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FPGA嵌入式开发实战:软核处理器与硬件加速详解

共计 30 章节

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课程目标 · 适用人群 · 学习路径

课程导学课程目标

FPGA基础与开发流程

FPGA内部结构 · 查找表与触发器原理 · 典型开发流程（设计

FPGA开发流程

硬件描述语言核心

Verilog/VHDL语法要点 · 模块化设计 · 组合逻辑与时序逻辑建模

硬件描述语言核心Verilog/VHDL

时序约束与优化

时钟域 · 建立/保持时间 · 时序约束文件（SDC）编写

时序约束优化

片上系统与软核处理器概述

SoC概念 · 软核与硬核处理器对比 · 主流软核（MicroBlaze

片上系统软核处理器概述

MicroBlaze软核处理器入门

MicroBlaze架构 · Vivado中创建MicroBlaz… · 最小系统搭建（GPIO

MicroBlaze软核处理器入门

Nios II软核处理器入门

Nios II架构 · Qsys/Platform Desi… · 外设定制与基础软件驱动开发

RISC-V软核处理器实践

RISC-V指令集基础 · 开源软核（如VexRiscv · PicoRV32）集成

RISC-V软核处理器实践

AXI总线协议详解

AXI4 · AXI4-Lite · AXI4-Stream协议规范

AXI总线协议详解

自定义IP核开发

Vivado/Quartus中创建自… · AXI接口封装 · 寄存器映射与硬件加速模块集成

硬件加速基础

硬件加速原理 · 并行计算与流水线设计 · CPU与FPGA协同计算模型

硬件加速基础硬件加速原理

图像处理加速实战

图像滤波 · 边缘检测等算法在FPGA上的实现 · 包括行缓存

图像处理加速实战图像滤波

信号处理加速实战

FIR/IIR滤波器 · FFT的FPGA实现 · 利用DSP48资源与并行架构提升吞吐…

信号处理加速实战FIR/IIR

神经网络推理加速

CNN基础 · 量化与定点化 · FPGA上卷积层与全连接层的硬件实现

神经网络推理加速CNN

硬件加速器与软核协同设计

加速器寄存器接口 · 中断与DMA传输 · 软核调用加速器的软件驱动开发

硬件加速器软核协同设计

嵌入式操作系统移植

FreeRTOS在软核上的移植 · 任务调度 · 中断管理及多任务与硬件加速的交互

嵌入式操作系统移…FreeRTOS

Linux在FPGA SoC上的应用

Zynq等硬核SoC的Linux启动 · 设备树 · 用户空间驱动与硬件加速器访问

调试与验证方法

逻辑分析仪（ILA） · 在线调试 · 软硬件协同调试

调试验证方法

性能优化与资源权衡

时序优化 · 面积与速度权衡 · 功耗优化

性能优化资源权衡

高级接口与通信

PCIe · Ethernet · DDR3/4控制器在FPGA中的集成…

高级接口通信

多核与异构计算

多软核系统 · AMP/SMP模式 · 核间通信与任务分配

多核异构计算

安全与可靠性设计

比特流加密 · 防篡改 · 看门狗

安全可靠性设计

基于软核的智能传感器数据采集系统 · 软核控制 · 数据预处理与上位机通信

项目实战基于软核的智能传…

基于FPGA的实时视频处理系统 · 软核控制 · 硬件加速处理与HDMI输出

项目实战FPGA

基于RISC-V的嵌入式AI推理平台 · CNN加速器集成 · 模型部署与性能调优

项目实战RISC-V

多核软核协同的软件定义无线电 · DSP加速 · 多核任务划分与实时处理

项目实战多核软核协同的软…

常见问题与解决方案

时序不收敛 · IP集成错误 · 软核调试困难

常见问题解决方案

测试与可维护性设计

单元测试 · 硬件在环测试 · 代码规范

测试可维护性设计

前沿趋势与扩展

HLS高层次综合 · 开源工具链 · 异构计算平台

前沿趋势扩展

课程总结与综合提升

知识体系回顾 · 综合项目设计指导 · 学习资源推荐与职业发展建议

课程总结综合提升