтому единственное внятно работающее с ними Android-приложение – Gbookmark. Это, конечно, приложение непростой судьбы – Google любит что-нибудь где-нибудь поменять, но начиная с последнего обновления утилиты всё работает как должно, в том числе и добавление закладок на Android-устройстве. Вторая утилита из этой же оперы – старая добрая Urly, «url-укорачиватель». Их таких множество, но вот она – действительно «швейцарский ножик» в своей области, и это уже сколько лет.

Теперь сервисы. Самых «планшетных» для меня их ровно два. Pocket и китайский WizNote (у него есть встроенный английский интерфейс, не надо бояться). Pocket – вообще чуть ли не главное приложение, потому что «отложенное чтение», похоже, стало главной «фишкой» планшета. Быстро пробежался по rss-заголовкам новостей, интересующее просмотрел поверхностно в браузере, оттуда же, если показалось интересным – сразу в Pocket. Потом неспешно читаю очищенное Pocket’ом, что не достойно хранения – удаляю. WizNote же – это другой стиль, это когда я за «большим» компьютером, и мне попалось что-то достойное хранения. У программы очень приятный «настольный» клиент с отличными возможностями редактирования «вырванных» кусков страниц, довольно нетребовательный к ресурсам, ну и, самое приятное, - WizNote хранит каждую заметку в стандартном файловом контейнере *.tar.gz, внутри которого – обычный html и требуемые файлы (растровые картинки, например). Очень достойная китайская разработка. Больше чем хранение фрагментов web-страниц я от неё не требую, хотя она, вроде как может всякие календари и прочее. Есть ещё один «околопланшетный» сервис, которым тоже активно пользуюсь на планшете. Cloud Print. Но вовсе не для того, чтобы печатать что-то с планшета. Cloud Print позволяет «печатать» в pdf-файл с автоматическим сохранением результата в Google Drive. Очень помогающая возможность, особенно когда сталкиваешься с огромными html-страницами, напичканными примерами с кодом (такое любят писать могучие умом дядьки старой школы, и в таком много ценного). Просто сохраняю в pdf для последующего чтения. Ну и, наконец, сервисы между двумя мирами – «большого компьютера» и планшета. Их тоже ровно два. AirDroid (это не совсем сервис, приложение) – для замены «шнурка» и заливки файлов в планшет (ну не приемлю я логики облачных хранилищ «сначала закачай, чтобы потом скачать»), работает себе, быстрое, удобный виджет, ничем кроме как передачей файлов никогда эту штуку не нагружал, и PushBullet – для быстрого «забрасывания» ссылок на планшет, потому что многое удобнее читать именно с планшета (шея, ох, шея).

Чтение. Это та область, где до сих пор у меня сплошная ненормативная лексика. «Читалок» много-то, да, вот толку в их унылом однообразии – мало. Согласно моим критериям вменяемая «читалка» для беллетристики – ZXReader, разработчик которой на общем фоне приятно выделяется пониманием процесса чтения (это касается и человеческого отображения сносок, и встроенных механизмов поддержки коллекции цитат с экспортом, и ещё всяких нюансов), для чтения pdf теперь более чем пригоден «родной» Adobe PDF Reader, но есть такой формат электронных книг – epub3, - в котором распространяются технические издания, и это натуральная катастрофа. Ни одна из «ходовых» читалок его не поддерживает в той мере, какая обеспечивает хоть минимальную пригодность к чтению. Например, код с подсветкой синтаксиса превращается ими в месиво текста. Подписи под изображениями сливаются с основным текстом. И т.д. и т.п. А epub3 постепенно становится общеупотребимым. Спасение было найдено. Gitden Reader. Даже удивительно, но это бесплатное приложение не такое уж популярное, и уж точно почти неизвестное. А, между тем, ни одна из самых «модных» читалок не способна так отобразить epub3-книгу:

В общем, must have читалка, для тех, кто читает что-то кроме про эльфов и попаданцев, простигосподи. К чтению отношу и коллекционирование цитат. Ну, это увлечение, не всем оно нужно вообще, но мало ли. Несмотря на встроенный в ZXReader механизм, для единообразия, чтобы потом не рыться в поисках где что лежит, источниками цитат-то может быть что угодно, все цитаты храню в Google Keep. Оно и мило выглядит (весёленькое такое внешне, да), и работает.

Чтение – это ещё и словари, конечно. Потому что поток литературы исходит из инакоговорящих миров, переводы «доползают» до нас с черепашьей скоростью, а качество их такое, что многие лучше бы и не доползали вообще. И ещё один недооцененный шедевр, практически неизвестный, без которого я не обхожусь – «плавающий» (floating) словарь AntTek Dictionary (или новая бета-ветка этой разработки). Что он «плавающий» означает, что его окно в двух видах (минимизированное и полного отображения) «парит» над прочими приложениями. Это удобно. Ну и вторая удобная особенность – словарь поддерживает словарные базы StarDict, которых в природе сколько угодно и среди которых есть очень пристойные. Правда, со словарными базами есть некоторый нюанс – StarDict-базы требуют дополнительной обработки. Она совершенно немудрёная – достаточно на «большой» компьютер загрузить Java-утилиту AntTek Dict Editor (по ссылке - jar-файл), скачать StarDict-словарь, распаковать его в какой-то каталог (это архив с содержимым), запустить утилиту, «натравить» её на каталог с файлами словаря, указать каталог результата и нажать единственную кнопку «Build» (настроек программы можно вообще не касаться, если вы знаете, что оригинальный словарь в кодировке UTF-8, а в других кодировках представить себе словарную базу вообще трудно).

После чего в «выходном» каталоге появится иерархия каталогов – AntTekDict/data/…. Вот её-то и надо перенести на SD-карту памяти вашего Android-устройства в одноимённый каталог (AntTekDict), после чего словарная база станет доступной в словаре. «Плавающее» окно AntTek Dictionary автоматически «подбирает» из буфера копирования что там есть при переводе его из минимизированного состояние в открытое, прозрачность плавающего окна регулируется в настройках, большего от этой программы хотеть нечего. Она просто работает и делает что должна делать.

Тексты и «офис». Я крайне скептично отношусь к серьёзным офисным приложениям на малых носимых устройствах с тактильными экранами. Для просмотра офисных документов использую вторую китайскую программу (вместе в WizNote называю их «два китайца») – Kingsoft Office, которая, несмотря на бесплатность, во многом даёт фору платным конкурентам (я её проверял и сравнивал, это не на ровном месте утверждение, например, это единственный мобильный офис, который отображает в диаграммах Excel, в том числе и 2013-й версии, уточняющие цифры, прочие делают вид, что никаких цифр там нет вообще). Очень загадочная это компания – Kingsoft. Очень такая по-китайски загадочная, настолько, что мы с коллегой даже устроили дебаты по поводу её загадочности. Но, как бы ни было, - вполне рабочая «смотрелка» офисных файлов. Даже что-нибудь подправить можно. Иногда. Но лучше не нужно :) ***

На деле же, если мне реально нужен офис на планшете – я подключаюсь планшетом к нетбуку, который всегда включён и работает «на подхвате» (вообще, в связке с планшетом старенький нетбук обрёл второе дыхание). Об особенностях подключения пара слов будет отдельно (есть один нюанс).

Тексты я на планшете набираю не в текстовом редакторе, а, неожиданно, в программе для ведения заметок – Simple Notepad. Она до такой степени замечательная, что даже и сказать больше о ней нечего. Чудесная программа, практически эталонная, соответствующая и устройствам, для которых предназначена, и практически любым потребностям. И визуально очень приятная для набора текста. Это мой, так сказать, «офис». И его хватает за глаза. А что plain text… так его всегда можно «разукрасить» или в Open Office/Word, или вообще писать сразу с markdown-разметкой и потом превратить в «красотищу» на "большом брате" с помощью той же asciidoc, например. «Разукрашивание» текста, требующее большого количества операций с точным позиционированием (выбрать слово или фрагмент текста, выбрать пункт из меню, etc) – неподходящая задача для планшета из-за особенностей «пальцеориентированного» ввода. Поэтому каждому устройству – свои задачи.

К Simple Notepad добавляю великолепный калькулятор – Calculator++. У него есть и «плавающее» окно - для простых задач, и целая математически-графическая среда. И к Calculator++ добавляю непременно вот эту крохотную штучку – SigmaScript. Это такое даже не знаю как и назвать что, не IDE, не калькулятор, в общем – это среда исполнения Lua-программ. В которой эти программы можно и набросать по-быстрому. Очень люблю Lua, изящный чудесный язык, и если надо что-то посчитать, что выходит за пределы возможностей мощного калькулятора, или построить макет программы (а Lua с его красивыми структурами данных в этом смысле позволяет неожиданно много), - незаменимая штука, тем более, что места не занимает, ресурсов не просит.

(здесь я не удержался, прервал генерацию текста :) и сделал скриншот этого «мобильного офиса» прямо «по горячему тексту», с любимым словарём и калькулятором поверх любимого редактора и со включённым экранным фильтром):

Теперь последнее и немаловажное. Приличную часть времени я использую планшет именно как терминал к своему компьютерному хозяйству. С выработанным опытом подходом – всё или VNC через ssh-туннель, или ssh. Независимо от удалённой платформы. Во-первых, VNC клиенты умеют масштабировать (zoom) экран удалённого компьютера (далеко не всем прочим это дано), что в реальности очень полезно, потому что курсор мыши – он маленький, а площадь касания пальцем – большая, во-вторых, не требуется кучи разных клиентов. Собственно, через VNC всегда доступны (и вне домашней сети) дежурный старичок-нетбучек (он потребляет всего ничего, поэтому и не выключается никогда), и можно «разбудить» большой прожорливый десктоп, и, наконец, тоже не выключается смешной, в обувную коробку сваленный (собранным это нельзя назвать) Linux-серверок без всяких X Window. Мне этого хватает с головой. И я ни разу не сталкивался с какими-то проблемами вроде «что-то не читается» и т.п. Из-за этих нюансов я использую на планшете две клавиатуры – Perfect Keyboard (для сугубо планшетной работы) и Hacker's Keyboard – для удалённой, особенно в Linux консоли. И потому вот ещё одна очень приятная мелочь – виджет-переключалка клавиатуры, SwitchKeys. Совершенно замечательная программка, экономящая кучу движений.

Собственно говоря, это практически всё. Сугубо «на вкус и цвет» программы я не трогаю вообще – всякую мультимедию и прочее, этого добра наваяно сто вагонов и три тележки, здесь никаких особых критериев кроме работоспособности у меня нет вообще. Разве что. Бесподобный виджет из категории «не делай лишних движений» - Slider Widget Volumes. Чтобы быстро изменять громкости, не копошась в системных настройках. Я бы его вообще ввёл в стандартную поставку Android.

Вот теперь – точно всё.
Ничего больше, кроме де-факто штатных программ (почта, Skype, Hangouts, карты) я на планшете не держу. А зачем? Мне это не мешает вполне даже работать с планшетом.

Откланиваюсь.

*** Вынужден сделать уточнение. Проверил KingSoft Office на реально большом Excel файле (с морем операций из категории где DBSUM и прочие, с очень хитрыми механизмами формирования сводной таблицы - с косвенной адресацией и прочими "финтами" на грани фола), мне не приходило даже в голову таким мучительным файлом проверять планшетный офис. И был приятно удивлён. Всё работает как должно, ещё и быстро. И файл 2013-го Word с таблицами и Excel-диаграммами тоже был отображён более чем достойно. Это реальные документы, не тестовые. Очень удивлён.