AI芯片開(kāi)發(fā)核心技術(shù)詳解

本書(shū)源碼
 
第1章RISCV技術(shù)分析
1.1初識(shí)RISCV
1.1.1什么是RISCV
1.1.2指令集架構(gòu)ISA
1.1.3開(kāi)源指令集RISCV
1.1.4RISCV概述
1.1.5RISCV處理器及Roadmap
1.1.6RISCV相關(guān)背景
1.2MCU構(gòu)成及其運(yùn)行原理
1.2.1MCU概念
1.2.2MCU構(gòu)成
1.2.3模擬MCU運(yùn)行
1.2.4MCU模擬運(yùn)行
1.3RISCV編譯過(guò)程分析
1.3.1預(yù)處理
1.3.2編譯
1.3.3匯編
1.3.4連接
1.3.5ELF、HEX、BIN文件說(shuō)明
1.4RISCV啟動(dòng)文件分析
1.5RISCV的LD連接腳本說(shuō)明
1.5.1LD連接腳本
1.5.2LD連接腳本的主要內(nèi)容
1.5.3常用關(guān)鍵字及命令
1.5.4示例： 完整LD連接腳本
1.5.5示例： 從C文件中讀取LD中的全局變量
1.6RISCV MCU棧機(jī)制
1.6.1棧
1.6.2棧的作用
1.6.3棧大小定義
1.6.4壓棧出棧過(guò)程
1.6.5malloc使用注意事項(xiàng)
1.7RISCV全局指針寄存器說(shuō)明
1.8最易變的關(guān)鍵字volatile
1.8.1volatile關(guān)鍵字
1.8.2Demo
1.9RISCV將常量定義到Flash地址
1.9.1編輯LD連接文件，添加SECTIONS段
1.9.2函數(shù)中使用__attribute__((section(".xxx")))定義常量
第2章GPU渲染架構(gòu)與優(yōu)化技術(shù)
2.1渲染架構(gòu)及GPU優(yōu)化技巧
2.1.1GPU圖渲染概述
2.1.2即時(shí)模式架構(gòu)
2.1.3基于平鋪的渲染
2.1.4兩種渲染架構(gòu)對(duì)比
2.2IMR與TBR的對(duì)比
2.2.1IMR渲染的優(yōu)勢(shì)
2.2.2IMR渲染的劣勢(shì)
2.2.3TBR解決帶寬功耗問(wèn)題
2.2.4TBR渲染的劣勢(shì)
2.2.5前向像素消除
2.3傳統(tǒng)延遲渲染和TBDR
2.3.1延遲渲染
2.3.2延遲渲染原理介紹
2.3.3傳統(tǒng)延遲渲染
2.3.4單著色器延遲渲染
2.3.5TBDR架構(gòu)原理
2.4光柵順序組
2.4.1光柵順序組的作用
2.4.2多倍光柵順序組
2.4.3圖像塊
2.5延遲渲染源碼分析
2.6示例： 圖渲染
2.6.1圖分割示例
2.6.2幾何深度學(xué)習(xí)示例
2.7小結(jié)
第3章NPU開(kāi)發(fā)技術(shù)分析
3.1NPU加速器建模設(shè)計(jì)
3.1.1NPU加速器建模概述
3.1.2加速器架構(gòu)的設(shè)計(jì)空間探索
3.2異構(gòu)系統(tǒng)： 向量體系結(jié)構(gòu)
3.2.1異構(gòu)稀疏向量加速器的總體架構(gòu)
3.2.2稀疏矩陣
3.2.3示例： 異構(gòu)感知調(diào)度算法
3.2.4外部?jī)?nèi)存訪問(wèn)調(diào)度
3.2.5仿真框架
3.2.6位片跳轉(zhuǎn)架構(gòu)與數(shù)據(jù)管理方面的硬件挑戰(zhàn)
3.2.7有符號(hào)位片表示及其編碼單元
3.2.8用于輸入和輸出跳轉(zhuǎn)的零數(shù)據(jù)跳轉(zhuǎn)單元
3.2.9片上異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)
3.2.10指令集體系結(jié)構(gòu)
3.2.11廣義深度學(xué)習(xí)的架構(gòu)式編排、變換和布局
3.3示例： NPU開(kāi)發(fā)
3.3.1NPU硬件概述
3.3.2gxDNN概述
3.3.3編譯器使用
3.3.4編譯模型
3.3.5調(diào)用API流程與MCU API代碼
3.3.6NPU使用示例
3.4TPU2機(jī)器學(xué)習(xí)集群
3.4.1TPU2概述
3.4.2TPU2設(shè)計(jì)方案
第4章CUDA原理與開(kāi)發(fā)示例
4.1CUDA平臺(tái)的GPU硬件架構(gòu)
4.1.1CPU內(nèi)核組成
4.1.2GPU內(nèi)核組成
4.1.3GPU組成示例
4.2CUDA原理概述
4.2.1異構(gòu)計(jì)算
4.2.2CUDA程序編寫
4.2.3CUDA程序編譯
4.2.4NVPROF
4.3CUDA線程結(jié)構(gòu)
4.3.1CUDA線程索引
4.3.2線程分配
4.4CUDA存儲(chǔ)單元及矩陣乘法
4.4.1GPU的存儲(chǔ)單元
4.4.2GPU存儲(chǔ)單元的分配與釋放
4.4.3矩陣相乘樣例
4.5CUDA錯(cuò)誤檢測(cè)與事件
4.5.1CUDA運(yùn)行時(shí)的錯(cuò)誤檢測(cè)函數(shù)
4.5.2CUDA中的事件
4.6多種CUDA存儲(chǔ)單元
4.7CUDA流技術(shù)
4.7.1CUDA流概念
4.7.2CUDA流詳解
4.8CUDA矩陣乘法算法分析
4.8.1CUDA矩陣乘法概述
4.8.2示例： CUDA中矩陣乘法的優(yōu)化
4.9通用GPU架構(gòu)及基礎(chǔ)知識(shí)
4.9.1常用芯片架構(gòu)概述
4.9.2GPU體系結(jié)構(gòu)
4.9.3英偉達(dá)CUDA通用并行計(jì)算
4.9.4AMD GPU
4.9.5GPU與顯存(VRAM)的關(guān)系
4.9.6GPGPU特定架構(gòu)的匯編
第5章PCIE、存儲(chǔ)控制與總線的技術(shù)分析
5.1PCIE開(kāi)發(fā)技術(shù)分析
5.1.1PCIE開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)介
5.1.2TLP包的組裝
5.1.3PCIE開(kāi)發(fā)TLP類型
5.1.4PCIE開(kāi)發(fā)的TLP路由
5.1.5PCIE開(kāi)發(fā)系統(tǒng)配置和設(shè)備枚舉
5.2PCIE開(kāi)發(fā)設(shè)備熱插拔
5.2.1PCIE設(shè)備的熱插拔功能
5.2.2熱插拔軟件部分與硬件部分
5.2.3熱插拔的兩種狀態(tài)
5.2.4熱插拔關(guān)閉和打開(kāi)插槽的具體流程
5.2.5熱插拔移除和插入設(shè)備的具體流程
5.3PCIE寄存器與關(guān)系圖
5.3.1PCIE寄存器
5.3.2PCIE架構(gòu)關(guān)系圖
5.4示例： 芯片存儲(chǔ)器與控制器測(cè)試
5.4.1存儲(chǔ)器的分類
5.4.2DDR總線的設(shè)計(jì)、調(diào)試和驗(yàn)證 
5.4.3DDR4信號(hào)特性
5.4.4MPHY物理層的主要特點(diǎn)
5.5系統(tǒng)總線技術(shù)與示例 
5.5.1總線的基本概念
5.5.2英特爾體系結(jié)構(gòu)中特指的系統(tǒng)總線
5.5.3系統(tǒng)總線的組成
5.5.4總線設(shè)計(jì)要素 
5.5.5總線仲裁分類
5.5.6菊花鏈總線仲裁
5.5.7計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢仲裁
5.5.8三種仲裁方式
5.5.9三種總線通信方式
5.5.10特定總線通信方式
5.6拆分總線事務(wù)
5.6.1拆分總線事務(wù)簡(jiǎn)介
5.6.2拆分總線事務(wù)分類
5.7示例： 總線開(kāi)發(fā)
5.8關(guān)于I/O總線標(biāo)準(zhǔn)
5.8.1I/O總線概述
5.8.2PCI總線標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)線與PCI命令
5.8.3I/O總線、I/O控制器與I/O設(shè)備的關(guān)系
5.9PC組成： I/O操作、I/O總線和I/O接口
5.9.1I/O操作
5.9.2I/O總線的各個(gè)模塊
5.9.3I/O接口
5.9.4I/O總線、I/O控制器、I/O接口與I/O設(shè)備的關(guān)系
5.9.5系統(tǒng)總線小結(jié)
第6章UBoot開(kāi)發(fā)分析
6.1UBoot開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)介紹
6.1.1UBoot運(yùn)行環(huán)境
6.1.2Image鏡像
6.1.3Image使用
6.1.4設(shè)備樹(shù)
6.2移植過(guò)程
6.2.1存儲(chǔ)映射
6.2.2未為時(shí)鐘索引4實(shí)現(xiàn)set_rate
6.3UBoot調(diào)試修改
6.3.1開(kāi)啟調(diào)試選項(xiàng)
6.3.2配置Kconfig
6.3.3Kbuild&&Kconfig
6.4構(gòu)建過(guò)程
6.5一些重要的構(gòu)建模塊
6.5.1Kconfig內(nèi)核配置
6.5.2Kbuild編譯過(guò)程
6.6啟動(dòng)階段
6.6.1啟動(dòng)入口
6.6.2架構(gòu)特定初始化
6.7重定位
6.7.1為什么要重定位
6.7.2重定位到哪里
6.7.3實(shí)現(xiàn)技術(shù)
6.7.4通用初始化
6.7.5對(duì)比其他架構(gòu)
第7章Linux開(kāi)發(fā)分析
7.1嵌入式Linux環(huán)境
7.1.1完整的嵌入式Linux環(huán)境模塊
7.1.2Linux構(gòu)建過(guò)程
7.1.3CPU體系架構(gòu)
7.1.4(交叉)編譯工具鏈
7.1.5(交叉)編譯工具鏈組成部分
7.1.6構(gòu)建工具
7.2Linux內(nèi)核Yocto、OpenEmbedded、BitBake詳解
7.2.1構(gòu)建過(guò)程
7.2.2Yocto項(xiàng)目
7.2.3Poky項(xiàng)目
7.2.4Yocto項(xiàng)目源碼
7.2.5Poky文檔
7.2.6使用方法
7.2.7關(guān)于source命令
7.2.8其他工具
7.2.9OpenEmbedded
7.2.10BitBake
第8章卷積與矩陣相乘編譯部署分析
8.1深度學(xué)習(xí)中的各種卷積
8.1.1卷積與互相關(guān)
8.1.2深度學(xué)習(xí)中的卷積
8.1.33D卷積
8.1.41×1卷積
8.1.52D卷積算法
8.1.6轉(zhuǎn)置卷積
8.1.7擴(kuò)展卷積
8.1.8可分離卷積
8.2LLVM中矩陣的實(shí)現(xiàn)分析
8.2.1背景說(shuō)明
8.2.2功能實(shí)現(xiàn)
8.2.3舉例說(shuō)明
第9章光刻機(jī)技術(shù)分析
9.1光刻機(jī)基本原理
9.2光刻機(jī)核心設(shè)備 
9.2.1光刻機(jī)整機(jī)
9.2.2光刻機(jī)發(fā)展歷程
9.2.3光刻機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)
9.2.4光刻機(jī)三大巨頭市場(chǎng)格局
9.2.5上海微電子產(chǎn)品管線
9.3掩模版光刻過(guò)程的核心耗材 
9.3.1掩模版微電子制造的圖形轉(zhuǎn)移母版 
9.3.2光刻技術(shù)是掩模版制造的重要環(huán)節(jié) 
9.3.3光刻機(jī)材料與掩模版結(jié)構(gòu)
9.3.4光刻機(jī)掩模版廠商市場(chǎng)格局
9.3.5EUV光刻機(jī)
9.4光刻是芯片制造最核心環(huán)節(jié)
9.4.1光刻設(shè)備工藝流程 
9.4.2光刻技術(shù)： 從接觸式到接近式
9.4.3光刻技術(shù)： 從接近式到投影式
9.4.4光刻技術(shù)： 干法光刻和浸潤(rùn)式光刻
9.4.5光刻機(jī)的技術(shù)決定集成電路的發(fā)展
9.4.6多重曝光亦可實(shí)現(xiàn)更小線寬，但工藝難度大
9.5光刻機(jī)是人類科技之巔
9.5.1光刻機(jī)結(jié)構(gòu)
9.5.2光刻機(jī)分辨率由光源波長(zhǎng)、數(shù)值孔徑、光刻工藝因子決定
9.6光源系統(tǒng)： 能量的來(lái)源，光刻工藝的首要決定項(xiàng)
9.6.1光源波長(zhǎng)與可見(jiàn)光譜
9.6.2EUV光源
9.6.3EUV光源參數(shù)
9.7曝光系統(tǒng)： 照明系統(tǒng) 投影物鏡
9.7.1照明系統(tǒng)： 光源高質(zhì)量加工的關(guān)鍵
9.7.2衍射光與環(huán)形光成像
9.7.3衍射與微反射鏡的光瞳整型技術(shù)
9.8投影物鏡系統(tǒng)： 精準(zhǔn)成像，對(duì)線寬起重要作用
9.8.1像差與光刻機(jī)成像過(guò)程
9.8.2從雙腰到單腰、引入非球面鏡片與反射式鏡片
9.8.3工藝精密要求
9.9雙工作臺(tái)系統(tǒng)： 精確對(duì)準(zhǔn) 光刻機(jī)產(chǎn)能的關(guān)鍵
9.10芯片制造核心設(shè)備應(yīng)用概述： 光刻機(jī)
9.10.1EUV光刻機(jī)工作原理分析 
9.10.2EUV光刻機(jī)制造工藝難點(diǎn)與優(yōu)勢(shì) 
9.10.3前道制程光刻機(jī)主流產(chǎn)品分析對(duì)比 
9.11部分光刻機(jī)配套設(shè)備 
9.11.1光刻膠
9.11.2EUV反射： 原子級(jí)平整度
9.12自研光刻機(jī)與光刻機(jī)技術(shù)分析
9.12.1自研光刻機(jī)背景分析
9.12.2自研光刻機(jī)技術(shù)分析
第10章芯片制造技術(shù)分析
10.1芯片制造系列全流程： 設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)
10.1.1芯片制造全流程概述
10.1.2芯片設(shè)計(jì)
10.1.3芯片制造
10.1.4封裝測(cè)試
10.2半導(dǎo)體全景
10.2.1芯片簡(jiǎn)介
10.2.2半導(dǎo)體簡(jiǎn)介
10.2.3芯片產(chǎn)業(yè)鏈
10.3芯片封測(cè)技術(shù)
10.3.12.5D/3D集成技術(shù)
10.3.2晶圓級(jí)封裝技術(shù)
10.3.3系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)
10.3.4倒裝封裝技術(shù)
10.3.5焊線封裝技術(shù)
10.3.6MEMS與傳感器
10.4FinFET存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)、測(cè)試和修復(fù)方法
10.4.1FinFET存儲(chǔ)器介紹
10.4.2STAR存儲(chǔ)器系統(tǒng)
10.4.3生成測(cè)試序列
10.4.4使用STAR存儲(chǔ)器系統(tǒng)檢測(cè)并修復(fù)故障 
10.4.5維修故障 
10.4.63D SoC/IC
10.4.7STAR層次化系統(tǒng) 
10.4.8小結(jié) 
10.5基于FinFET的設(shè)計(jì)： 機(jī)遇與挑戰(zhàn)
10.5.1FinFET器件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
10.5.2FinFET： 器件 
10.5.3制造FinFET結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵階段
10.5.4FinFET設(shè)計(jì)挑戰(zhàn) 
10.5.5TCAD和EDA工具的就緒程度 
10.5.6小結(jié) 
10.6光刻的基本原理
10.6.1光刻過(guò)程概述
10.6.2核心的光源系統(tǒng)
10.6.3光刻機(jī)與制程流程
10.6.4什么是芯片
參考文獻(xiàn)