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NPU Arm Ethos-U55U85架构编程从入门到精通

共计 30 章节

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学习目标 · 适用人群 · 课程整体框架

课程导入学习目标

NPU基础概念

神经网络处理器（NPU）的工作原理 · 与CPU/GPU的对比 · 在Arm生态中的角色

NPU基础概念

Ethos-U55与U85架构详解

核心架构 · 计算单元 · 内存层次

开发环境搭建

安装Arm Development… · CMSIS-NN · Vela编译器

开发环境搭建Arm

Vela编译器入门

Vela的作用 · 安装 · 命令行基本用法

Vela编译器入门

模型转换与量化

TensorFlow Lite模型转… · 量化原理（INT8/INT16） · 量化感知训练

模型转换量化

NPU编程模型

命令流（Command Stream… · 算子描述 · 内存布局

NPU编程模型

CMSIS-NN与NPU集成

CMSIS-NN库函数 · 与Ethos-U的协同 · 在裸机环境下的调用流程

Ethos-U驱动开发

驱动架构 · 初始化流程 · 配置NPU寄存器

Ethos-U驱动开发

内存管理策略

SRAM与DDR的使用 · 内存池设计 · 张量分配

内存管理策略SRAM

算子实现与优化

卷积 · 全连接 · 池化

算子实现优化

多NPU协同与流水线

多核Ethos-U的配置 · 任务划分 · 流水线重叠

性能分析工具

使用Arm Streamline · Ethos-U性能计数器 · 分析瓶颈

性能分析工具Arm

调试与验证

使用仿真器 · 硬件调试器 · 日志输出

图像分类模型（MobileNet）在…

案例实战MobileNet

目标检测模型（YOLOv5-tiny…

案例实战YOLOv5-tiny

语音唤醒词识别模型（DS-CNN）在…

案例实战DS-CNN

异常检测模型（Autoencoder…

案例实战Autoencoder

算子融合 · 通道重排 · 权重压缩

高级优化算子融合

与CMSIS-RTOS集成

在FreeRTOS或RTX5中管理N… · 优先级 · 中断与资源锁

CMSIS-RTOS集成

与TensorFlow Lite Micro集成

在微控制器上使用TFLu调用Etho… · 内存管理 · 运行时集成

与Arm NN集成

使用Arm NN SDK · 加载Ethos-U后端 · 模型推理流程

安全与可靠性

NPU故障检测 · ECC内存保护 · 看门狗

安全可靠性

动态电压频率调整（DVFS） · 电源门控 · 低功耗模式

功耗优化DVFS

常见问题与解决方案

编译错误 · 运行时崩溃 · 性能不达标

常见问题解决方案

性能基准测试

使用MLPerf Tiny · CMSIS-NN基准 · 自定义基准测试方法

性能基准测试MLPerf

多模型部署

在单一NPU上部署多个模型 · 模型切换 · 上下文管理

多模型部署NPU

CPU+NPU协同 · 任务调度 · 数据共享

异构计算CPU+NPU

智能家居语音+视觉多模态系统 · 整合多个模型与传感器 · 实现完整产品级应用

综合项目智能家居语音+视…

课程总结与进阶路径

回顾核心知识 · 常见误区 · 学习资源

课程总结进阶路径