软硬件协同流程自动化设计 · 课程目录

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01课程导论与基础概念

软硬件协同设计的定义、发展历程、与传统设计流程的对比、自动化流程的价值。

02系统建模语言入门

SystemC/TLM-2.0基础、事务级建模概念、通信与计算分离原则。

03硬件描述语言进阶

SystemVerilog for Verification (SV) 在协同仿真中的应用、接口与DPI-C。

04软件栈与驱动开发

嵌入式Linux驱动框架、裸机BSP开发、硬件抽象层(HAL)设计模式。

05虚拟平台搭建

QEMU与SystemC混合仿真、快速原型验证、指令集模拟器(ISS)集成。

06自动化构建工具链

Makefile/CMake管理混合项目、Yocto/OpenEmbedded定制Linux系统。

07硬件加速器集成

RTL协同仿真、Verilator/VCS仿真器集成、DPI-C接口封装。

08性能分析与瓶颈定位

Profiling工具使用、Trace分析、软硬件划分决策树。

09功耗感知协同设计

功耗模型建立、UPF/CPF在协同流程中的应用、动态功耗仿真。

10调试与验证方法论

GDB调试混合系统、波形分析、断言(Assertion)在协同验证中的使用。

11版本控制与CI/CD

Git LFS管理大型二进制、Jenkins/GitLab CI自动化回归测试。

12高级总线协议

AXI/ACE/CHI协议详解、总线功能模型(BFM)开发、一致性协议模拟。

13内存子系统设计

Cache一致性协议模拟、MMU/SMMU建模、DMA控制器协同仿真。

14中断控制器虚拟化

GICv3/v4建模、中断路由与优先级模拟、虚拟中断注入。

15外设模型开发

UART/SPI/I2C/GPIO外设模型、寄存器级建模、中断行为模拟。

16DMA与数据移动

Scatter-Gather DMA建模、数据搬移优化、带宽匹配策略。

17安全子系统集成

TrustZone/TEE模拟、安全启动流程、加密引擎协同仿真。

18多核异构架构

big.LITTLE/DynamIQ建模、核间通信机制、任务调度模拟。

19实时性分析

RTOS模拟、中断延迟分析、WCET估算与协同仿真。

20网络与通信栈

Ethernet MAC/PHY模型、TCP/IP offload引擎模拟、网络性能仿真。

21存储子系统

NAND/NVMe控制器模型、FTL算法模拟、存储性能分析。

22图形与显示子系统

GPU模型集成、Display Controller建模、帧缓冲驱动模拟。

23传感器融合与AI加速

NPU/DSP模型、神经网络推理加速器协同仿真、传感器数据流模拟。

24自动化测试框架

UVM在协同验证中的应用、随机测试生成、覆盖率驱动验证。

25回归与持续集成

Nightly regression策略、Golden Model比对、自动化报告生成。

26高级调试技术

JTAG/SWD模拟、逆向执行、时间旅行调试(TTD)。

27性能调优实战

Cache miss分析、分支预测模拟、流水线停顿分析。

28低功耗设计验证

DVFS模拟、Power Gating仿真、功耗状态机验证。

29功能安全与可靠性

ISO 26262/DO-254在协同流程中的实践、故障注入模拟。

30课程总结与未来趋势

RISC-V生态、开源EDA工具链、AI驱动的协同设计自动化。