CPU生态建设:从理论到落地实战

📚 共计 30 章节
01
CPU生态概述
什么是CPU生态、为什么需要生态、生态的核心要素(硬件、软件、开发者、用户)
生态概念
02
指令集架构(ISA)基础
RISC与CISC的区别、主流ISA(x86、ARM、RISC-V)对比、ISA对生态的影响
ISA架构
03
RISC-V开源指令集
RISC-V的起源与特点、模块化设计理念、特权架构与用户架构
RISC-V开源
04
CPU微架构设计入门
流水线基础、五级流水线详解、冒险与解决(数据冒险、控制冒险、结构冒险)
微架构流水线
05
存储层次与缓存设计
Cache的基本原理、Cache一致性协议(MESI)、TLB与虚拟内存
缓存MESI
06
总线与互联架构
AMBA总线协议(AXI/AHB/APB)、片上网络(NoC)基础、多核互联拓扑
总线NoC
07
中断与异常处理
中断控制器设计、异常处理流程、上下文切换机制
中断异常
08
低功耗设计技术
时钟门控、电源门控、动态电压频率调整(DVFS)、功耗管理单元
低功耗DVFS
09
硬件验证方法论
UVM验证框架、功能覆盖率驱动、断言与形式化验证
验证UVM
10
FPGA原型验证
FPGA选型与平台搭建、RTL移植与调试、软硬件协同验证
FPGA原型
11
芯片后端设计流程
逻辑综合、布局布线、静态时序分析(STA)、物理验证
后端STA
12
编译器基础与LLVM
编译器前端/中端/后端、LLVM架构与Pass机制、指令选择与调度
编译器LLVM
13
操作系统内核适配
Linux内核移植、设备树(Device Tree)、中断控制器驱动
内核移植
14
BSP与板级支持包
Bootloader(U-Boot)移植、内核启动流程、根文件系统构建
BSPU-Boot
15
工具链构建
GCC交叉编译器、Binutils、GDB调试器、Newlib/C库
工具链GCC
16
模拟器与QEMU
QEMU系统模式与用户模式、添加新CPU支持、设备模拟
模拟器QEMU
17
性能分析与优化
Perf工具使用、性能计数器、热点函数分析、循环优化
性能Perf
18
基准测试套件
CoreMark、SPEC CPU、Dhrystone、Stream、跑分与结果解读
基准测试跑分
19
安全架构基础
可信执行环境(TEE)、内存保护单元(MPU)、侧信道攻击防御
安全TEE
20
虚拟化技术支持
硬件虚拟化扩展、Hypervisor设计与实现、IOMMU/SMMU
虚拟化Hypervisor
21
AI加速器集成
NPU架构基础、矩阵乘法加速、指令扩展与自定义算子
AINPU
22
GPU与图形生态
GPU管线概述、Vulkan/OpenGL驱动、计算着色器
GPU图形
23
DSP与信号处理
DSP指令集、SIMD向量化、数字信号处理库优化
DSPSIMD
24
物联网(IoT)生态
MCU级CPU设计、RTOS适配、低功耗无线协议栈
IoTMCU
25
汽车电子生态
功能安全(ISO 26262)、AUTOSAR、车载网关与域控制器
汽车功能安全
26
数据中心与云原生
服务器级CPU设计、CXL互联、DPU/IPU架构
数据中心CXL
27
开发者社区运营
开源社区治理、贡献者激励、文档与教程体系
社区运营
28
商业变现模式
IP授权、芯片销售、SaaS服务、生态补贴策略
商业变现
29
案例研究
RISC-V国际基金会、平头哥玄铁系列、香山处理器
案例RISC-V
30
未来趋势与挑战
异构计算、存算一体、量子计算对生态的影响
趋势异构