デバッグで学ぶRISC-Vアーキテクチャ -1部

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最新のシステムソフトウェア業界で
注目を集めるRISC-Vアーキテクチャ

最近、オープンソースベースのCPUアーキテクチャであるRISC-Vアーキテクチャが注目を集めています。ITに関連するメディア記事やニュースを見ると、以下のような内容をすぐに確認できます:

• nVidia、インテル、Qualcommのようなビッグテック企業がRISC-Vベースの製品(チップセット)を開発している。

• 国内でRISC-Vを活用した多様なチップを設計するスタートアップ企業が増えており、RISC-Vデバイスベースの製品を開発する割合が高まっている。

• AI半導体を設計する際、RISC-VベースのCPUアーキテクチャを多く活用している。

• 2026年までに150億個のデバイスがRISC-Vベースでリリースされる予定である。

• 大学院(プロセッサ設計)では、RISC-V CPUを設計できるツールキットを使用して様々な研究を進めている。

組み込みおよびシステムソフトウェア企業でRISC-V CPUアーキテクチャを活用して製品を開発する割合が高まっています。そのため、就職活動中の学生は技術面接でもRISC-Vに対する準備をしなければならない状況です。

講義を作った背景

初心者の立場からRISC-Vアーキテクチャは学ぶのが難しいです。その理由は次の通りです：

• RISC-Vを構成する膨大な内容の中で何が重要なのか分からない

• RISC-Vを構成する内容の中で、どの機能が実戦プロジェクトに活用されるのか分からない

• RISC-Vの仕様書をどんなに一生懸命読んでもすぐに理解するのは難しい

  
  

• RISC-Vを説明する用語そのものが何を意味するのか理解しにくい

  
  

Armアーキテクチャと比較してRISC-Vアーキテクチャに関する資料は十分ではなく、RISC-Vを具体的に分かりやすく説明する資料が不足しているのが現実です。新人開発者を含むシステムソフトウェア開発者の方々がRISC-Vを学ぶ過程で経験する困難を解消するために講義を制作することになりました。

講義の構成と2部、3部講義のロードマップ

今回の講義は、RISC-V全体の講義リストの中で、RISC-Vの核心機能である1部の内容を扱います。

• 1部: RISC-V紹介、レジスタ、アセンブリ命令、Privilege Mode

• 2部: 例外(Memory Abort Exception)、割り込み、PLIC (Platform-level Interrupt Controller)、呼び出し規約 (デバッグで学ぶRISC-Vアーキテクチャ 2部)

• 3部: 仮想メモリシステム、キャッシュ(Cache)、フェンス(Fence)/バリア、Hypervisor extension (デバッグを通じて学ぶRISC-Vアーキテクチャ 3部)

  
  

RISC-Vアーキテクチャ全体の講義はロードマップ - 'システムソフトウェア開発者のためのRISC-Vアーキテクチャ'講義で確認できます。

講義の核心的な差別化ポイント

こんな内容を学びます 📕

システム半導体を開発する各段階を説明し、RISC-Vアーキテクチャに関連する開発エコシステムを紹介します。

RISC-Vアーキテクチャをよく知っておくべき理由を実践プロジェクトの観点から詳しく説明します。

RISC-Vアーキテクチャの核心であるレジスタについて詳しく説明します。レジスタがどのように活用されるかについても説明します。

RISC-Vアーキテクチャの核心であるレジスタの種類を紹介し、汎用レジスタについて詳しく説明します。

CSR(Control and Status)レジスタの基本機能と種類について説明します。

CSRレジスタを読み書きする方法を詳しく説明します

レジスタの構成と動作方式をTRACE32教育用プログラム(シミュレータ)を実行して、実習を通じて説明します。

アセンブリ命令の基本動作方式を説明し、様々なアセンブリ命令を説明します。(例:JAL命令の分析)

BEQのような条件分岐命令を説明し、実際のプロジェクトでどのように活用されるか詳しく扱います。

TRACE32シミュレータ(教育用)プログラムを使用してアセンブリ命令をデバッグする実習を行います。(教育者も直接従って実習できます)

Privilege Modeとこれに関連するPrivilege Levelの概念を詳しく説明します。

Privilege Modeに関連する仕様を分析し、Privilege Modeごとにどのようなソフトウェアが実行されるかを説明します。

執筆・講義経験を基に
誰よりも深く詳細に!

国内のシステムソフトウェア分野で前人未到の！「Armアーキテクチャ(Armv8-A、Armv7-A)」と「Linuxカーネル」の本を執筆した著者(2冊の本がいずれも大韓民国学術院優秀図書に選定)であり、国内初の海外出版社(Packt)を通じて"Reverse Engineering Armv8-A Systems"という本(英語)を執筆したグローバル著者です。何よりも最新のシステムソフトウェアトレンド(電気自動車、システム半導体-システムソフトウェア)を最もよく知っている現役開発者です。また、システムソフトウェア分野で最も知識普及活動を活発に行っている教育者です。

• Reverse Engineering Armv8-A Systems: A practical guide to Kernel, Firmware, and TrustZone analysis (Packt出版社:英語) - 2025年出版

• 「システムソフトウェア開発のためのArmアーキテクチャの構造と原理」(2024年、大韓民国学術院優秀図書賞) 著者

• 『デバッグを通じて学ぶLinuxカーネルの構造と原理』（2021年、大韓民国学術院優秀図書賞）著者

• 'プログラマーズ デブコース：Linuxシステム及びカーネル専門家' メイン講師

• 2022年6月、韓国コンピュータ総合学術大会（KCC2022）- チュートリアル発表 [ftraceを利用してLinuxカーネルを征服する]

• LG電子「Linuxカーネル」及び「Armv8アーキテクチャ」社内講師(国内及び海外開発者含む) - (2020年~2024)