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数字IC设计:低功耗/高性能架构设计培训课程

数字IC设计:低功耗/高性能架构设计培训课程

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  • 培训对象: 数字IC架构师、高性能计算芯片设计师、低功耗SoC设计师、CPU/GPU/DSP开发者。

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  • 培训目标:

    • 掌握数字IC高性能架构设计方法(流水线、并行、乱序执行)。

    • 理解低功耗设计技术(DVFS、时钟门控、电源门控)。

    • 能够进行性能-功耗-面积(PPA)的权衡优化。

    • 具备复杂数字系统的架构设计能力。

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  • 培训内容介绍:

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    一、数字IC性能指标: 理解吞吐量、延迟、时钟频率、功耗、能效比等性能指标的定义和测量。

    二、流水线技术: 设计深度流水线结构(取指、译码、执行、访存、写回),处理流水线冒险(数据相关、控制相关)。

    三、超标量架构: 设计多发射流水线,实现指令级并行(ILP),优化指令调度和重命名。

    四、乱序执行: 设计保留站、重排序缓冲(ROB),实现乱序执行提高IPC(每周期指令数)。

    五、多核与多线程: 设计同构/异构多核架构,实现线程级并行(TLP),优化缓存一致性协议。

    六、向量处理器架构: 设计SIMD向量单元,优化数据级并行(DLP),提高计算密集型任务的性能。

    七、存储层次优化: 设计多级Cache(L1/L2/L3),优化预取算法和替换策略,减少访存延迟。

    八、时钟门控技术: 在RTL级别插入时钟门控,降低动态功耗,优化门控使能逻辑。

    九、电源门控技术: 设计电源开关和保持寄存器,实现模块级电源关断,降低漏电功耗。

    十、动态电压频率调节(DVFS): 设计电压频率调节策略,根据工作负载动态调整性能和功耗。

    十一、功耗分析工具: 使用PrimeTime PX、PowerArtist进行功耗分析,识别功耗热点,优化设计。

    十二、实战项目:处理器核架构设计: 完成从架构设计、RTL实现到PPA优化的完整流程。





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