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Renseignements
RC1

Programmation NEON-v7

Ce cours explique comment utiliser les instructions SIMD NEON de l'ARMv7 pour accélérer les algorithmes multimédia

Objectifs

  • Ce cours a été conçu pour les programmeurs souhaitant exécuter des algorithmes multimédia sur les unités d'exécution NEON Single Instruction Multiple Data des processeurs ARMv7.
  • Chaque famille d'instructions est détaillée, d'abord au niveau assembleur, puis au niveau C à l'aide des macros présentes dans le fichier arm_neon.h.
  • Plusieurs usages subtils des instructions de traitement sont présentés.
  • Les instructions de load / store de vecteurs et d'éléments de vecteurs sont étudiées, et des recommandations d'organisation des données en mémoire sont fournies afin de minimiser le nombre d'accès mémoire.
  • Le fonctionnement sous-jacent du cache ainsi que les mécanismes de préchargement (instruction et prefetch matériel) sont détaillés pour expliquer comment un traitement peut être pipeliné .
  • Le cours montre comment des algorithmes typiques du traitement du signal tels que le FIR et la FFT peuvent être vectorisés puis optimisés pour s'exécuter sur l'unité NEON.
  • Connaissance des jeux d'instructions ARMv7.
  • Cours théorique
    • Support PDF (en anglais), imprimé en présentiel ; à distance via Teams.
    • Assistance du formateur tout au long de la formation.
  • Chaque session débute par un point avec les stagiaires.
  • Tout ingénieur ou technicien en systèmes embarqués possédant les prérequis ci-dessus.
  • Les prérequis sont vérifiés avant l'entrée en formation, sur la base des prérequis publiés sur cette fiche.
  • Pendant la formation, les acquis sont évalués en continu : quiz de fin de séquence et observation directe du formateur.
  • À l'issue de la formation, chaque participant reçoit une attestation de fin de formation.

Plan du cours

  • Clarification des ressources partagées par NEON et VFP
  • Banc de registres, registres Q, registres D
  • Types de données
  • Vecteur et scalaire
  • Registres système associés
  • Problèmes d'alignement
  • Activation de NEON/VFP
  • Différences entre NEONv7 et NEONv8
  • Instructions produisant des résultats plus larges / plus étroits
  • Modificateurs d'instructions
  • Choix de la forme
  • Choix du type de l'opérande / du résultat
  • Souplesse de la syntaxe
  • Déclaration de vecteurs initialisés en langage C
  • Utilisation d'unions avec des vecteurs et des tableaux de vecteurs pour simplifier le débogage
  • Conversion de type des vecteurs
  • Modes d'adressage
  • Load / store de vecteurs
  • Load / store de vecteurs multiples
  • Instructions de load / store d'éléments et de structures
    • Éléments simples multiples
    • Un élément vers 1 lane
    • Un élément vers toutes les lanes
  • Optimisation de l'ordre des données en mémoire pour tirer parti des structures à 2, 3 et 4 éléments
  • Mécanismes d'accélération du processeur : store merging buffers
  • Move
  • Swap
  • Table lookup
  • Transposition de vecteurs
  • Zip / unzip de vecteurs
  • Transfert de données entre NEON et l'unité entière
  • AND logique, Bit Clear, OR, XOR
  • Opérations avec valeurs immédiates
  • Instructions d'insertion bit à bit, pour éviter les branchements
  • Comptage des zéros, des uns, des signes en tête
  • Normalisation des nombres flottants lorsque VFP n'est pas implémenté
  • Duplication de scalaire
  • Extract
  • Décalage avec arrondi et saturation possibles
  • Inversion de champ de bits
  • Instructions arithmétiques
    • Add, arithmétique modulo et arithmétique saturée
    • Division / multiplication par deux du résultat
    • Arrondi
    • Subtract
    • Multiply
    • Multiply accumulate / Multiply subtract
    • Valeur absolue
    • Min / Max
  • Instructions de conversion
    • Conversion de nombres flottants en nombres à virgule fixe
    • Conversion de nombres à virgule fixe en nombres flottants
  • Instructions arithmétiques avancées
    • Estimation de l'inverse, estimation de l'inverse de la racine carrée, algorithme de Newton-Raphson
    • Instructions pairwise
  • Comparaison d'éléments
  • Filtre FIR
    • Conversion de l'algorithme scalaire en algorithme vectoriel
    • Recherche des instructions NEON permettant de coder l'algorithme vectoriel
    • Optimisation du code
    • Utilisation du performance monitor pour affiner l'algorithme
  • FFT (DFT)
    • Conversion de l'algorithme scalaire en algorithme vectoriel, en comprenant comment les propriétés du cercle permettent de traiter 4 angles simultanément
    • Recherche des instructions NEON permettant de coder l'algorithme vectoriel
    • Optimisation du code
    • Utilisation du performance monitor pour affiner l'algorithme
Durée
2 jours
Renseignements

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Tarifs

Formations proposées sur devis, sans tarif catalogue. Le tarif dépend de la durée, du nombre de participants, de la modalité et des moyens techniques mis à disposition.

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Les sessions inter-entreprises programmées sont ouvertes dès deux inscrits. Sous condition d'un dossier complet, les inscriptions sont acceptées jusqu'à une semaine avant le début de la formation.

Dernière mise à jour du plan de cours : 2 juillet 2026

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