01
课程导论与开发环境搭建
HDMI显示技术概述 · 卷积神经网络基础 · FPGA选型 · Vivado安装 · 硬件平台搭建
入门环境
02
HDMI协议基础
TMDS编码 · 差分信号 · HDMI 1.4 vs 2.0 · 像素时钟 · EDID/DDC
协议基础
03
HDMI物理层设计
GTP配置 · MMCM/PLL · 差分引脚约束 · PCB布局 · 眼图测试
物理层高速
04
HDMI发送控制器设计
视频时序发生器 · 像素打包 · 控制字符 · 通道对齐 · 仿真验证
发送控制器
05
HDMI接收控制器设计
CDR · 通道绑定 · 同步头检测 · 像素解包 · 错误处理
接收时钟恢复
06
视频帧缓冲设计
BRAM双端口 · 读写仲裁 · 行缓存 · 乒乓操作 · 带宽计算
帧缓冲BRAM
07
DDR3控制器与视频缓存
MIG IP · AXI4时序 · 突发传输 · 地址映射 · 多端口访问
DDR3MIG
08
卷积神经网络基础
卷积层 · 池化层 · ReLU · 全连接层 · LeNet-5
CNN基础
09
卷积加速器架构设计
脉动阵列 · 数据复用 · 权重预加载 · 流水线 · 性能模型
架构脉动阵列
10
卷积计算单元（PE）设计
MAC实现 · INT8量化 · 流水线寄存器 · 饱和截断 · 资源优化
PEMAC
11
数据加载与存储单元
DMA · 权重缓存 · 输入Line Buffer · 输出缓存 · 地址生成
存储DMA
12
卷积加速器控制状态机
主状态机 · 握手协议 · 中断 · 超时保护 · 调试接口
FSM控制
13
系统集成：HDMI与卷积加速器
AXI4-Stream互联 · 帧同步 · 背压控制 · 带宽匹配
集成系统
14
AXI4总线实战
AXI4-Full vs Stream · 读写时序 · Outstanding · 窄带传输
AXI4总线
15
Vivado IP集成流程
Block Design · 自定义IP · 互联 · 地址映射 · 综合实现
VivadoIP
16
时序约束与优化
主时钟约束 · I/O延迟 · 伪路径 · 时序报告 · 关键路径优化
时序约束
17
仿真验证策略
Testbench · 测试图案 · 覆盖率 · 形式化验证 · 回归测试
仿真验证
18
硬件调试技巧
ILA · VIO · 触发条件 · 波形分析 · 亚稳态/毛刺排查
调试ILA
19
卷积加速器性能调优
吞吐率优化 · 带宽瓶颈 · Tiling · 量化精度 · 功耗优化
调优性能
20
实时视频处理流水线
采集→帧缓冲→卷积→显示 · 流水线深度 · 帧率稳定 · 延迟
流水线实时
21
图像预处理模块
RGB转灰度 · 归一化 · 高斯滤波 · Sobel · 色彩空间转换
预处理图像
22
卷积神经网络部署
权重导出 · INT8量化 · 层间调度 · 硬件映射 · 精度验证
部署量化
23
多分辨率支持
动态时钟 · 帧缓冲重配置 · 缩放引擎 · 自适应算法
分辨率自适应
24
系统调试与验证
HDMI环路测试 · 卷积结果比对 · 端到端延迟 · 功耗测量
验证系统
25
高级主题：多通道/3D/稀疏
多通道加速 · 3D卷积 · 可配置核 · Winograd · 稀疏加速
高级稀疏
26
项目实战：手写数字识别
MNIST端到端 · 数据集 · 训练量化 · FPGA部署 · 实时显示
项目MNIST
27
项目实战：实时人脸检测
Haar+卷积 · Viola-Jones加速 · 性能优化 · 演示
项目人脸
28
项目实战：视频风格迁移
GAN基础 · 模型压缩 · FPGA推理 · 实时效果展示
项目风格迁移
29
项目优化与迭代
资源/功耗优化 · 时序收敛 · 版本管理 · 文档规范
优化迭代
30
课程总结与展望
技术回顾 · AI边缘计算 · 学习路径 · 开源推荐 · 职业指导
总结展望