由SRAM到DRAM——神經網絡加速器與SOC芯片設計（三）

該課程“神經網絡加速器與SOC芯片設計”為系列課程，分為2部分，19個課時，特惠399元（原價：￥735）。

本課程以底層硬件為切入點進行神經網絡加速器與SOC芯片設計，與高層次綜合工具直接生成電路的方式不同，此課程是以主流、傳統(tǒng)的方式進行芯片設計，因此更加關注于電路底層的細節(jié)（如每一個模塊的功能、工作模式、效率、資源消耗等）。本課程將分為兩個主要部分：SOC芯片設計基礎與神經網絡加速器設計，第二部分的課程依賴于第一部分的SOC設計基礎。

第一部分以數字電路與硬件描述語言為出發(fā)點，講述正確的模塊設計方法、Verilog代碼編寫思路、模塊間常用的通信模式以及“AXI4”總線協議，同時會對AXI4總線的開發(fā)、仿真、調試進行深入剖析，并以此為基礎在FPGA開發(fā)板上完成SOC芯片設計。

第二部分從通用卷積神經網絡對加速器的功能需求為出發(fā)點，定義了加速器所需支持的功能，劃分加速器的功能模塊。本課程將著眼于整個神經網絡中運算量最大的功能——卷積運算，對卷積運算通路進行架構建模與分析，并進行模塊的設計與驗證工作。在FPGA上完成基本的功能驗證后，會對硬件的性能進行測量與評估，進行性能評估時所使用的網絡是VGG16。

金牌講師：

蔡宇杰

多次參加電子設計競賽、數學建模競賽并獲國家級獎項，以綜合成績100.72分從西安電子科技大學保送復旦大學微電子學院讀研。在復旦期間榮獲“華為企業(yè)獎學金”與全國研究生創(chuàng)“芯”大賽獲得一等獎，同時有著豐富的實習經歷?，F已拿到大疆、華為等多家名企offer。

他的暢銷課程：

1. 【免費試用】基于PYNQ平臺——快速入門神經網絡的建模與硬件加速
2. AI課程精品套餐|神經網絡的快速搭建訓練到FPGA實現

課程特色：

網絡上Verilog語法教程很多，但使用Verilog進行復雜模塊設計、仿真方案、上板測試并且調試的教程卻很稀少，通過HLS工具生成電路，你無法學習芯片電路底層知識，更難談起“從底層對硬件進行優(yōu)化”，可能連“工具產生的電路的瓶頸在哪、這個瓶頸如何導致、能否解決”都意識不到。對做實際工程、就業(yè)很不好，本課程將從硬件底層出發(fā)，你會對整個系統(tǒng)的工作模式、瓶頸、資源消耗等了如指掌。

本期課程內容：

第三節(jié)：由SRAM到DRAM

適宜人群：

• 想學習數字芯片設計、FPGA開發(fā)；
• 對數字電路設計有一定基礎、想對硬件電路底層進行更加深入的學習的同學。

通過本系列課的學習，你將收獲：

• 數字電路的基本設計方法
• AXI4總線協議的開發(fā)、仿真與板級調試的方法
• SOC芯片的開發(fā)與板級調試的方法
• 從功能到架構的芯片設計方法
• 從“零”開始的人工智能嵌入式芯片的設計經驗

本系列課程目錄：

本課程為系列課程，分為2部分，15個課時

第一節(jié)：Verilog基礎

第二節(jié)：Block RAM（一）

第三節(jié)：Block RAM（二）

第四節(jié)：AXI4-lite協議解讀，IP封裝與總線掛載

第五節(jié)：AXI4-lite總線（一）

第六節(jié)：AXI4-lite總線（二）

第七節(jié)：AXI4-HP總線（一）

第八節(jié)：AXI4-HP總線（二）

第九節(jié)：DMA的工作原理與基于AXI-HP總線的DMA模塊設計

第十節(jié)：加速器中的訪存模塊與內部總線原理（上）

第十一節(jié)：加速器中的訪存模塊與內部總線的原理與實踐（下）

第十二節(jié)：特征的內存映射方式、通用池化運算單元的功能需求與架構設計

第十三節(jié)：通用池化運算單元架構設計與工程實現

第十四節(jié)：定點數運算與權重在內存中的排布方式

第十五節(jié)：卷積運算的循環(huán)順序修改與乘加器陣列映射

第十六節(jié)：基于權重復用的乘加器優(yōu)化與卷積運算電路的架構設計

第十七節(jié)：基于緩存結構的卷積運算電路模塊實現（一）

第十八節(jié)：基于緩存結構的卷積運算電路模塊實現（二）

第十九節(jié)：FPGA上板演示，Roofline模型與能效評估

工具列表：

vivado，vivado SDK

可適用板卡：

本課程適用于PYNQ，ZYBO以及所有帶ARM硬核的FPGA開發(fā)板，若你有一定軟核使用經驗，也可使用純邏輯開發(fā)板。

Zybo/Pynq開發(fā)板介紹：

Zybo是一款功能強大豐富，開箱即用型的Xilinx Zynq-7000 APSoC 軟硬協同嵌入式開發(fā)板。Zynq系列芯片基于Xilinx全可編程片上系統(tǒng)架構（AP SoC），將雙核Cortex-A9 ARM處理器與Xilinx 7系列FPGA緊密集成在同一芯片上。Zybo Z7板上搭載有豐富的多媒體接口和連接外設，在其本身就是一臺功能強勁的單板計算機的基礎上，進一步添加了FPGA功能，令其擁有無可比擬的開發(fā)靈活性與強大性能。Zybo Z7所集成的視頻處理功能集，包括一個兼容MIPI CSI-2的Pcam（攝像頭模塊）接口，HDMI輸入，HDMI輸出和高帶寬DDR3L，使之成為時下“嵌入式視覺”這一Xilinx FPGA最為熱門的應用領域的一大高性價比解決方案。除此之外，Zybo Z7豐富的Pmod接口讓用戶能夠十分輕松地進一步實現硬件功能的外設擴展，可搭配70多種Digilent專利的Pmod積木式傳感模塊使用。

Pynq-Z2是一款功能強大豐富，開箱即用型的Xilinx Zynq-7000 軟硬協同嵌入式開發(fā)板。Zynq系列芯片基于Xilinx全可編程片上系統(tǒng)架構（AP SoC），將雙核Cortex-A9 ARM處理器與Xilinx 7系列FPGA緊密集成在同一芯片上。板上搭載有豐富的多媒體接口和連接外設，在其本身就是一臺功能強勁的單板計算機的基礎上，進一步添加了FPGA功能，令其擁有無可比擬的開發(fā)靈活性與強大性能。此外，還支持Xilinx推出的開源框架PYNQ，支持使用Python進行應用層的開發(fā)與調用底層FPGA硬件加速，旨在使基于Zynq架構上的嵌入式開發(fā)更加簡單易上手。使用Python編程語言以及豐富的第三方擴展包，開發(fā)者可以充分利用Zynq架構中的可編程邏輯器件和微處理器的優(yōu)勢，創(chuàng)造出更多好玩有意思的嵌入式系統(tǒng)項目。