01
云计算加速器概述
什么是云计算加速器、核心应用场景（AI训练、视频转码、科学计算）、主流硬件方案（FPGA、GPU、ASIC）对比。
概念硬件对比
02
开发环境全景规划
操作系统选择（Ubuntu 22.04 LTS）、开发工具链概览（编译器、调试器、性能分析工具）、版本控制（Git）与项目管理。
规划工具链
03
Ubuntu 22.04 LTS 系统安装与初始化
系统镜像下载、U盘启动盘制作、分区方案建议、基础网络配置、SSH服务开启与安全加固。
系统初始化
04
GPU驱动与CUDA工具包安装
NVIDIA驱动版本选择、CUDA 12.x 安装（runfile vs deb）、cuDNN库安装、环境变量配置与验证。
GPUCUDA
05
FPGA开发工具链安装（Vivado/Vitis）
Xilinx Vivado 2023.1 安装流程、Vitis统一软件平台配置、设备驱动与许可管理、JTAG调试器连接测试。
FPGAVivado
06
Intel oneAPI 基础工具包安装
Intel oneAPI Base Toolkit 安装、DPC++/C++ 编译器配置、MKL数学库集成、FPGA支持包（Intel FPGA Add-on）安装。
oneAPIIntel
07
Docker容器化开发环境
Docker Engine安装与配置、NVIDIA Container Toolkit集成、FPGA透传（FPGA Passthrough）配置、Dockerfile编写最佳实践。
Docker容器
08
Python虚拟环境与科学计算栈
Miniconda安装、创建独立虚拟环境、安装TensorFlow/PyTorch（GPU版）、Jupyter Lab远程访问配置。
PythonConda
09
OpenCL 开发环境搭建
OpenCL运行时安装（Intel/NVIDIA/AMD）、OpenCL头文件与库文件配置、第一个OpenCL程序编译与运行。
OpenCL异构
10
SYCL 与 DPC++ 环境配置
Intel oneAPI DPC++ 编译器验证、SYCL 2020 标准支持、使用sycl-ls 枚举设备、编译并运行向量加法示例。
SYCLDPC++
11
RTL 仿真环境搭建（Verilog/VHDL）
Icarus Verilog (iverilog) 安装、GTKWave 波形查看器、Vivado Simulator 命令行使用、Makefile自动化仿真流程。
RTL仿真
12
HLS（高层次综合）开发环境
Vitis HLS 安装与配置、C/C++ 到 RTL 的转换流程、优化指令（Pragma）使用、仿真与协同仿真。
HLS高层次综合
13
性能分析工具安装与使用
NVIDIA Nsight Systems/Compute 安装、Intel VTune Profiler 配置、FPGA功耗分析工具（Xilinx Power Estimator）。
性能分析
14
远程开发与协作环境
VS Code Remote-SSH 配置、Jupyter Lab 远程内核、GitHub Codespaces 快速启动、团队共享开发服务器搭建。
远程协作
15
持续集成/持续部署（CI/CD）流水线
GitLab CI/CD 配置、自动化构建脚本（Shell/Makefile）、Docker镜像自动构建与推送、硬件在环（HIL）测试触发。
CI/CD自动化
16
硬件描述语言（HDL）代码规范与检查
Verilog/SystemVerilog 代码风格指南、Lint工具（Verilator）安装与使用、代码格式化工具（iStyle）。
HDL规范
17
版本控制进阶
Git LFS 管理大型二进制文件（模型权重、FPGA bitstream）、Git Submodule 管理依赖库、Git Hooks 自动化检查。
GitLFS
18
包管理与依赖锁定
Conda环境导出与复现、pip freeze 与 requirements.txt、Spack 包管理器安装与使用（针对HPC场景）。
包管理依赖
19
调试工具链深入
GDB 调试多线程程序、CUDA-GDB 调试GPU内核、Vivado Logic Analyzer 使用、OpenCL 事件分析。
调试GDB
20
网络与存储配置
InfiniBand/RoCE 高速网络驱动安装、NFS 共享存储挂载、Lustre 并行文件系统客户端配置、对象存储（MinIO）本地部署。
网络存储
21
安全与权限管理
用户与组管理、sudo 权限精细化配置、SSH密钥对管理、防火墙（UFW）规则设置、SELinux/AppArmor 基础配置。
安全权限
22
日志与监控系统
Prometheus + Node Exporter 安装、Grafana 可视化面板配置、ELK Stack（Elasticsearch, Logstash, Kibana）日志收集。
监控日志
23
深度学习加速器专用环境
TensorRT 安装与优化、ONNX Runtime 配置、DeepSpeed 环境搭建、Megatron-LM 分布式训练环境。
深度学习加速
24
视频转码加速器环境
FFmpeg 编译（启用NVENC/NVDEC/Intel QSV）、SRT/RTMP 协议支持、硬件编码器参数调优、GStreamer 管道配置。
视频转码
25
科学计算加速器环境
MPI（OpenMPI）安装、CUDA-Aware MPI 配置、FFTW 库安装（启用SIMD）、PETSc 与 SLEPc 环境搭建。
科学计算MPI
26
云原生环境集成
Kubernetes 集群搭建（kubeadm）、NVIDIA GPU Operator 部署、FPGA Device Plugin 配置、Kubeflow 流水线集成。
K8s云原生
27
环境验证与基准测试
GPU 基准测试（gpu-burn, cublas bench）、FPGA 基准测试（OpenDACS）、网络延迟测试（ib_write_bw）、存储IOPS测试（fio）。
基准测试验证
28
常见问题排障指南
驱动安装失败（nouveau冲突）、CUDA版本不兼容、FPGA设备未识别、Docker GPU权限拒绝、环境变量未生效。
排障FAQ
29
环境备份与恢复
系统快照（Timeshift）、Conda环境导出、Docker镜像导出与导入、关键配置文件备份策略。
备份恢复
30
综合实战：从零搭建AI推理加速器开发环境
需求分析、硬件选型、软件栈安装、端到端测试（ResNet-50 推理）、性能调优与报告生成。
实战AI推理