从CPU到SoC系统集成与总线设计 · 课程目录

01

芯片设计概述进入

从晶体管到集成电路，摩尔定律的过去与未来，芯片设计的抽象层次。

02

CPU微架构入门进入

指令集架构(ISA)与微架构的区别，经典5级流水线，数据冒险与控制冒险。

03

RISC-V指令集架构进入

RISC-V的设计哲学，基础整数指令集(RV32I)，特权架构与异常处理。

04

CPU核心设计实践进入

取指单元与分支预测，译码逻辑与寄存器文件，执行单元与ALU设计。

05

存储层次与缓存设计进入

SRAM与DRAM原理，Cache的基本概念与映射方式，写策略与一致性基础。

06

总线协议基础进入

点对点连接与共享总线，同步与异步总线，握手协议与流控机制。

07

AMBA总线家族概览进入

AMBA的发展历程，AHB、APB、AXI协议对比，总线矩阵与互连。

08

APB总线详解进入

APB状态机与传输时序，APB桥接设计，低功耗外设总线应用场景。

09

AHB总线详解进入

AHB传输类型与突发操作，AHB仲裁与分时复用，AHB-to-APB桥实现。

10

AXI总线基础进入

AXI通道与握手机制，读写地址通道，数据通道与响应通道。

11

AXI高级特性进入

乱序传输与ID管理，突发传输与地址计算，原子操作与锁。

12

总线互联与网络片进入

共享总线与交叉开关，Network-on-Chip(NoC)基础，拓扑结构与路由算法。

13

SoC架构设计方法进入

SoC设计流程与工具，IP复用与集成策略，功耗管理架构。

14

时钟与复位设计进入

时钟树综合基础，同步与异步复位，跨时钟域同步(CDC)技术。

15

SoC存储子系统进入

片上存储器类型与选择，DDR控制器与PHY接口，Flash控制器设计。

16

DMA与数据移动进入

DMA控制器架构，描述符链与循环DMA，DMA与Cache一致性。

17

中断系统设计进入

中断控制器架构，向量中断与优先级，中断延迟优化。

18

外设接口集成进入

UART、SPI、I2C协议对比，外设寄存器编程模型，中断驱动的外设访问。

19

安全与信任根进入

可信执行环境(TEE)基础，安全启动链，加密引擎集成。

20

调试与追踪架构进入

JTAG与调试接口，CoreSight调试架构，性能计数器与追踪。

21

SoC验证方法学进入

验证计划与覆盖率，UVM基础与测试平台架构，形式化验证简介。

22

硬件-软件协同设计进入

软硬件划分原则，设备树与内存映射，裸机程序与RTOS启动流程。

23

性能建模与分析进入

性能模型抽象层次，模拟器与仿真器，性能瓶颈识别。

24

功耗分析与优化进入

动态功耗与静态功耗，功耗管理技术(DVFS/时钟门控)，功耗估算工具。

25

物理设计基础进入

综合与布局布线，时序收敛与信号完整性，封装与PCB设计考虑。

26

SoC测试与可测性设计进入

扫描链与边界扫描，内建自测试(BIST)，良率与测试成本。

27

异构计算与加速器进入

GPU、NPU、DSP对比，加速器接口与一致性，领域特定架构。

28

片上系统安全进入

侧信道攻击与防护，物理不可克隆函数(PUF)，安全生命周期管理。

29

先进总线技术进入

CXL/CCIX协议概览，Die-to-Die互连，UCIe与Chiplet标准。

30

SoC项目实战进入

需求分析与规格定义，架构探索与权衡，流片与回片验证经验分享。