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시스템 소프트웨어 개발자를 위한 RISC-V 아키텍처

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김동현 (Austin Kim)

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최신 시스템 소프트웨어 업계에서

떠오르는 RISC-V 아키텍처

최근 오픈 소스 기반의 CPU 아키텍처인 RISC-V 아키텍처가 떠오르고 있습니다. IT와 관련된 언론 기사나 뉴스를 보면 아래와 같은 내용을 바로 확인할 수 있습니다:

  • nVidia, 인텔 및 퀄컴과 같은 빅 테크 기업에서 RISC-V 기반의 제품(칩셋)을 개발하고 있다.

  • 국내에 RISC-V를 활용한 다양한 칩을 설계하는 스타트업 회사가 늘어나고 있고, RISC-V 디바이스 기반 제품을 개발하는 비중이 높아지고 있다.

  • AI 반도체를 설계할 때 RISC-V 기반의 CPU 아키텍처를 많이 활용한다.

  • 2026년까지 150억개의 디바이스가 RISC-V 기반으로 출시될 예정이다.

  • 대학원(프로세서 설계)에서는 RISC-V CPU을 설계할 수 있는 툴킷을 사용해 다양한 연구를 진행 중이다.

임베디드 및 시스템 소프트웨어 업체에서 RISC-V CPU 아키텍처를 활용해 제품을 개발하는 비중이 높아지고 있습니다. 그래서 취준생은 기술 면접에서도 RISC-V에 대한 준비를 해야 하는 상황입니다.

강의를 만든 배경

입문자 입장에서 RISC-V 아키텍처는 배우기 어렵습니다. 그 이유는 다음과 같습니다:

  • RISC-V를 구성하는 방대한 내용 중에 무엇이 중요한지 모르겠다

  • RISC-V를 구성하는 내용 중에 어떤 기능이 실전 프로젝트에 활용되는지 모르겠다

  • RISC-V 스펙 문서를 아무리 열심히 읽어도 바로 이해하기 어렵다


  • RISC-V를 설명하는 용어 그 자체가 무슨 의미인지 알기 어렵다


Arm 아키텍처와 비교해 RISC-V 아키텍처와 관련된 자료는 충분하지 않고 RISC-V를 구체적으로 쉽게 설명하는 자료가 부족한 것이 현실입니다. 신입 개발자를 포함한 시스템 소프트웨어 개발자 분들이 RISC-V를 배우는 과정에서 겪는 어려움을 해소하기 위해 강의를 제작하게 됐습니다.

강의의 핵심 차별화 포인트

1.TRACE32 시뮬레이터 프로그램(교육용)으로 RISC-V 아키텍처 디버깅

RISC-V 아키텍처(레지스터, 어셈블리 명령어, Privilege 모드, 익셉션, 메모리 시스템)를 배우는 지름길은 무엇일까요? 바로 직접 디버깅 실습을 하는 방법입니다.

이 강의를 수강하시면 교육용 TRACE32 시뮬레이터 프로그램을 '인프런 강의 자료'에서 내려 받아 직접 TRACE32 시뮬레이터 프로그램을 활용해 RISC-V 아키텍처의 레지스터, 어셈블리 명령어, Privilege 모드 실습을 직접하실 수 있습니다.

참고로 시스템 소프트웨어 개발 전반에 TRACE32 디버거와 관련 프로그램은 광범위하게 사용됩니다. TRACE32 프로그램은 라이선스가 있어야 실행할 수 있습니다.

2. RISC-V 보드에서 추출한 5개 커널 메모리 덤프 제공

시스템 소프트웨어 개발 과정에서 요구되는 가장 중요한 역량은 문제 해결 능력입니다. 이 중에서 크래시 문제를 분석하고 해결하는 역량이 가장 많이 필요합니다. 이번 강의에서는 가장 인기있는 RISC-V 보드 중 하나인, Vision-Five 2에서 추출한 5개의 커널 크래시 메모리 덤프를 디버깅(2부 강의)하면서, 익셉셥과 Calling convention에 대한 디버깅 실습을 진행합니다. 강의를 수강하시는 분들은, TRACE32 프로그램과 더불어 5개의 메모리 덤프를 내려 받아서 직접 익셉션과 Calling convention을 디버깅할 수 있습니다.

3.소프트웨어와 스택과 함께 구체적인 예시를 들어 설명

RISC-V는 시스템 소프트웨어 개발을 잘 하고 싶거나, 이 분야에 진출하기 위해 배우는 경우가 대부분입니다. 이번 강의에서는 실전 프로젝트에서 RISC-V가 어떻게 활용되는지 다양한 예시를 들어 설명합니다.

  • RISC-V 시스템에서 소프트웨어 어떻게 실행되는지

  • RISC-V 시스템에서 어떤 과정으로 부팅이 되는지

  • RISC-V 시스템에서 어떻게 디버깅 및 리버싱을 해야 하는지

이번 강의를 들으면 RISC-V 아키텍처의 내용과 함께 자연스럽게 실전 감각을 빨리 익힐 수 있습니다.

4.Arm 아키텍처와 비교해 RISC-V를 설명

시스템 소프트웨어 업계의 생태계를 보면, 2025년까지 Arm 아키텍처를 중심을 임베디드 및 칩셋 업계의 생태계가 구성되어 있습니다. 많은 시스템 소프트웨어 개발자들은 Arm 프로세서나 Arm 아키텍처에 익숙한 상황입니다. 이번 강의에서는 RSIC-V의 핵심 개념을 Arm 아키텍처와 함께 설명합니다.

  • 레지스터와 어셈블리 명령어

  • 익셉션의 종류와 처리 방식

  • 인터럽트 콘트롤러의 구조와 처리 방식

  • Calling Convention의 처리 방식 (사용되는 레지스터와 관련 어셈블리 명령어)

  • 메모리 시스템(MMU, 메모리 배리어, 캐시)

  • 하이퍼바이저 extension (Virualization)

교육자는 Arm 아키텍처 책의 저자이므로, 누구보다 RISC-V를 Arm 아키텍처와 비교하면서 잘 설명할 수 있습니다.

이런 내용을 배워요 📕

시스템 반도체 개발 과정을 설명하고, 시스템 소프트웨어 개발자가 RISC-V 아키텍처를 왜 잘 알아야 하는지 설명합니다. 또한 RISC-V 프로세서의 생태계와 비즈니스 모델에 대해서 설명합니다.

RISC-V 스펙 문서를 세세하게 분석하면서 RISC-V 아키텍처에 대한 깊이 있는 내용을 설명합니다.

RISC-V 아키텍처의 주요 기능 (레지스터, 어셈블리, 명령어, 익셉션, Calling convention, 가상 메모리 시스템)이 실제 소프트웨어로 어떻게 구현됐는지 - 리눅스 커널 소스와 관련 로그를 함께 분석합니다.

RISC-V 아키텍처의 주요 기능을 활용해 현업 개발자들이 겪을 수 있는 크래시(익셉션, 스택 오버플로) 이슈를 잘 디버깅하는 방법을 설명합니다. 바로 실전 프로젝트에 적용할만한 크래시와 관련된 다양한 케이스 스터디까지 다룹니다.

실무에서 많이 활용되는 TRACE32 디버거를 활용해 직접 디버깅을 하면서 RISC-V 아키텍처를 구성하는 '어셈블리 명령어', '레지스터', '익셉션 핸들러', '함수 호출 규약'의 동작 원리를 설명합니다.


책 집필/강의경력을 바탕으로
누구보다 깊고 상세하게!

국내 시스템 소프트웨어 분야에서 전무후무한! 'Arm 아키텍처(Armv8-A, Armv7-A)'와 '리눅스 커널' 책을 쓴 저자(2권의 책 모두 대한민국 학술원 우수도서에 선정)이며, 국내 최초로 해외 출판사(Packt)를 통해 "Reverse Engineering Armv8-A Systems" 책(영어)을 집필한 글로벌 저자입니다. 무엇보다 최신 시스템 소프트웨어 트렌드(전기자동차, 시스템 반도체- 시스템 소프트웨어)를 가장 잘 알고 있는 현업 개발자입니다. 또한 시스템 소프트웨어 분야에서 가장 지식 전파 활동을 활발하게 하는 교육자입니다.  

  • Reverse Engineering Armv8-A Systems: A practical guide to Kernel, Firmware, and TrustZone analysis (Packt 출판사: 영어) - 2025년 출간

  • '시스템 소프트웨어 개발을 위한 Arm 아키텍처의 구조와 원리' (2024년, 대한민국 학술원 우수도서상) 저자

  • '디버깅을 통해 배우는 리눅스 커널의 구조와 원리' (2021년, 대한민국 학술원 우수도서상) 저자

  • '프로그래머스 데브 코스: 리눅스 시스템 및 커널 전문가' 메인 강사

  • 2022년 6월, 한국컴퓨터종합학술대회 (KCC2022) - 튜토리얼 발표 [ftrace를 이용해 리눅스 커널 정복하기]

  • LG전자 '리눅스 커널' 및 'Armv8 아키텍처' 사내 강사(국내 및 해외 개발자 포함) - (2020년~2024) 

국내에서 어느 누구보다 임베디드 시스템 관련 지식을 잘 전달할 수 있는 지식 공유자입니다.

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RISC-V의 핵심 기능인 - RISC-V 소개, 레지스터, 어셈블리 명령어, Privilege Mode를 다룹니다. 교육용 TRACE32 시뮬레이터 프로그램을 '인프런 강의 자료'에서 내려 받아 직접 TRACE32 시뮬레이터 프로그램을 활용해 RISC-V 아키텍처의 레지스터, 어셈블리 명령어, Privilege 모드 실습을 직접하실 수 있습니다. 

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가장 인기있는 RISC-V 보드 중 하나인, Vision-Five 2에서 추출한 5개의 커널 크래시 메모리 덤프를 디버깅하면서, 익셉셥과 Calling convention에 대한 디버깅 실습을 진행합니다. 강의를 수강하시는 분들은, TRACE32 프로그램과 더불어 5개의 메모리 덤프를 내려 받아서 직접 익셉션과 Calling convention을 디버깅할 수 있습니다.

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RISC-V의 핵심 중 핵심인 메모리 시스템 (가상 메모리 시스템, 메모리 배리어, 캐시)와 하이퍼바이저 extension에 대한 내용을 다룹니다. 메모리의 핵심 개념을 알기 쉽게 설명하고, 각 기능이 실전 프로젝트에서 어떻게 활용되는지에 대해서 상세하게 설명합니다. Crash Utility 디버깅 프로그램을 사용해서 실습을 통해 메모리 시스템의 핵심 개념을 설명합니다. 

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