کتاب صوتی طراحی و پیاده‌سازی سخت‌افزار با معماری RISC-V؛ از مبانی تا پروژه‌های کاربردی

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره طراحی و پیاده‌سازی سخت‌افزار با معماری RISC-V؛ از مبانی تا پروژه‌های کاربردی

موضوع کلی: مهندسی کامپیوتر و طراحی سامانه‌های دیجیتال

موضوع میانی: معماری پردازنده‌های متن‌باز (Open Source Hardware)

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مبانی معماری مجموعه‌دستورالعمل‌ها و نقش RISC-V در صنعت
• 2. تاریخچه و اهداف فلسفه متن‌باز در سخت‌افزار
• 3. بررسی معماری‌های پردازنده و تفاوت‌های RISC-V با معماری‌های تجاری
• 4. آشنایی با استانداردهای ISA و سطوح مختلف آن در RISC-V
• 5. ساختار ثبات‌ها و مدل حافظه در معماری RISC-V
• 6. مجموعه‌دستورالعمل‌های پایه ریزی (Base ISA) و پسوندهای استاندارد
• 7. فرمت دستورالعمل‌ها و نحوه کدگذاری در معماری RISC-V
• 8. طراحی واحد پردازش مرکزی (CPU) و مراحل چرخه دستورالعمل
• 9. اصول طراحی مسیر داده (Datapath) در معماری تک‌چرخه
• 10. طراحی و پیاده‌سازی واحد کنترل (Control Unit)
• 11. مفهوم پایپ‌لاین (Pipeline) و بهبود کارایی پردازنده
• 12. چالش‌های مخاطرات (Hazards) در پایپ‌لاین و روش‌های رفع آن‌ها
• 13. معرفی زبان توصیف سخت‌افزار Verilog برای طراحی پردازنده
• 14. شبیه‌سازی معماری با استفاده از ابزارهای متن‌باز و محیط‌های توسعه
• 15. مبانی طراحی واحد محاسبه و منطق (ALU)
• 16. مدیریت وقفه (Interrupts) و استثناها (Exceptions) در RISC-V
• 17. طراحی سلسله‌مراتب حافظه و کش (Cache) در سیستم‌های مبتنی بر RISC-V
• 18. کاربرد گذرگاه‌های استاندارد مانند AXI و Wishbone در طراحی سیستم روی تراشه (SoC)
• 19. شبیه‌سازی و اعتبارسنجی طرح‌های دیجیتال با استفاده از محیط Verilator
• 20. پیاده‌سازی هسته پردازنده روی بردهای FPGA
• 21. آشنایی با زنجیره ابزار (Toolchain) شامل کامپایلر GCC و اسمبلر
• 22. نوشتن کدهای اسمبلی برای تست هسته طراحی شده
• 23. مفاهیم سیستم‌های نهفته (Embedded Systems) با استفاده از RISC-V
• 24. معرفی هسته‌های متن‌باز معروف مانند Rocket Chip و PicoRV32
• 25. بررسی معماری‌های چندپردازنده‌ای و حافظه اشتراکی
• 26. آشنایی با استانداردهای امنیت سخت‌افزار و اعتماد در طراحی (Hardware Root of Trust)
• 27. بهینه‌سازی توان مصرفی و مساحت در طراحی‌های دیجیتال
• 28. ارزیابی عملکرد پردازنده با استفاده از بنچمارک‌های استاندارد
• 29. مستندسازی و استانداردهای طراحی در پروژه‌های سخت‌افزاری متن‌باز
• 30. اخلاق حرفه‌ای و تعهد به مالکیت معنوی در طراحی‌های متن‌باز
• 31. آینده سخت‌افزارهای متن‌باز در اکوسیستم فناوری کشور