Zkuste nás kontaktovat

Návrh Školení

Základy architektury RISC-V a přehled ekosystému

Landscape ISA RISC-V a adopce v průmyslu

  • Filosofie open ISA a standardizační krajina RISC-V International
  • Myšlenkový model RISC-V: Architektura Load-Store, registrační soubor, pořadí bajtů
  • Srovnání s ARM, x86 a POWER: kompromisy pro heterogenní výpočetní architektury
  • Vyhodnocení zralosti ekosystému: SiFive, T-Head, Western Digital a rostoucí open-source komunita hardwaru
  • Standardizované rozhraní: RISC-V Privileged ISA, Vrstva strojové softwarové abstrakce (MSBL)

Modely paměti a soulad s ABI

  • Specifikace nepřívilegované architektury: Mapa CSR, zpracování výjimek a hierarchie paměti
  • Sady instrukcí RV32I / RV64I a soulad s ABI pro přenositelnost binárních souborů mezi platformami
  • Protokoly řazení paměti a bariérové instrukce pro multiprocesorové systémy

Programování v assembleru RISC-V a kompilační toolchain

Nízkoúrovňové programování instrukcí

  • Základní celočíselné instrukce (I), násobení/dělení (M), atomické operace (A) extension
  • Strategie programování vědomé velikosti slova pro 32bitové a 64bitové cíle RISC-V
  • Konvence volání funkcí a správa zásobníkového rámce pro vložené a reálné softwarové systémy

Profesionalita v kompilační toolchain

  • Kompilační toolchain založená na LLVM: Clang, LLVM, Binutils pro cross-kompilaci RISC-V
  • Linkovací skripty, sekce a konfigurace rozložení paměti pro prostředí bez OS a RTOS
  • Intrinsic funkce kompilátoru, úrovně optimalizace a ladění kódu řízené profilováním
  • Pracovní postupy pro vývoj open-source toolchain: sestavování, testování a balíčkování vlastních GCC/Clang toolchain

Vývoj vložených systémů a operační systémy reálného času (RTOS)

Programování v prostředí bez OS a RTOS

  • Systémové programování v Rustu pro RISC-V: abstrakce s nulovou přídavnou zátěží, bezpečná správa paměti a vývoj hardwarově orientovaného kódu (bare-metal)
  • Prostředí No-Std: vlastní linkery, vývoj ovladačů zařízení a přístup přes mapované paměti (I/O)
  • Vývoj BSP pro RTOS Zephyr a Buildroot pro cíle RISC-V
  • Rozhraní periferií: programování GPIO, I2C, SPI, UART a řadičů DMA

Optimalizace výkonu a spotřeby

  • Gating hodinového signálu, správa napěťových domén a optimalizace nízkospotřebných režimů
  • Cyklicky přesná analýza výkonu pomocí simulátorů profilovače a hardwarových čítačů výkonu
  • Úprava latence přerušení reálného času pro aplikace kritické z hlediska bezpečnosti

Vývoj jádra Linuxu a bootloaderu pro RISC-V

Firmware bootování a ekosystém bootloaderů

  • OpenSBI (implementace specifikace SBI): vývoj firmwaru bootloaderu
  • UEFI/EDK II na RISC-V: vývoj moderního firmware pro bootovací zásobník
  • Porting Coreboot a U-Boot pro jednodeskové počítače s RISC-V

Integrace do jádra Linuxu

  • Příspěvky do hlavní větve jádra RISC-V: překryvy stromu zařízení, topologie CPU a vývoj ovladačů řadičů přerušení (AIA)
  • Vývoj BSP pro výrobce a konfigurace jádra pro platformy vlastních SoC
  • Podpora souborových systémů, síťový zásobník a podpora kontejnerizace (Docker, Kubernetes) na hostitelských systémech RISC-V

Návrh SoC RISC-V a prototypování na FPGA

Architektura multiprocesorového SoC a integrace

  • Metodologie návrhu sítě na čipu (NoC) pro vícejádrové procesory RISC-V
  • Koherence cache a protokoly meziprócesorové komunikace Axi4/CHI
  • Integrace open-source IP: OpenCores, ChIPS Framework a komponenty RTL od výrobce
  • Návrh sběrnice (bus matrix) a integrace řadičů paměti (DDR, SRAM, eMMC, PCIe)

Prototypování procesorů na základě FPGA

  • Syntéza a implementace jádra RISC-V na FPGA (např. BOOM, VexRiscv, PULP)
  • Ověřovací metodologie založená na tvrzeních SystemVerilog (SVA) a UVM
  • Nástroje formálního ověření a testování založené na vlastnostech pro validaci jádra RISC-V

Extension vektorových instrukcí RISC-V a akcelerace specializovaného domainu

Hluboký přehled extension RVV (RISC-V Vector)

  • Vektorové načítání/ukládání, vektorově fúzní násobení-přidávání (VFMA) a akcelerace maticových výpočtů
  • Operace s proměnnou délkou vektoru (VL, VLEN) pro SIMD execution optimalizovanou podle zátěže
  • Vektorové maskovací operace, řízení segmentů a flexibilita typů dat pro zátěže DSP a ML

Design vlastních instrukcí DSP a domainově specifických

  • Navrhování domainově specifických akcelerátorů prostřednictvím custom extension a rozhraní operandů založených na CBAR
  • Změny frontendu kompilátoru pro generování vlastních instrukcí a emitaci kódu
  • Strategie dělení mezi hardwarem a softwarem pro integraci akcelerátorů do produkčních SoC

Akcelerace AI a okrajové machine learning na RISC-V

Návrh a integrace NPU pro procesory RISC-V

  • Architektura Neural Processing Unit: systolické pole, tensor cores a komprese vah pro on-chip akceleraci AI
  • Techniky kvantizace modelů (INT8, INT4, FP8) pro nasazení na okraji sítí na RISC-V
  • Kompatibilita frameworků: TensorFlow Lite Micro, ONNX Runtime a PyTorch Edge na cílech RISC-V

Heterogenní výpočetní zpracování pro pracovní zátěže AI

  • Ko-design hostitelského CPU RISC-V s akcelerátorem NPU AI pro pipeline reálné inferencí
  • Optimalizace subsystému paměti: správa bandwidth HBM/DDR pro váhy a aktivace ML modelů
  • Rozpočtování tepelné zátěže a výkonu pro systémy okrajové akcelerace AI

Bezpečnost hardware a důvěryhodné výpočetní zpracování na RISC-V

Ochrana fyzické paměti a důvěryhodné provedení

  • Fyzická ochrana paměti (PMP) a bezpečnostní mechanismy chodců tabulek stránek
  • Architektury Secure Enclave/TEE pro RISC-V: integrace OP-TEE, důvěryhodná prostředí provádění třídy SEV
  • Bezpečnost bootovacího řetězce: root of trust, secure boot a attestation měřeného startu

Kryptografická akcelerace

  • Extension kryptografie RISC-V (Zk, Zkr, K extension): akcelerace SHA, AES, RSA, RSA-PSS a ECC
  • Integrace post-quantum kryptografie (PQC) pro next-generation procesory RISC-V
  • Techniky mitigace kanálových útoků: programování s konstantním časem, maskování a hardwarové generátory náhodných čísel

Pokročilý design vlastní architektury a extension ISA

Domainově specifická architektura a custom extension instrukcí

  • Metodologie návrhu extension ISA: kódování, tabulky kódování, analýza dopadu na ABI a proces podávání specifikace do RISC-V International
  • Návrh vlastního registračního souboru s CBAR (Custom Base Address Registers) pro routing operandů
  • Pipelining instrukcí, detekce hazardu a úpravy pipeline pro custom extensions

Ověření a signoff modifikací vlastní architektury

  • Návrh testbenchů pro custom extensions: vedené vs. omezením řízené generování podnětů
  • Rámcové systémy regresních testů a ověřování řízené pokrytím pro architektonické modifikace
  • Testy interoperability: zajištění funkčnosti custom instrukcí v rámci zavedených omezení ABI

Aplikace bezpečnostně kritického a automobilového RISC-V

Funkční bezpečnost a soulad s automobilními normami

  • Soulad s funkční bezpečností ISO 26262 pro automobilové procesory RISC-V
  • Klasifikace ASIL-Q a vývoj manuálů bezpečnosti pro silicon IP RISC-V
  • Deterministické zpracování přerušení, dvojice jader v lockstep módu a ochrana paměti pro bezpečnostně kritické systémy RISC-V

Průmyslové aplikace reálného času a okrajového výpočetního zpracování

  • Soulad s IEC 61508 SIL a deterministické plánování na platformách multiprocesorů RISC-V
  • Vývoj brány IoT pro průmysl s RISC-V: připojitelnost, analýza na okraji sítě a systémy firmware OTA

Final Project: End-to-end vývoj systému RISC-V

Projekt plného životního cyklu

  • Specifikace architektury: design extension ISA a konfigurace jádra pro definovaný případ užití
  • Implementace RTL v SystemVerilog s testbenches UVM a pokrytím formálního ověření
  • Prototypování na FPGA, vývoj firmwaru bootování a integrace zásobníku ovladačů bare-metal
  • Přizpůsobení BSP Linuxu a toolchain pro vlastní jádro RISC-V
  • Nasadění pracovní zátěže AI: integrace NPU, kvantizace modelů a benchmark výkonu
  • Ověření bezpečnosti: vynucování PMP, secure boot a benchmark kryptografické akcelerace
  • Technická dokumentace architektury, analýza strategie IP a prezentace pro cross-funkční tým
 21 Hodiny

Počet účastníků


Cena za účastníka

Reference (2)

Nadcházející kurzy

Související kategorie