嵌入式系统软硬件协同设计教程
基于xilinx ZYNQ-7000,采用A9+FPGA结构,提供课件,咨询QQ:2301891038(仅限教师)

作者:符意德

丛书名:21世纪高等学校嵌入式系统专业规划教材

定价:49元

印次:1-4

ISBN:9787302538738

出版日期:2020.05.01

印刷日期:2024.03.18

图书责编:付弘宇

图书分类:教材

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本书以Xilinx公司开发的Zynq7000系列芯片为基础,系统地介绍了基于全可编程芯片(Zynq7000)的嵌入式系统体系结构、接口技术、底层软件设计等。首先介绍了Zynq7000芯片的架构及CortexA9微处理器核的体系结构,然后结合Zynq7000芯片,介绍了嵌入式系统硬件平台设计技术、软件平台设计技术及接口技术。本书的设计示例多以Zynq7000芯片为背景,目的是使原理概念具体化,并从具体个例中归纳出具有普遍指导意义的嵌入式系统软硬件协同设计原理和方法。这些原理和方法适用于多种微处理器芯片,而且长期有效。 本书适合作为高等院校计算机、电子信息相关专业的教材,也可供从事嵌入式软硬件设计、开发的技术人员参考。

符意德,1987年7月毕业于西安交通大学计算机系,同年8月在南京理工大学计算机系参加工作。参加工作后曾参予和主持过多项“国家863项目”、国防预研项目、江苏省工业支撑项目、企业委托开发项目等,发表论文30余篇。并一直从事计算机硬件课程教学工作,主讲过“微机原理及接口技术”、“数字信号处理”、“单片机原理及应用”、“嵌入式系统原理”等课程。编写过“嵌入式系统设计原理及应用”、“嵌入式系统及接口技术”2本教材。

前言 嵌入式系统是计算平台的一种体现形式,已被广泛地应用到工业控制、信息家电、通信设备、医疗仪器、军事装备等众多领域,其开发技术随着计算机理论及技术的发展而不断更新。早期的嵌入式系统,其应用领域主要局限在工业控制和一些数字式仪器仪表中,但是到了21世纪初,随着普适计算(Ubiquitous Computing,又称泛在计算)理论的出现,并伴随着智能手机、物联网等各种应用产品的涌现,嵌入式系统改变了以通用个人计算机为主的计算模式,使计算无处不在。而随着FPGA技术的发展,以及与通用微处理器的融合,在嵌入式系统的微处理器芯片中出现了一种全可编程芯片架构,利用这种架构,设计者在设计嵌入式系统时,可以灵活地确定软硬件功能,方便进行硬件功能更新及升级,并且可以优化系统性能,提高芯片的处理能力,解决大数据量的运算问题,并可利用内部的高速互联总线,解决I/O接口与存储器之间的数据传输瓶颈问题。 对于这种全可编程芯片,传统的嵌入式系统设计方法已不能满足其设计要求。因此,系统地开设嵌入式系统软硬件协同设计原理及设计方法的相关课程,培养计算机科学与技术、通信工程、电子工程等相关专业的本科生及研究生,使其能熟练掌握基于全可编程芯片的嵌入式系统设计方法,是十分必要的。基于全可编程芯片的嵌入式系统,其硬件构件较复杂,用户应用软件的复杂度也成倍增长,同时还涉及FPGA逻辑的设计。因此,要完整地学习嵌入式系统的软硬件协同设计知识,需要进行多门课程的学习。嵌入式系统软硬件协同设计教程中所涉及的知识点,是从事复杂嵌入式系统平台构建所必须掌握的基本知识。嵌入式系统涉及的知识点非常多,因此,对于初学者来...

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第1章绪论

1.1嵌入式系统的发展概述

1.1.1嵌入式系统硬件平台的发展

1.1.2嵌入式系统软件平台的发展

1.2嵌入式系统的应用

1.2.1嵌入式系统应用复杂度

1.2.2嵌入式系统应用领域

1.3嵌入式系统软硬件协同设计架构

1.3.1软硬件协同设计方法

1.3.2软硬件协同设计架构——Zynq芯片架构

1.3.3协同设计架构的芯片类型

1.4开发工具软件介绍

1.4.1Vivado集成开发环境

1.4.2其他的集成开发环境

本章小结

习题1

第2章Zynq芯片的体系结构

2.1Zynq芯片的架构

2.1.1Arm微处理器内核架构类型

2.1.2Xilinx的FPGA

2.1.3Zynq芯片的引脚及信号

2.1.4PS的I/O端口

2.1.5Zynq芯片运行的外部条件

2.2CortexA9微处理器核

2.2.1Armv7架构概述

2.2.2CortexA9核的内部结构

2.2.3工作模式

2.2.4寄存器组织

2.3存储组织

2.3.1Zynq芯片的地址特征

2.3.2I/O端口的访问方式

2.3.3地址分配及片内存储器

2.3.4指令及数据缓存区

2.3.5存储组织的控制部件

2.4异常中断处理机制

2.4.1异常的种类

2.4.2异常的进入和退出

2.4.3Zynq芯片的中断控制

2.5Armv7指令集

2.5.1指令...

本书以xilinx公司的本书以xilinx公司的ZYNQ-7000系列为基础,采用A9+FPGA的结构,符合当前的嵌入式系统设计的发展趋势。本书可以作为大专院校“嵌入式系统原理”课程的教材,也可以供普通开发者学习参考。