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NVDLA卷积引擎硬件加速器设计实战

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 课程结构 · NVDLA在AI芯片中的定位
课程导入学习目标
02
卷积神经网络基础
卷积运算原理 · 特征图与权重数据布局 · 步长/填充/分组卷积等参数对硬件设计…
卷积神经网络基础卷积运算原理
03
NVDLA整体架构
NVDLA子系统模块划分 · 卷积引擎（Convolution C… · PDP
NVDLA整体架构
04
卷积引擎微架构
MAC阵列组织 · 输入/输出缓冲 · 权重缓冲
卷积引擎微架构MAC
05
数据流与调度策略
行固定 · 输出固定 · 权重固定等数据流模式
数据流调度策略
06
硬件接口与总线协议
AXI接口 · 寄存器配置接口 · 中断与状态寄存器
硬件接口总线协议
07
卷积引擎工作流程
从寄存器配置到计算完成的完整状态机设… · 包括启动 · 加载
卷积引擎工作流程从寄存器配置到计…
08
卷积计算单元设计
乘累加（MAC）阵列的并行度选择 · 位宽优化 · 流水线设计
卷积计算单元设计MAC
09
片上存储与缓存设计
输入/输出/权重SRAM容量规划 · 乒乓缓冲 · 多bank访问冲突避免
片上存储缓存设计
10
地址生成与数据搬运
输入特征图 · 权重 · 输出特征图的地址映射
地址生成数据搬运
11
卷积引擎的量化支持
INT8/INT16/FP16等数据… · 量化参数（scale/zero po…
卷积引擎的量化支…INT8/INT16/F…
12
激活函数与池化集成
ReLU · LeakyReLU · PReLU等激活函数在卷积引擎中的硬…
激活函数池化集成
13
性能优化技巧
卷积循环展开 · 数据复用 · 计算与传输重叠
性能优化技巧卷积循环展开
14
功耗与面积优化
时钟门控 · 数据门控 · 资源复用
功耗面积优化
15
RTL设计实战（一）
搭建卷积引擎顶层模块 · 定义端口与参数 · 编写基础MAC阵列
RTL设计实战
16
RTL设计实战（二）
实现输入/输出缓冲与权重缓冲 · 完成数据读写控制逻辑
RTL设计实战
17
RTL设计实战（三）
设计卷积计算状态机 · 实现卷积运算的完整流程
RTL设计实战
18
RTL设计实战（四）
集成激活函数与池化单元 · 完成卷积引擎的完整功能
RTL设计实战
19
验证方法学
UVM验证环境搭建 · 测试用例设计 · 覆盖率收集与功能验证
验证方法学UVM
20
仿真与调试
使用VCS/Questa等工具进行仿… · 常见仿真错误分析与调试技巧
仿真调试
21
FPGA原型验证
在FPGA上实现卷积引擎 · 进行板级调试与性能评估
FPGA原型验证
22
综合与时序分析
使用Design Compiler等… · 时序约束与优化
综合时序分析
23
物理设计基础
布局布线 · 时钟树综合 · 功耗分析
物理设计基础布局布线
24
性能评估与基准测试
计算吞吐率 · 延迟 · 资源利用率
性能评估基准测试
25
常见设计问题与解决方案
数据冲突 · 流水线停顿 · 存储带宽瓶颈
常见设计问题解决方案
26
与NVDLA开源代码对比
分析NVDLA官方卷积引擎RTL代码 · 理解设计决策与优化点
NVDLA开源代码对比
27
扩展设计
支持不同卷积变体（空洞卷积 · 转置卷积）的硬件扩展方法
扩展设计支持不同卷积变体
28
软硬件协同设计
驱动开发 · 寄存器配置工具 · 运行时调度与硬件加速器的交互
软硬件协同设计驱动开发
29
项目实战
从零开始设计一个简化版卷积引擎 · 完成RTL编写 · 验证
项目实战从零开始设计一个…
30
课程总结与进阶方向
回顾核心知识点 · 探讨下一代卷积加速器设计趋势（稀疏化 · 可重构
课程总结进阶方向