Intrati in legatura

Schița de curs

Fundamentele Arhitecturii RISC-V și Prezentarea Ecosistemului

Landscape-ul ISA RISC-V și Adoptarea în Industrie

  • Filosofia ISA open-source și landscape-ul de standardizare RISC-V International
  • Modelul Mental al RISC-V: Arhitectura Load-Store, Registre, Ordinea Octeților
  • Comparație cu ARM, x86 și POWER: Compromisuri pentru arhitecturi de calcul eterogene
  • Evaluarea maturității ecosistemului: SiFive, T-Head, Western Digital și comunitatea în creștere a siliciului open-source
  • Interfețe standardizate: ISA Privilegiată RISC-V, Stratul de Abstrație Software pentru Mașină (MSBL)

Modele de Memorie și Conformitate ABI

  • Specificația Arhitecturii Neprivilegiate: Harta CSR, gestionarea excepțiilor și ierarhiile de memorie
  • Seturi de instrucțiuni RV32I / RV64I și conformitate ABI pentru portabilitatea binară cross-platform
  • Convenții de ordonare a memoriei și instrucțiuni de barieră pentru sisteme multiprocesor

Programare în Limbaj de Asamblare RISC-V și Lanț de Instrumente Compilator

Programare la Nivel de Instrucțiuni Scăzut

  • Instrucțiuni de bază întregi (I), Înmulțire/Împărțire (M), Extensii pentru Operații Atomice (A)
  • Strategii de programare adaptate la biți pentru ținte RISC-V pe 32 și 64 de biți
  • Convenții de apel și gestionarea cadrelor de stivă pentru sisteme software embedded și în timp real

Proficiență în Lanțul de Instrumente Compilator

  • Lanțul de instrumente compilator bazat pe LLVM: Clang, LLVM, Binutils pentru cross-compilare RISC-V
  • Scripturi de legătură, secțiuni și configurarea layout-ului de memorie pentru medii bare-metal și RTOS
  • Intrinseci compilator, niveluri de optimizare și ajustarea codului bazată pe profilare
  • Fluxuri de lucru pentru dezvoltarea lanțurilor de instrumente open-source: construire, testare și împachetare a lanțurilor personalizate GCC/Clang

Dezvoltare de Sisteme Embedded și Sisteme de Operare în Timp Real

Programare Bare-Metal și RTOS

  • Programare de sisteme în Rust pentru RISC-V: abstracții fără cost, gestionarea nesigură a memoriei și dezvoltare bare-metal
  • Medii No-Std: linkere personalizate, dezvoltarea driverelor de dispozitive și I/O mapat în memorie
  • Dezvoltare BSP pentru Zephyr RTOS și Buildroot pe ținte RISC-V
  • Interfațare periferică: programarea GPIO, I2C, SPI, UART și a controlerelor DMA

Optimizare de Putere și Performanță

  • Gestionarea clock gating, a domeniilor de putere și optimizarea modurilor de consum redus
  • Analiză de performanță ciclu-acurată cu profilatoare de simulare și contoare de performanță hardware
  • Reglarea latenței de întrerupere în timp real pentru aplicații safety-critical

Dezvoltarea Kernel Linux și Bootloader pentru RISC-V

Ecosistemul de Boot Firmware și Bootloader

  • OpenSBI (implementarea specificației SBI): dezvoltare firmware bootloader
  • UEFI/EDK II pe RISC-V: dezvoltare stivă de firmware modernă
  • Portarea Coreboot și U-Boot pentru calculatoare cu o singură placă RISC-V

Integrarea Kernel Linux

  • Contribuții la kernel-ul principal RISC-V: overlays de arbore de dispozitive, topologie CPU și dezvoltare driver pentru controler de întrerupere (AIA)
  • Dezvoltare BSP de furnizor și configurație kernel pentru platforme SoC personalizate
  • Suport pentru sisteme de fișiere, stivă de rețea și containerizare (Docker, Kubernetes) pe sisteme gazdă RISC-V

Design SoC RISC-V și Prototipare FPGA

Arhitectură SoC Multicore și Integrare

  • Metodologii de design Network-on-Chip (NoC) pentru procesoare RISC-V multi-core
  • Protocoale de coerență Axi4/CHI și comunicare inter-procesor
  • Integrare IP open-source: OpenCores, ChIPS Framework și componente RTL de furnizor
  • Design matrice de bus și integrare controler de memorie (DDR, SRAM, eMMC, PCIe)

Prototiparea Procesoarelor pe Bază de FPGA

  • Sinteză și implementare FPGA a nucleului RISC-V (de ex., BOOM, VexRiscv, PULP)
  • Aserțiuni SystemVerilog (SVA) și metodologie de verificare funcțională bazată pe UVM
  • Instrumente de verificare formală și testare bazată pe proprietăți pentru validarea nucleului RISC-V

Extensii Vectoriale RISC-V și Accelerare Specifică Domeniului

Explorare Profundă a Extensiei RVV (RISC-V Vector)

  • Încărcare/stocare vectorială, înmulțire-adunare vectorială (VFMA) și accelerare a calculului matricial
  • Operații vectoriale de lungime variabilă (VL, VLEN) pentru execuție SIMD optimizată pentru sarcini
  • Operații de mascare vectorială, control de segment și flexibilitate tip de date pentru sarcini DSP și ML

Design de Instrucțiuni Personalizate pentru DSP și Domenii Specifice

  • Proiectarea acceleratoarelor specifice domeniului prin extensii personalizate și interfețe de operanzi bazate pe CBAR
  • Modificări frontend compilator pentru generarea de instrucțiuni personalizate și emisie de cod
  • Strategii de partiționare hardware-software pentru integrarea acceleratoarelor în SoC-uri de producție

Accelerare AI și Învățare Automată la Marginea Rețelei pe RISC-V

Design și Integrare NPU pentru Procesoare RISC-V

  • Arhitectura Unității de Procesare Neurală: matrice sistolice, nuclee tensor și compresie a greutăților pentru accelerare AI pe cip
  • Tehnici de cuantizare a modelelor (INT8, INT4, FP8) pentru implementare la margine pe RISC-V
  • Compatibilitate framework: TensorFlow Lite Micro, ONNX Runtime și PyTorch Edge pe ținte RISC-V

Calcul Eterogen pentru Sarcini AI

  • Co-proiectare CPU gazdă RISC-V cu NPU accelerator AI pentru pipeline-uri de inferență în timp real
  • Optimizarea subsistemului de memorie: gestionarea lățimii de bandă HBM/DDR pentru greutăți și activări ale modelelor ML
  • Bugetare termică și de putere pentru sisteme de inferență AI la margine

Securitate Hardware și Computație Confidențială pe RISC-V

Protecție Fizică a Memoriei și Execuție de Încredere

  • Mecanisme de securitate Physical Memory Protection (PMP) și Page Table walker
  • Arhitecturi Secure Enclave/TEE pentru RISC-V: integrare OP-TEE, medii de execuție de încredere de clasă SEV
  • Securitatea lanțului de pornire: rădăcină de încredere, boot securizat și atestare de lansare măsurată

Accelerare Criptografică

  • Extensii criptografice RISC-V (Zk, Zkr, K extensii): accelerare SHA, AES, RSA, RSA-PSS și ECC
  • Integrare criptografie post-cuantică (PQC) pentru procesoare RISC-V de nouă generație
  • Tehnici de atenuare a atacurilor pe canale laterale: programare constantă în timp, mascare și generatoare hardware de numere aleatoare

Design Avansat de Arhitectură Personalizată și Extensii ISA

Arhitectură Specifică Domeniului și Extensii de Instrucțiuni Personalizate

  • Metodologie de design extensii ISA: codare, tabele de codare, analiză impact ABI și proces de trimitere a specificațiilor la RISC-V International
  • Design registre personalizate cu CBAR (Custom Base Address Registers) pentru expedierea operanzilor
  • Pipeline-uri de instrucțiuni, detectare hazard și modificări ale pipeline-ului pentru extensii personalizate

Verificare și Validare a Modificărilor de Arhitectură Personalizată

  • Design bancă de teste pentru extensii personalizate: generare stimul direcționată vs. aleatoare
  • Framework-uri de testare de regresie și verificare bazată pe acoperire pentru modificări arhitecturale
  • Testare de interoperabilitate: asigurarea funcționării instrucțiunilor personalizate în limitele constrângerilor ABI

Aplicații RISC-V Safety-Critical și Automotive

Conformitate cu Standarde de Securitate Funcțională și Automotive

  • Conformitate ISO 26262 pentru procesoare RISC-V automotive
  • Clasificare ASIL-Q și dezvoltare manual de securitate pentru IP-uri RISC-V
  • Gestionare deterministă a întreruperilor, perechi de nuclee lockstep și protecție a memoriei pentru sisteme RISC-V safety-critical

Aplicații Industriale în Timp Real și Edge Computing

  • Conformitate IEC 61508 SIL și planificare deterministă pe platforme multicore RISC-V
  • Dezvoltare gateway IoT industrial cu RISC-V: conectivitate, analiză la margine și sisteme de actualizare firmware OTA

Proiect Capstone: Dezvoltare de Sistem RISC-V End-to-End

Proiect pe Întreg Ciclul de Viață

  • Specificație arhitectură: design extensii ISA și configurație nucleu pentru un caz de utilizare definit
  • Implementare RTL în SystemVerilog cu bănci de teste UVM și acoperire de verificare formală
  • Prototipare FPGA, dezvoltare firmware boot și integrare stivă driver bare-metal
  • Personalizare BSP Linux și lanț de instrumente pentru nucleul RISC-V personalizat
  • Implementare sarcină AI: integrare NPU, cuantizare model și benchmark de performanță
  • Validare securitate: aplicare PMP, boot securizat și benchmark de accelerare criptografică
  • Documentație arhitecturală tehnică, analiză strategie IP și prezentare echipe cross-functional
 21 Ore

Numărul de participanți


Pret per participant

Mărturii (2)

Cursuri viitoare

Categorii înrudite