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NPU驱动与运行时环境开发实战

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · NPU驱动与运行时在AI计算体系中的… · 整体课程框架与学习路径
课程导入学习目标
02
NPU硬件基础
NPU架构概述 · 计算单元 · 存储层次
NPU硬件基础
03
驱动与运行时概念
驱动的作用 · 运行时的定义 · 两者关系
驱动运行时概念
04
开发环境搭建
Linux环境准备 · 交叉编译工具链 · NPU开发板或服务器连接
开发环境搭建Linux
05
内核驱动基础
Linux内核模块开发入门 · 字符设备驱动框架 · ioctl接口设计
内核驱动基础Linux
06
NPU驱动架构设计
驱动分层设计（硬件抽象层 · 核心层 · 接口层）
NPU驱动架构设计
07
硬件寄存器操作
寄存器读写方法 · 位域操作 · 内存屏障
硬件寄存器操作寄存器读写方法
08
DMA与内存管理
DMA引擎使用 · DMA映射API（dma_alloc… · IOMMU/SMMU
DMA内存管理
09
中断处理与并发控制
中断下半部（tasklet/work… · 自旋锁与互斥锁 · 原子操作
断处理并发控制
10
运行时环境概述
运行时（Runtime）的功能（任务… · 内存管理 · 同步
运行时环境概述Runtime
11
用户态驱动与内核态驱动协作
ioctl命令设计 · 共享内存机制 · 事件通知机制（poll/eventf…
用户态驱动内核态驱动协作
12
NPU任务提交与调度
任务描述符（Task Descrip… · 命令队列（Command Queue… · 硬件调度器
NPU任务提交
13
内存管理与地址空间
虚拟地址到物理地址转换 · 设备地址空间 · 内存分配与释放
内存管理地址空间
14
同步与异步执行
同步调用与异步回调 · 事件（Event）机制 · 流（Stream）模型
同步异步执行
15
错误处理与调试
错误码定义 · 异常检测与上报 · 日志系统（dmesg
错误处理调试
16
性能优化基础
性能瓶颈分析 · 减少拷贝 · 批量提交
性能优化基础性能瓶颈分析
17
案例实战
编写第一个NPU字符设备驱动 · 并编写用户态测试程序
案例实战NPU
18
案例实战
实现NPU内存分配与映射 · 物理内存管理 · 用户态映射
案例实战NPU
19
案例实战
实现任务提交与完成通知：定义任务结构 · 提交到硬件队列 · 中断处理
案例实战实现任务提交
20
案例实战
实现多队列调度与优先级 · 调度策略 · 优先级抢占
案例实战实现多队列调度
21
案例实战
实现运行时API库：封装驱动接口 · 提供类似cudaMalloc/cud…
案例实战API
22
案例实战
实现流与事件同步：创建流 · 事件记录 · 流同步
案例实战实现流
23
案例实战
实现错误恢复与容错：检测硬件错误 · 重置NPU · 恢复任务队列
案例实战实现错误恢复
24
常见问题与解决方案
驱动加载失败 · 设备节点不出现 · 内存映射失败
常见问题解决方案
25
安全与稳定性
驱动安全编码规范 · 防止缓冲区溢出 · 权限控制
安全稳定性
26
测试与验证
单元测试框架（kunit） · 集成测试 · 压力测试
测试验证
27
文档与维护
驱动代码注释规范 · API文档生成 · 版本管理
文档维护
28
进阶主题
虚拟化支持（SR-IOV） · 多NPU协同 · RDMA与网络集成
进阶主题SR-IOV
29
综合项目
从零构建一个简化NPU驱动与运行时 · 架构设计 · 编码实现
综合项目NPU
30
课程总结与展望
核心知识回顾 · 技能图谱 · 学习资源推荐
课程总结核心知识回顾