디버깅으로 배우는 RISC-V 아키텍처 -1부

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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 구성과 2부, 3부 강의 런치 계획

이번 강의는 RISC-V 전체 강의 목록 중, RSIC-V의 핵심 기능인 1부의 내용을 다룹니다.

• 1부: RISC-V 소개, 레지스터, 어셈블리 명령어, Privilege Mode

• 2부: 익셉션(Memory Abort Exception), 인터럽트, PLIC (Platform-level Interrupt Controller), Calling convention

• 3부: 가상 메모리 시스템, 캐시(Cache), 펜스(Fence)/배리어, Hypervisor extention

이어서 2부와 3부 강의도 제작 중이며, 2부는 11.30.2024, 3부는 12.15.2024에 런치할 예정입니다.

강의의 핵심 차별화 포인트

이런 내용을 배워요 📕

시스템 반도체를 개발하는 각 단계를 설명하고 RISC-V 아키텍처와 관련된 개발 생태계를 소개합니다.

RISC-V 아키텍처를 잘 알아야 하는 이유를 실전 프로젝트 관점으로 상세하게 설명합니다.

RISC-V 아키텍처의 핵심인 레지스터에 대해서 상세히 설명합니다. 레지스터가 어떻게 활용되는지도 설명합니다.

RISC-V 아키텍처의 핵심인 레지스터의 종류를 소개하고, 범용 레지스터에 대해 상세하게 설명합니다.

CSR(Control and Status) 레지스터의 기본 기능과 종류에 대해 설명합니다.

CSR 레지스터를 읽고 쓰는 방법을 상세히 설명합니다

레지스터의 구성과 동작 방식을 TRACE32 교육용 프로그램(시뮬레이터)를 실행해, 실습을 통해 설명합니다.

어셈블리 명령어의 기본 동작 방식을 설명하고 다양한 어셈블리 명령어를 설명합니다. (예시: JAL 명령어 분석)

BEQ와 같은 조건부 분기 명령어를 설명하고, 실전 프로젝트에서 어떤 방식으로 활용되는지 상세하게 다룹니다.

TRACE32 시뮬레이터 (교육용) 프로그램을 사용해 어셈블리 명령어를 디버깅하는 실습을 진행합니다. (교육자도 직접 따라서 실습할 수 있습니다)

Privilege Mode와 이와 관련된 Privilege Level의 개념을 상세히 설명합니다.

Privilege Mode와 관련된 스펙을 분석하고 Privilege Mode 별로 어떤 소프트웨어가 실행되는지 설명합니다.

책 집필/강의경력을 바탕으로
누구보다 깊고 상세하게!

국내 시스템 소프트웨어 분야에서 전무후무한! 'Arm 아키텍처(Armv8-A, Armv7-A)'와 '리눅스 커널' 책을 쓴 저자입니다. 또한 최신 시스템 소프트웨어 트렌드(전기자동차, 시스템 반도체- 시스템 소프트웨어)를 가장 잘 알고 있는 현업 개발자이자, 시스템 소프트웨어 분야에서 가장 지식 전파 활동을 활발하게 하는 교육자입니다. 

• '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)