Temario del curso
Fundamentos de la Arquitectura RISC-V y Visión General del Ecosistema
Panorama del ISA RISC-V y Adopción Industrial
- Filosofía del ISA abierto y el panorama de estandarización de RISC-V International
- Modelo mental de RISC-V: Arquitectura de Carga-Almacenamiento, Registro de Archivos, Orden de Bytes
- Comparación con ARM, x86 y POWER: Compensaciones para arquitecturas de computación heterogénea
- Evaluación de la madurez del ecosistema: SiFive, T-Head, Western Digital y la creciente comunidad de silicio de código abierto
- Interfaces estandarizadas: ISA Privilegiado de RISC-V, Capa de Abstracción de Software de Máquina (MSBL)
Modelos de Memoria y Cumplimiento ABI
- Especificación de Arquitectura No Privilegiada: mapa de CSR, manejo de excepciones y jerarquías de memoria
- Conjuntos de instrucciones RV32I / RV64I y cumplimiento ABI para portabilidad de binarios entre plataformas
- Convenciones de ordenación de memoria e instrucciones de barrera para sistemas multiprocesador
Programación de Ensamblador RISC-V y Cadena de Herramientas del Compilador
Programación de Instrucciones de Bajo Nivel
- Instrucciones enteras base (I), Multiplicar/Dividir (M), extensiones de operaciones atómicas (A)
- Estrategias de programación conscientes de la bitadura para objetivos RISC-V de 32 y 64 bits
- Convenciones de llamada y gestión de marcos de pila para sistemas de software embebido y en tiempo real
Competencia en la Cadena de Herramientas del Compilador
- Cadena de herramientas de compilador basada en LLVM: Clang, LLVM, Binutils para compilación cruzada de RISC-V
- Scripts del enlazaador, secciones y configuración de disposición de memoria para entornos bare-metal y RTOS
- Intrínsecos del compilador, niveles de optimización y ajuste de código impulsado por perfilado
- Flujos de trabajo de desarrollo de cadenas de herramientas de código abierto: construcción, prueba y empaquetado de cadenas de herramientas personalizadas de GCC/Clang
Desarrollo de Sistemas Embebidos y Sistemas Operativos en Tiempo Real
Programación Bare-Metal y RTOS
- Programación de sistemas en Rust para RISC-V: abstracciones de costo cero, gestión de memoria insegura y desarrollo bare-metal
- Entornos No-Std: enlazaadores personalizados, desarrollo de controladores de dispositivo y E/S mapeados en memoria
- Desarrollo de Zephyr RTOS y BSP de Buildroot para objetivos RISC-V
- Interfaz con periféricos: programación de GPIO, I2C, SPI, UART y controladores DMA
Optimización de Energía y Rendimiento
- Control de reloj, gestión de dominios de potencia y optimización de modos de bajo consumo
- Análisis de rendimiento de precisión de ciclo con perfiles de simulación y contadores de rendimiento de hardware
- Ajuste de la latencia de interrupciones en tiempo real para aplicaciones críticas para la seguridad
Desarrollo del Núcleo de Linux y Bootloader para RISC-V
Ecosistema de Firmware de Arranque y Bootloaders
- OpenSBI (implementación de la especificación SBI): desarrollo de firmware de bootloader
- UEFI/EDK II en RISC-V: desarrollo moderno de la pila de arranque de firmware
- Porting de Coreboot y U-Boot para ordenadores de placa única RISC-V
Integración del Núcleo de Linux
- Contribuciones al núcleo principal de RISC-V: superposiciones de árbol de dispositivos, topología de CPU y desarrollo de controladores de controlador de interrupciones (AIA)
- Desarrollo de BSP del proveedor y configuración del núcleo para plataformas de SoC personalizadas
- Soporte de sistema de archivos, pila de redes y soporte de contenedores (Docker, Kubernetes) en sistemas host RISC-V
Diseño de SoC RISC-V y Prototipado en FPGA
Arquitectura e Integración de SoC Multiniúcleo
- Metodologías de diseño de Network-on-Chip (NoC) para procesadores multicore RISC-V
- Coherencia de caché Axi4/CHI y protocolos de comunicación entre procesadores
- Integración de IP de código abierto: OpenCores, ChIPS Framework y componentes RTL de proveedores
- Diseño de matriz de bus e integración de controladores de memoria (DDR, SRAM, eMMC, PCIe)
Prototipado de Procesadores Basados en FPGA
- Síntesis e implementación en FPGA del núcleo RISC-V (p. ej., BOOM, VexRiscv, PULP)
- Aserciones de SystemVerilog (SVA) y metodología de verificación funcional basada en UVM
- Herramientas de verificación formal y pruebas basadas en propiedades para la validación del núcleo RISC-V
Extensiones Vectoriales RISC-V y Aceleración Específica de Dominio
Profundización en la Extensión RVV (Vector RISC-V)
- Carga/almacenamiento vectorial, multiplicación-acumulación vectorial fusionada (VFMA) y aceleración de cálculos de matrices
- Operaciones vectoriales de longitud variable (VL, VLEN) para ejecución SIMD optimizada para la carga de trabajo
- Operaciones de enmascarado vectorial, control de segmentos y flexibilidad de tipos de datos para cargas de trabajo DSP y ML
Diseño de DSP Personalizado e Instrucciones Específicas de Dominio
- Diseño de aceleradores específicos de dominio mediante extensiones personalizadas e interfaces de operandos basadas en CBAR
- Modificaciones del frontend del compilador para la generación de instrucciones personalizadas y emisión de código
- Estrategias de partición hardware-software para la integración de aceleradores en SoC de producción
Aceleración de IA y Aprendizaje Automático en el Borde en RISC-V
Diseño e Integración de NPU para Procesadores RISC-V
- Arquitectura de la Unidad de Procesamiento Neuronal: matrices sistólicas, núcleos tensoriales y compresión de pesos para aceleración de IA en chip
- Técnicas de cuantización de modelos (INT8, INT4, FP8) para despliegue en el borde en RISC-V
- Compatibilidad de marcos: TensorFlow Lite Micro, ONNX Runtime y PyTorch Edge en objetivos RISC-V
Computación Heterogénea para Cargas de Trabajo de IA
- Codiseño de CPU host RISC-V con NPU acelerador de IA para tuberías de inferencia en tiempo real
- Optimización del subsistema de memoria: gestión de ancho de banda HBM/DDR para pesos y activaciones de modelos ML
- Gestión térmica y de presupuesto de energía para sistemas de inferencia de IA en el borde
Seguridad de Hardware y Computación Confidencial en RISC-V
Protección de Memoria Física y Ejecución de Confianza
- Protección de Memoria Física (PMP) y mecanismos de seguridad del caminante de tabla de páginas
- Arquitecturas de Enclave Seguro/TEE para RISC-V: integración de OP-TEE, entornos de ejecución de confianza de clase SEV
- Seguridad de la cadena de arranque: raíz de confianza, arranque seguro y acreditación de lanzamiento medido
Aceleración Criptográfica
- Extensiones criptográficas de RISC-V (Zk, Zkr, K): aceleración de SHA, AES, RSA, RSA-PSS y ECC
- Integración de criptografía postcuántica (PQC) para procesadores RISC-V de próxima generación
- Técnicas de mitigación de ataques de canales laterales: programación de tiempo constante, enmascarado y generadores de números aleatorios de hardware
Arquitectura Personalizada Avanzada y Diseño de Extensiones ISA
Arquitectura Específica de Dominio y Extensiones de Instrucciones Personalizadas
- Metodología de diseño de extensiones ISA: codificación, tablas de codificación, análisis de impacto ABI y proceso de envío de especificaciones a RISC-V International
- Diseño de archivo de registros personalizado con CBAR (Registros de Dirección Base Personalizada) para despacho de operandos
- Enrutado de instrucciones, detección de peligros y modificaciones de tubería para extensiones personalizadas
Verificación y Aprobación de Modificaciones de Arquitectura Personalizada
- Diseño de banco de pruebas para extensiones personalizadas: generación de estímulos dirigidos frente a aleatorios restringidos
- Marcos de pruebas de regresión y verificación impulsada por cobertura para modificaciones arquitectónicas
- Pruebas de interoperabilidad: asegurando que las instrucciones personalizadas funcionen dentro de las restricciones ABI establecidas
Aplicaciones RISC-V Críticas para la Seguridad y Automotrices
Seguridad Funcional y Cumplimiento de Normas Automotrices
- Cumplimiento de la seguridad funcional ISO 26262 para procesadores RISC-V automotrices
- Clasificación ASIL-Q y desarrollo de manuales de seguridad para IP de silicio RISC-V
- Manejo determinista de interrupciones, pares de núcleos lockstep y protección de memoria para sistemas RISC-V críticos para la seguridad
Aplicaciones Industriales en Tiempo Real y Computación en el Borde
- Cumplimiento SIL de IEC 61508 y programación determinista en plataformas multicore RISC-V
- Desarrollo de pasarelas de IoT industrial con RISC-V: conectividad, analítica de borde y sistemas de actualización de firmware OTA
Proyecto Final: Desarrollo de Sistema RISC-V de Extremo a Extremo
Proyecto de Ciclo de Vida Completo
- Especificación de arquitectura: diseño de extensiones ISA y configuración del núcleo para un caso de uso definido
- Implementación RTL en SystemVerilog con bancos de pruebas UVM y cobertura de verificación formal
- Prototipado en FPGA, desarrollo de firmware de arranque e integración de la pila de controladores bare-metal
- Personalización de BSP de Linux y cadena de herramientas para el núcleo RISC-V personalizado
- Despliegue de carga de trabajo de IA: integración de NPU, cuantización de modelos y evaluación de rendimiento
- Validación de seguridad: aplicación de PMP, arranque seguro y evaluación de aceleración criptográfica
- Documentación de arquitectura técnica, análisis de estrategia de IP y presentación ante el equipo multifuncional
Requerimientos
Ninguno.
Reseñas (3)
Observé aspectos de la generación de ideas, especialmente durante la actividad en la que primero enumeramos ideas malas y luego las transformamos en ideas buenas. Me resultó útil sacar las ideas negativas al principio, ya que me ayudó a entrar en ritmo para idear propuestas, sin importar si eran buenas o malas.
William Boscher - Bank Julius Baer Guernsey
Curso - Design Thinking: Innovation & Creative Problem Solving
Traducción Automática
Las explicaciones y la interactividad del instructor fueron excelentes; realmente llevó el tema muy bien. Aunque probablemente no tenía suficiente experiencia, ¡aprendí mucho de ello!
Pieter Bruynseels - Spot Buy Center BV
Curso - Design Patterns
Traducción Automática
Me gustó la plataforma que usamos. Fue realmente agradable y fácil de usar. Me gustó la sección de TypeScript, en particular la parte sobre espacios de nombres y módulos.
Robert - DB Global Technology
Curso - JavaScript - Advanced Programming
Traducción Automática