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Renseignements
RC2

Programmation NEON-v8

Ce cours explique comment utiliser les instructions SIMD NEON de l'ARMv8 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 ARMv8.
  • L'évolution de l'architecture NEON entre l'ARMv7 et l'ARMv8 est détaillée.
  • Chaque famille d'instructions est détaillée, d'abord au niveau assembleur, puis au niveau C à l'aide des macros définies dans le fichier arm_neon.h.
  • Plusieurs utilisations subtiles des instructions de traitement sont présentées.
  • Les instructions de chargement / rangement de vecteurs et d'éléments de vecteurs sont étudiées, et des règles d'organisation des données en mémoire sont fournies pour 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 comme le FIR et la FFT peuvent être vectorisés puis optimisés pour s'exécuter sur l'unité NEON.

  • Les opérations cryptographiques sont également détaillées, avec l'explication des algorithmes pris en charge.
  • Connaissance des jeux d'instructions ARMv7.
  • Cours théorique
    • Support imprimé et PDF (en anglais).
    • 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 entre NEON et l'unité flottante scalaire
  • Explication des différences entre AArch32 et AArch64
  • Bancs de registres NEON
    • Registres S, D et Q (AArch32)
    • Registres B, H, S, D et V (AArch64)
  • Types de données
  • Vecteur et scalaire
  • Registres système associés
  • Questions d'alignement
  • Activation de NEON
  • Différences entre NEONv7 et NEONv8
  • Instructions produisant des résultats plus larges / plus étroits
  • Modificateurs d'instructions
  • Choix de la forme
  • Choix du type d'opérande / de 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
  • Move
  • Swap
  • Table lookup
  • Transposition de vecteur
  • Zip / unzip de vecteurs
  • Transfert de données entre NEON et l'unité entière
    • Travaux pratiques : clarification des instructions narrow et long, construction d'un vecteur à partir d'octets choisis dans une paire de vecteurs
  • Instructions arithmétiques
    • Add, arithmétique modulo et saturée
    • Division / doublement 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
  • Instructions logiques
    • ET logique, Bit Clear, OU, OU exclusif
    • Opérations avec valeurs immédiates
  • Instructions sur champs de bits
    • Comptage des zéros, des uns et des bits de signe de tête
    • Instructions d'insertion bit à bit
    • Instructions d'insertion bit à bit conditionnelles, éviter les branchements
    • Décalages avec arrondi et saturation possibles
    • Inversion de champ de bits
  • L'extension Cryptography
  • Algorithmes pris en charge
    • AES
    • SHA1
    • SHA256
  • Vectorisation automatique
  • Réglage des boucles pour un résultat optimal
    • Éviter les rebouclages
    • Éviter les conditions dépendantes de la boucle
    • Éviter les terminaisons anticipées
    • Remplissage des boucles
  • Pointeurs et tableaux
    • adressage indirect
    • aliasing de pointeurs et restrict
  • Appels de fonction et inlining
    • promesses
  • Éviter les dépendances de données
  • Filtre FIR
    • Conversion de l'algorithme scalaire en algorithme vectoriel
    • Recherche des instructions NEON codant l'algorithme vectoriel
    • Optimisation du code
    • Utilisation du moniteur de performance pour régler l'algorithme
  • FFT (DFT)
    • Conversion de l'algorithme scalaire en algorithme vectoriel, comprendre comment les propriétés du cercle permettent de traiter 4 angles simultanément
    • Recherche des instructions NEON codant l'algorithme vectoriel
    • Optimisation du code
    • Utilisation du moniteur de performance pour régler 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 inscriptions aux sessions de formation sont acceptées jusqu'à une semaine avant le début de la formation. Pour une inscription plus tardive nous consulter

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Ce cours peut être dispensé dans notre centre de formation près de Paris ou dans vos locaux, en France ou dans le monde entier.

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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