🎮 GPU原型验证 · 30章

基于FPGA的GPU原型验证方法
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01 GPU原型验证概述
GPU架构简介 原型验证定义 FPGA角色 课程目标
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02 FPGA基础与选型
LUT/FF/BRAM/DSP Xilinx/Intel对比 选型策略 开发板介绍
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03 开发环境搭建
Vivado/Quartus ModelSim/VCS Git与项目组织 License管理
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04 RTL设计与综合优化
GPU模块RTL 面积vs速度 时序约束入门 综合报告解读
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05 时钟与复位方案
多时钟域 跨时钟域同步 全局/局部复位 MMCM/PLL
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06 存储器子系统设计
BRAM/UltraRAM DDR4控制器 VRAM模拟 带宽分析
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07 计算单元原型实现
ALU/FPU实现 Tensor Core模拟 Warp调度器 流水线平衡
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08 片上网络（NoC）设计
拓扑选择 路由算法 流量控制 死锁避免
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09 调试与验证方法
ChipScope/Signal Tap ILA配置 VIO应用 波形分析
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10 性能分析与瓶颈定位
性能计数器 吞吐量计算 延迟测量 瓶颈定位
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11 GPU指令集模拟
指令解码器 标量/向量指令 分支预测 异常处理
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12 纹理与光栅化单元
纹理采样器 LOD计算 光栅化算法 深度测试
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13 着色器原型实现
顶点着色器 像素着色器 几何着色器 统一架构
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14 内存管理单元（MMU）
页表设计 TLB实现 地址转换 内存保护
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15 PCIe接口集成
PCIe IP核 DMA引擎 BAR空间映射 中断处理
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16 显示输出接口
HDMI/DP协议 视频时序 帧缓冲管理 多屏输出
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17 功耗与热管理
动态功耗 时钟门控 电压调节 热监控
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18 多GPU协同设计
GPU间通信 一致性协议 负载均衡 扩展性测试
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19 软硬件协同验证
驱动开发 硬件抽象层 API封装 回环测试
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20 测试向量与回归测试
测试用例设计 自动化框架 覆盖率收集 回归流程
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21 性能基准测试
3DMark/SPEC 性能指标 测试场景 结果分析
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22 常见问题与调试技巧
时序违例 资源耗尽 功能错误 稳定性排查
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23 从原型到流片
原型vs ASIC ECO流程 后仿真 Sign-off清单
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24 案例研究
GCN/Turing Vortex开源 工业级案例 架构分析
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25 前沿技术
Chiplet HBM集成 AI加速器融合 光互连
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26 项目管理与团队协作
敏捷硬件开发 任务分解 文档规范 代码评审
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27 工具链自动化
Tcl脚本 Makefile CI/CD流水线 报告自动化
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28 安全与可靠性
故障注入 ECC实现 安全启动 防篡改
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29 知识产权与开源生态
专利布局 开源许可证 社区贡献 技术博客
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30 课程总结与未来展望
核心知识点 职业发展 学习资源 结业项目
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