デバッグで学ぶRISC-Vアーキテクチャ -1部

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最新システムソフトウェア業界で
注目されている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に関連する報道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することができます：

• nVidia、インテル、Qualcommなどの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を活用した様々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比重が高まっている。

• 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する。

• 2026年までに150億台のデバイスが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行中である。

組み込みおよびシステムソフトウェア企業において、RISC-V CPUアーキテクチャを活用した製品開発の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習が困難です。その理由は以下の通りです：

• 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わからない

• RISC-V仕様書をいくら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どのような意味なのか理解するのが難しい

  
  

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。

• 第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 (デバッグを通じて学ぶ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 (デバッグを通して学ぶ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アーキテクチャと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理解すべき理由を実戦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細に説明します。

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細に説明します

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。

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

BEQのような条件分岐命令について説明し、実戦プロジェクトでどのような方式で活用されるかを詳細に扱います。

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進めます。（教育者も直接従って実習することができます）

Privilege Modeとそれに関連するPrivilege Levelの概念について詳しく説明します。

Privilege Modeに関連する仕様を分析し、Privilege Mode別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。

書籍執筆・講義経験をもとに
誰よりも深く詳細に！

国内システムソフトウェア分野において前代未聞！「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、国内初として海外出版社（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

• 「デバッグを通して学ぶ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

• 'プログラマース 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カーネルを攻略する」

• 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年）