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Schulungsübersicht
RISC-V-Architekturgrundlagen und Überblick über das Ökosystem
RISC-V-ISA-Landschaft und Branchenadoption
- Offene ISA-Philosophie und der Standardisierungsprozess von RISC-V International
- Mentales Modell von RISC-V: Load-Store-Architektur, Registerdatei, Byte-Reihenfolge
- Vergleich mit ARM, x86 und POWER: Zielkonflikte bei heterogenen Computing-Architekturen
- Bewertung der Ökosystem-Reife: SiFive, T-Head, Western Digital und die wachsende Open-Source-Silizium-Gemeinschaft
- Standardisierte Schnittstellen: RISC-V Privileged ISA, Machine Software Abstraction Layer (MSBL)
Speichermodelle und ABI-Konformität
- Spezifikation der Unprivileged Architecture: CSR-Map, Ausnahmebehandlung und Speicherschichten
- RV32I-/RV64I-Instruktionssätze und ABI-Konformität für plattformübergreifende Binärportabilität
- Speicherreihenfolgekonventionen und Barrier-Instruktionen für Multiprozessorsysteme
RISC-V-Assembly-Programmierung und Compiler-Toolchain
Tiefenprogrammierung auf Instruktionsebene
- Basis-Ganzzahl-Instruktionen (I), Multiplikation/Division (M), atomare Operationen (A) Erweiterungen
- Bit-Tiefe-angepasste Programmierstrategien für 32-Bit- und 64-Bit-RISC-V-Zielplattformen
- Aufrufkonventionen und Stackframe-Verwaltung für eingebettete Echtzeitsysteme
Kompetenz in Compiler-Toolchains
- LLVM-basierte Compiler-Toolchain: Clang, LLVM, Binutils für RISC-V-Cross-Kompilierung
- Linker-Skripte, Sektionen und Speicherauslegungskonfiguration für Bare-Metal- und RTOS-Umgebungen
- Compiler-Intrinsics, Optimierungsebenen und profiling-getriebene Codeoptimierung
- Arbeitsabläufe zur Entwicklung von Open-Source-Toolchains: Erstellen, Testen und Verpacken benutzerdefinierter GCC/Clang-Toolchains
Entwicklung eingebetteter Systeme und Echtzeit-Betriebssysteme
Bare-Metal- und RTOS-Programmierung
- Rust-Systemprogrammierung für RISC-V: Zero-Cost-Abstraktionen, unsichere Speicherverwaltung und Bare-Metal-Entwicklung
- No-Std-Umgebungen: benutzerdefinierte Linker, Gerätetreiberentwicklung und Memory-Mapped I/O
- Zephyr RTOS und Buildroot BSP-Entwicklung für RISC-V-Zielplattformen
- Peripherieschnittstellen: GPIO, I2C, SPI, UART und DMA-Controller-Programmierung
Leistungs- und Energieoptimierung
- Clock Gating, Power-Domain-Management und Optimierung von Energiesparmodi
- Zyklusgenaue Leistungsanalyse mit Simulationsprofilern und Hardware-Leistungszählern
- Echtzeit-Interrupt-Latenzoptimierung für sicherheitskritische Anwendungen
Linux-Kernel- und Bootloader-Entwicklung für RISC-V
Boot-Firmware und Bootloader-Ökosystem
- OpenSBI (Implementierung der SBI-Spezifikation): Bootloader-Firmware-Entwicklung
- UEFI/EDK II auf RISC-V: Entwicklung moderner Firmware-Bootschichten
- Coreboot und U-Boot-Porting für RISC-V-Einplatinencomputer
Linux-Kernel-Integration
- Mitwirkung am Mainline-Kernel von RISC-V: Device Tree Overlays, CPU-Topologie und Interrupt-Controller (AIA)-Treiberentwicklung
- Herstellerspezifische BSP-Entwicklung und Kernel-Konfiguration für benutzerdefinierte SoC-Plattformen
- Dateisystemsupport, Netzwerkstack und Containerisierungssupport (Docker, Kubernetes) auf RISC-V-Hostsystemen
RISC-V-SoC-Design und FPGA-Prototyping
Multi-Core SoC-Architektur und Integration
- Network-on-Chip (NoC)-Designmethodiken für RISC-V-Multi-Core-Prozessoren
- Axi4/CHI-Cache-Kohärenz und Inter-Processor-Communication-Protokolle
- Integration von Open-Source-IP: OpenCores, ChIPS Framework und herstellerspezifische RTL-Komponenten
- Bus-Matrix-Design und Speicherkontroller-Integration (DDR, SRAM, eMMC, PCIe)
FPGA-basierte Prozessorprototypisierung
- FPGA-Synthese und Implementierung von RISC-V-Kernen (z. B. BOOM, VexRiscv, PULP)
- SystemVerilog Assertions (SVA) und UVM-basierte methodische funktionale Verifikation
- Formalverifikationswerkzeuge und eigenschaftsbasiertes Testen zur RISC-V-Kernvalidierung
RISC-V-Vektorerweiterungen und domänenspezifische Beschleunigung
Tiefe Analyse der RVV (RISC-V Vector) Erweiterung
- Vektor-Laden/Speichern, Vector-Fused Multiply-Add (VFMA) und Matrixberechnungsbeschleunigung
- Variable-Länge-Vektoroperationen (VL, VLEN) für arbeitslastoptimierte SIMD-Ausführung
- Vektor-Maskenoperationen, Segmentsteuerung und Datentypflexibilität für DSP- und ML-Arbeitslasten
Benutzerdefinierte DSP- und domänenspezifische Instruktionen
- Design von domänenspezifischen Beschleunigern durch benutzerdefinierte Erweiterungen und CBAR-basierte Operandenschnittstellen
- Compiler-Frontend-Anpassungen für die Generierung benutzerdefinierter Instruktionen und Code-Emission
- Hardware-Software-Partitionierungsstrategien für die Integration von Beschleunigern in Produktions-SoCs
KI-Beschleunigung und Edge-Machine-Learning auf RISC-V
NPU-Design und Integration für RISC-V-Prozessoren
- Architektur von Neural Processing Units: systolische Arrays, Tensor-Kerne und Gewichtskompression für On-Chip-KI-Beschleunigung
- Modellquantisierungstechniken (INT8, INT4, FP8) für Edge-Deployments auf RISC-V
- Framework-Kompatibilität: TensorFlow Lite Micro, ONNX Runtime und PyTorch Edge auf RISC-V-Zielplattformen
Heterogenes Computing für KI-Arbeitslasten
- Co-Design des RISC-V-Host-CPU mit AI-Beschleuniger-NPU für Echtzeit-Inferenz-Pipelines
- Optimierung der Speichersubsysteme: HBM/DDR-Bandbreitenmanagement für ML-Modellgewichte und Aktivierungen
- Thermische und energetische Budgetierung für Edge-AI-Inferenzsysteme
Hardware-Sicherheit und Confidential Computing auf RISC-V
Physischer Speicherschutz und Trusted Execution
- Physical Memory Protection (PMP) und Page Table Walker-Sicherheitsmechanismen
- Sichere Enclave/TEE-Architekturen für RISC-V: OP-TEE-Integration, SEV-Klasse vertrauenswürdige Ausführungsumgebungen
- Boot-Ketten-Sicherheit: Root of Trust, Secure Boot und Measured Launch Attestation
Kryptografische Beschleunigung
- RISC-V-kryptografische Erweiterungen (Zk, Zkr, K-Erweiterungen): SHA-, AES-, RSA-, RSA-PSS- und ECC-Beschleunigung
- Integration Post-Quantum Cryptography (PQC) für RISC-V-Prozessoren der nächsten Generation
- Minderungsmethoden gegen Seitenkanalangriffe: konstantzeitliche Programmierung, Maskierung und Hardware-Zufallszahlengeneratoren
Fortgeschrittenes benutzerdefiniertes Architektur- und ISA-Erweiterungsdesign
Domänenspezifische Architektur und benutzerdefinierte Instruktionserweiterungen
- Methodik zum Design von ISA-Erweiterungen: Codierung, Codierungstabellen, ABI-Auswirkungsanalyse und Einreichungsprozess bei RISC-V International
- Design benutzerdefinierter Registerdateien mit CBAR (Custom Base Address Registers) für Operanden-Dispatch
- Instruktion-Pipelining, Hazard-Erkennung und Pipeline-Anpassungen für benutzerdefinierte Erweiterungen
Verifikation und Freigabe von Architekturmodifikationen
- Testbench-Design für benutzerdefinierte Erweiterungen: gerichtete vs. constraint-basierte Stimulus-Generierung
- Regressionstest-Frameworks und abdeckungsgetriebene Verifikation von Architekturentwicklungen
- Interoperabilitätstests: Sicherstellung, dass benutzerdefinierte Instruktionen innerhalb etablierter ABI-Einschränkungen funktionieren
Sicherheitskritische und Automotive-RISC-V-Anwendungen
Funktionale Sicherheit und Einhaltung von Automobilstandards
- ISO 26262-Funktionssicherheitskonformität für RISC-Automobilprozessoren
- ASIL-Q-Klassifizierung und Erstellung von Safety-Manuals für RISC-V-Silizium-IP
- Deterministische Interrupt-Behandlung, Lockstep-Core-Paare und Speicherschutz für sicherheitskritische RISC-V-Systeme
Industrielle Echtzeit- und Edge-Computing-Anwendungen
- IEC 61508 SIL-Konformität und deterministisches Scheduling auf RISC-V-Multi-Core-Plattformen
- Entwicklung von Industrial-IoT-Gateways mit RISC-V: Konnektivität, Edge-Analytics und OTA-Firmware-Aktualisierungssysteme
Capstone-Projekt: End-to-End RISC-V-Systementwicklung
Vollständiges Lifecycle-Projekt
- Architekturspezifikation: Design von ISA-Erweiterungen und Kernkonfiguration für einen definierten Anwendungsfall
- RTL-Implementierung in SystemVerilog mit UVM-Testbenches und Formalverifikationsabdeckung
- FPGA-Prototyping, Boot-Firmware-Entwicklung und Integration des Bare-Metal-Treiberstacks
- Linux BSP und Toolchain-Anpassung für den benutzerdefinierten RISC-V-Kern
- Bereitstellung von KI-Arbeitslasten: NPU-Integration, Modellquantisierung und Leistungsbenchmarking
- Sicherheitsvalidierung: PMP-Durchsetzung, Secure Boot und kryptografische Beschleunigungsbenchmarks
- Technische Architekturdokumentation, IP-Strategieanalyse und praxisorientierte Teampräsentation
Voraussetzungen
Keine.
21 Stunden
Erfahrungsberichte (2)
Die Erklärungen und Interaktivität des Trainers waren ausgezeichnet; er hat das Thema wirklich gut vermittelt. Obwohl ich wahrscheinlich nicht erfahren genug war, habe ich dennoch sehr viel daraus gelernt!
Pieter Bruynseels - Spot Buy Center BV
Kurs - Design Patterns
Maschinelle Übersetzung
Ich mochte die Plattform, die wir verwendet haben. Sie war wirklich gut und einfach zu bedienen. Ich mochte den TypeScript-Bereich, insbesondere den Teil über Namespaces und Module.
Robert - DB Global Technology
Kurs - JavaScript - Advanced Programming
Maschinelle Übersetzung