RISC-VとChiselで学ぶ　はじめてのCPU自作　ーーオープンソース命令セットによるカスタムCPU実装への第一歩【電子書籍】[ ??悠太朗 ]

＜p＞＜strong＞（概要）＜/strong＞＜br /＞ 本書では、UCバークレーで開発されたオープンソースの命令セット（ISA）「RISC-V」を用いて、CPUの作り方を解説します。コンピュータアーキテクチャ、ハードウェアに関する知識があまりない方にも理解できるように基礎からわかりやすく学んでいきます。CPUとコンピュータアーキテクチャのしくみを解説したうえで、基本整数命令の実装から、CPUの高速化で活躍するパイプラインの実装、スーパーコンピューターでも活躍するベクトル拡張命令(SIMD)、さらに、汎用CPUでは負荷の高い処理をより高速に実行するためにCPUへ追加可能なカスタム命令の実装までを行います。CPU設計に用いる基本言語としては、Velilogを抽象化したHDL（ハードウェア記述言語）であるChiselを利用しています。CPUの自作範囲に関して、手順が煩雑なFPGAでの動作確認は行わず、ソフトウェア上でエミュレーションをゴールとしているので、ソフトウェアエンジニアの方にも取っ付きやすいものとなっています。巻末には、昨今RISC-Vが注目されている理由を整理するため、RISC-Vのもたらす価値についてまとめています。＜/p＞ ＜p＞＜strong＞（こんな方におすすめ）＜/strong＞＜br /＞ ・ソフトウェアエンジニアで、CPUや命令セットなどのローレイヤーを学びたい人＜br /＞ ・カスタムCPU、DSA（Domain Specific Architecture）に興味がある人＜/p＞ ＜p＞＜strong＞（目次）＜/strong＞＜br /＞ ＜strong＞第1部 CPU自作のための基礎知識＜/strong＞＜br /＞ ＜strong＞第1章 CPUとは何か＜/strong＞＜br /＞ 1-1 電子回路が論理を表現できる理由＜br /＞ 1-2 基本論理回路がCPUを実現できる理由＜br /＞ 1-3 CPUの製造プロセス＜br /＞ ＜strong＞第2章 コンピュータ・アーキテクチャ＜/strong＞＜br /＞ 2-1 メモリ＜br /＞ 2-2 コンピュータの基本的な処理の流れ＜br /＞ ＜strong＞第3章 ハードウェア記述言語Chiselの基本＜/strong＞＜br /＞ 3-1 Chiselとは＜br /＞ 3-2 オブジェクト指向とは＜br /＞ 3-3 Scalaの基本文法＜br /＞ 3-4 Chiselの基本文法＜br /＞ ＜strong＞第2部「簡単なCPUの実装」＜/strong＞＜br /＞ ＜strong＞第4章 環境構築＜/strong＞＜br /＞ 4-1 chisel-templateのダウンロード＜br /＞ 4-2 Dockerによる実行環境の構築＜br /＞ 4-3 命令bit列および定数ファイル＜br /＞ 4-4 第2部で実装する命令とChiselコード全体＜br /＞ ＜strong＞第5章 命令フェッチの実装＜/strong＞＜br /＞ 5-1 Chiselコードの概要＜br /＞ 5-2 Chiselの実装＜br /＞ ＜strong＞第6章 ChiselTestによる命令フェッチテスト＜/strong＞＜br /＞ 6-1 ChiselTestのインストール＜br /＞ 6-2 テストの流れ＜br /＞ 6-3 Chiselテストコードの作成＜br /＞ 6-4 メモリ用hexファイルの作成＜br /＞ 6-5 printfを活用したデバッグ信号の出力＜br /＞ 6-6 テストの実行＜br /＞ 6-7 Dockerコンテナのcommit＜br /＞ ＜strong＞第7章 命令デコーダの実装＜/strong＞＜br /＞ 7-1 Chiselの実装＜br /＞ 7-2 テストの実行＜br /＞ ＜strong＞第8章 LW命令の実装＜/strong＞＜br /＞ 8-1 RISC-VのLW命令定義＜br /＞ 8-2 Chiselの実装＜br /＞ 8-3 テストの実行＜br /＞ ＜strong＞第9章 SW命令の実装＜/strong＞＜br /＞ 9-1 RISC-VのSW命令定義＜br /＞ 9-2 Chiselの実装＜br /＞ 9-3 テストの実行＜br /＞ ＜strong＞第10章 加減算命令の実装＜/strong＞＜br /＞ 10-1 RISC-Vの加減算命令定義＜br /＞ 10-2 Chiselの実装＜br /＞ ＜strong＞第11章 論理演算の実装＜/strong＞＜br /＞ 11-1 RISC-Vの論理演算命令定義＜br /＞ 11-2 Chiselの実装＜br /＞ ＜strong＞第12章 デコーダの強化＜/strong＞＜br /＞ 12-1 ALU用デコード＜br /＞ 12-2 MEM用デコード＜br /＞ 12-3 WB用デコード＜br /＞ ＜strong＞第13章 シフト演算の実装＜/strong＞＜br /＞ 13-1 RISC-Vのシフト演算命令定義＜br /＞ 13-2 Chiselの実装＜br /＞ ＜strong＞第14章 比較演算の実装＜/strong＞＜br /＞ 14-1 RISC-Vの比較演算命令定義＜br /＞ 14-2 Chiselの実装＜br /＞ ＜strong＞第15章 分岐命令の実装＜/strong＞＜br /＞ 15-1 RISC-Vの分岐命令定義＜br /＞ 15-2 Chiselの実装＜br /＞ ＜strong＞第16章 ジャンプ命令の実装＜/strong＞＜br /＞ 16-1 RISC-Vのジャンプ命令定義＜br /＞ 16-2 Chiselの実装＜br /＞ ＜strong＞第17章 即値ロード命令の実装＜/strong＞＜br /＞ 17-1 RISC-Vの即値ロード命令定義＜br /＞ 17-2 Chiselの実装＜br /＞ ＜strong＞第18章 CSR命令の実装＜/strong＞＜br /＞ 18-1 RISC-VのCSR命令定義＜br /＞ 18-2 Chiselの実装＜br /＞ ＜strong＞第19章 ECALLの実装＜/strong＞＜br /＞ 19-1 RISC-VのECALL命令定義＜br /＞ 19-2 Chiselの実装＜br /＞ ＜strong＞第20章 riscv-testsによるテスト＜/strong＞＜br /＞ 20-1 riscv-testsのビルド＜br /＞ 20-2 ELFファイルをBINファイルへ変換＜br /＞ 20-3 BINファイルのhex化＜br /＞ 20-4 riscv-testsのパス条件＜br /＞ 20-5 riscv-testsの実行＜br /＞ 20-6 一括テストスクリプト＜br /＞ ＜strong＞第21章 Cプログラムを動かしてみよう＜/strong＞＜br /＞ 21-1 Cプログラム作成＜br /＞ 21-2 コンパイル＜br /＞ 21-3 リンク＜br /＞ 21-4 機械語のhex化とdumpファイルの生成＜br /＞ 21-5 テストの実行＜br /＞ ＜strong＞第3部 パイプラインの実装＜/strong＞＜br /＞ ＜strong＞第22章 パイプラインとは＜/strong＞＜br /＞ 22-1 パイプライン処理の意義＜br /＞ 22-2 CPU処理のパイプライン化＜br /＞ 22-3 第3部で完成するChiselコード＜br /＞ ＜strong＞第23章 パイプラインレジスタの実装＜/strong＞＜br /＞ 23-1 レジスタ定義＜br /＞ 23-2 IFステージ＜br /＞ 23-3 IDステージ＜br /＞ 23-4 EXステージ＜br /＞ 23-5 MEMステージ＜br /＞ 23-6 WBステージ＜br /＞ ＜strong＞第24章 分岐ハザード処理＜/strong＞＜br /＞ 24-1 分岐ハザードとは＜br /＞ 24-2 Chiselの実装＜br /＞ 24-3 分岐ハザードのテスト＜br /＞ ＜strong＞第25章 データハザード処理＜/strong＞＜br /＞ 25-1 データハザードとは＜br /＞ 25-2 フォワーディングのChisel実装＜br /＞ 25-3 ストールのChisel実装＜br /＞ 25-4 データハザードのテスト＜br /＞ ＜strong＞第4部 ベクトル拡張命令の実装＜/strong＞＜br /＞ ＜strong＞第26章 ベクトル命令とは＜/strong＞＜br /＞ 26-1 SIMDとは＜br /＞ 26-2 既存のベクトルアーキテクチャ＜br /＞ 26-3 RISC-Vのベクトル命令とSIMD命令の相違点＜br /＞ 26-4 第4部で完成するChiselコード＜br /＞ ＜strong＞第27章 VSETVLI命令の実装＜/strong＞＜br /＞ 27-1 RISC-VのVSETVLI命令定義＜br /＞ 27-2 VTYPE＜br /＞ 27-3 Chiselの実装＜br /＞ 27-4 テストの実行＜br /＞ ＜strong＞第28章 ベクトルロード命令の実装＜/strong＞＜br /＞ 28-1 unit-stride形式のベクトルロード命令定義＜br /＞ 28-2 Chiselの実装＜br /＞ 28-3 テストの実行＜br /＞ ＜strong＞第29章 ベクトル加算命令VADD.VVの実装＜/strong＞＜br /＞ 29-1 RISC-VのVADD.VV命令定義＜br /＞ 29-2 Chiselの実装＜br /＞ 29-3 テストの実行＜br /＞ ＜strong＞第30章 ベクトルストア命令の実装＜/strong＞＜br /＞ 30-1 unit-stride形式のベクトルストア命令定義＜br /＞ 30-2 Chiselの実装＜br /＞ 30-3 テストの実行＜br /＞ ＜strong＞第5部 カスタム命令の実装＜/strong＞＜br /＞ ＜strong＞第31章 カスタム命令の意義＜/strong＞＜br /＞ 31-1 シングルコアの性能向上と限界＜br /＞ 31-2 マルチコアによる並列処理の効率化と限界＜br /＞ 31-3 DSAの可能性＜br /＞ 31-4 DSAとRISC-V＜br /＞ ＜strong＞第32章 ポピュレーションカウント命令の実装＜/strong＞＜br /＞ 32-1 ポピュレーションカウント命令とは＜br /＞ 32-2 カスタム命令を実装しない場合のポピュレーションカウントプログラム＜br /＞ 32-3 カスタム命令用のコンパイラ（アセンブラ）実装＜br /＞ 32-4 Chiselの実装＜br /＞ 32-5 テストの実行＜br /＞ ＜strong＞付録 RISC-Vの価値＜/strong＞＜/p＞画面が切り替わりますので、しばらくお待ち下さい。 ※ご購入は、楽天kobo商品ページからお願いします。※切り替わらない場合は、こちら をクリックして下さい。 ※このページからは注文できません。