嵌入式系统软硬件协同设计实战指南 : 基于Xilinx Zynq

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嵌入式系统软硬件协同设计实战指南
: 基于Xilinx Zynq

作者:陆佳华/江舟/马岷

出版社:机械工业出版社

副标题:基于XilinxZynq

出版年:2013-1-26

页数:354

定价:69.00元

装帧:平装

ISBN:9787111411079

内容简介
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本书由浅入深,由基础知识到实战案例向读者系统阐述了如何利用Zynq平台进行嵌入式系统以及软硬件协同设计的开发。本书分为基础篇与进阶篇两部分,基础篇中介绍了Zynq器件、ZedBoard,并配有简单入门实验,同时针对软件开发人员增设了FPGA硬件加速等内容。在进阶篇中介绍了利用Zynq进行软硬件协同设计,同时对处理器与可编程逻辑接口等技术进行了详细剖析。本书提供了20个详细的设计案例,涵盖了硬件板卡、FPGA逻辑、Linux驱动、Linux操作系统、上层应用、软硬件协同设计等Zynq开发中可能遇到的各个方面的知识,并在最后将前述独立案例整合为4个系统案例。本书重点突出实战,以案例为指导,配合介绍相关参考文档,协助读者尽快掌握在Zynq上进行各项设计的方法。

本书可作为Zynq初学者、软硬件协同设计开发人员的参考用书,亦可作为大专院校嵌入式系统设计、片上系统设计、可编程逻辑器件等相关专业的教师和学生的参考用书。

作者简介
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陆佳华,开源硬件社区Openhw.org资深版主,Xilinx高级应用工程师,现任职于Xilinx全球大学计划部,主要负责Xilinx全球大学相关的参考设计开发,技术推广、支持。陆佳华2006年毕业于西安交通大学并获得硕士学位。2006年加入Xilinx公司后任产品应用工程师,主要负责FPGA上的嵌入式系统设计,以太网设计,内存控制器设计等方向技术支持。陆佳华著有《零存整取-NetFPGA开发指南》一书。

江舟,开源硬件社区Openhw.org的资深版主,浙江大学硕士研究生,现为Xilinx全球大学计划部实习生,主要参与Zynq上的软件开发。江舟是美信DIY大赛的主要技术支持者之一,并担任Xilinx开源硬件大赛的技术支持。

马岷,开源硬件社区Openhw.org的资深版主,浙江大学硕士研究生,现为Xilinx全球大学计划部实习生,主要参与Zynq上的硬件开发。马岷是美信DIY大赛的主要技术支持者之一,并担任Xilinx开源硬件大赛的技术支持。

目录
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Foreword

前言

第一部分 基础篇

第1章 初试ZedBoard/2

1.1 GPIO LED动手玩/2

1.1.1 拷贝SD卡/2

1.1.2 跳线与外设连接/2

1.1.3 演示操作/2

1.2 Linaro Ubuntu动手玩/3

1.2.1 SD卡分区/3

1.2.2 文件拷贝(FAT/EXT)/6

1.2.3 外设连接/6

1.2.4 可演示的效果/7

第2章 Zynq平台介绍/9

2.1 7系列FPGA简介/9

2.2 Zynq-7000 AP SoC体系简介/12

第3章 ZedBoard开发环境/15

3.1 ZedBoard的板载外设/15

3.1.1 LED/15

3.1.2 按键/16

3.1.3 开关/16

3.1.4 OLED/17

3.1.5 USB接口/18

3.1.6 音频接口/20

3.1.7 VGA接口/21

3.1.8 HDMI接口/22

3.1.9 10/100/1000兆网口/23

3.2 ZedBoard的扩展外设/25

3.2.1 外扩PMod插座/25

3.2.2 外扩FMC插槽/27

3.2.3 外扩AMS插座/28

第4章 开发工具链/29

4.1 可编程逻辑开发工具链/29

4.1.1 PlanAhead/29

4.1.2 Xilinx Platform Studio/31

4.2 软件开发工具链/34

4.2.1 Xilinx Software Development Kit/34

4.2.2 交叉编译工具链/35

4.3 软硬件调试工具/36

4.3.1 ChipScope Pro/36

4.3.2 GDB与GDBserver/38

第5章 Zynq体系结构/40

5.1 应用处理器单元(APU)/40

5.1.1 ARM Cortex A9处理器/40

5.1.2 侦听控制单元(SCU)/43

5.1.3 L2高速缓存/44

5.1.4 APU接口/44

5.2 通用外设/46

5.2.1 通用IO(GPIO)/46

5.2.2 SPI接口/49

5.2.3 UART接口/51

5.2.4 计时器/54

5.2.5 USB控制器/57

5.2.6 DDR控制器/58

5.3 数字逻辑设计/59

5.3.1 可编程逻辑“外设”(PL)/59

5.3.2 XADC/61

5.3.3 PCIe/62

5.4 MIO/EMIO/63

第6章 系统级信号/66

6.1 电源管理/66

6.2 Clock信号/67

6.2.1 CPU时钟域/68

6.2.2 DDR时钟域/69

6.2.3 基本的时钟分支结构/69

6.2.4 I/O外设(IOP)时钟/70

6.2.5 PL时钟/72

6.2.6 其他时钟/72

6.3 复位系统/73

6.4 JTAG/75

6.5 中断处理/76

第7章 Zynq启动与配置/78

7.1 Zynq启动过程简介/78

7.2 外部启动条件/79

7.2.1 电源要求/79

7.2.2 时钟要求/79

7.2.3 复位要求/79

7.2.4 启动引脚设置/80

7.3 BootROM/80

7.3.1 BootROM的作用/80

7.3.2 BootROM的特点/81

7.3.3 BootROM后的状态/82

7.4 FSBL/82

7.5 SSBL/84

7.6 Linux启动过程/84

7.7 Secure Boot/86

第8章 面向软件工程师的逻辑设计/87

8.1 FPGA硬件加速原理/87

8.1.1 以空间换时间/87

8.1.2 以存储器换门电路/89

8.1.3 以IP集成换生产力/90

8.2 部分动态可重配置于Zynq/93

第9章 ZedBoard入门/95

9.1 UART和GPIO控制/95

9.1.1 UART和GPIO接口/95

9.1.2 硬件设计过程/96

9.1.3 软件设计过程/106

9.2 硬件/软件调试方法/112

9.2.1 ChipScope IP Core/112

9.2.2 SDK Gdb使用/115

9.3 搭建你的单板计算机(Single Board Computer)/117

9.3.1 搭建系统环境/118

9.3.2 准备工作/118

第二部分 进阶篇

第10章 基于虚拟平台的Zynq开发/126

10.1 QEMU介绍/126

10.2 编译QEMU源码/126

10.2.1 下载QEMU源码/126

10.2.2 配置QEMU/127

10.2.3 QEMU所依赖的库文件/127

10.2.4 编译QEMU/127

10.3 启动QEMU/127

10.4 QEMU中的嵌入式Linux/128

10.5 商业版虚拟平台/131

第11章 PL和PS的接口技术详解/132

11.1 PL和PS的接口/132

11.1.1 AXI接口简介/133

11.1.2 AXI Interconnect/134

11.2 Zynq的内部连接/137

11.2.1 AXI_HP/139

11.2.2 AXI_GP/140

11.2.3 AXI_ACP/140

11.3 PL和存储器系统性能概述/142

11.3.1 接口理论带宽/142

11.3.2 DDR控制器的吞吐率及其效率/143

11.3.3 内部互连吞吐量瓶颈/143

11.3.4 如何选择PL的接口/144

第12章 基于Zynq的软硬件协同设计/149

12.1 多核处理器架构简介/149

12.1.1 什么是多核处理器/149

12.1.2 多核处理器发展的动机和优势/150

12.1.3 同构、异构多核架构的优点和挑战/152

12.2 软硬件协同设计方法论/152

12.2.1 什么是软硬件协同设计/152

12.2.2 软硬件协同设计发展的动机和优势/152

12.2.3 软硬件协同设计的基本流程/153

12.2.4 基于Xilinx工具的软硬件协同设计简介/154

12.3 高层次综合/154

12.3.1 高层次综合综述/154

12.3.2 高层次综合发展的动机与优势/155

12.3.3 Xilinx AutoESL工具简介/156

12.4 基于Xilinx Zynq的软硬件协同设计实例/157

12.4.1 功能简介/157

12.4.2 设计流程简介/157

12.4.3 实验结果与验证/165

第13章 Zynq开发实战/166

13.1 用户IP设计/166

13.1.1 用户IPcore介绍/166

13.1.2 用户IPcore设计/167

13.2 嵌入式Linux设备驱动开发/180

13.2.1 设备驱动开发介绍/180

13.2.2 驱动程序的加载与卸载/181

13.2.3 sys文件系统简介/181

13.2.4 PWM模块驱动程序/182

13.2.5 PWM驱动程序编译与测试/184

13.3 构建嵌入式Linux系统/186

13.3.1 搭建系统环境/186

13.3.2 编译u-boot/186

13.3.3 编译内核与设备树/187

13.3.4 制作根文件系统/188

13.3.5 启动嵌入式Linux/192

13.4 HDMI设计/193

13.4.1 HDMI传输原理/193

13.4.2 ADV7511芯片的相关控制信号/195

13.4.3 设计过程/198

13.5 OpenCV移植/203

13.5.1 开发环境准备/203

13.5.2 配置cmake/203

13.5.3 OpenCV编译与安装/205

13.5.4 OpenCV移植与ZedBoard测试/206

13.6 基于OpenCV的树叶识别系统/207

13.6.1 项目总览/208

13.6.2 图像采集/208

13.6.3 预处理/209

13.6.4 特征提取/211

13.6.5 分类决策/216

13.6.6 总结/219

13.7 基于OpenCV的人脸识别系统/220

13.7.1 系统综述/220

13.7.2 基于Haar特征和Adaboost算法的人脸检测/220

13.7.3 系统设计与实现/222

13.7.4 总结/226

13.8 嵌入式Web服务器的移植与搭建/226

13.8.1 嵌入式Web服务器介绍/226

13.8.2 Boa服务器移植与配置/228

13.8.3 Boa服务器部署与测试/230

13.9 嵌入式网络摄像机的移植与搭建/233

13.9.1 嵌入式网络摄像机/233

13.9.2 mjpg-streamer的移植与架设/234

13.10 FreeRTOS实时操作系统的应用/238

13.10.1 FreeRTOS介绍/238

13.10.2 FreeRTOS与ucOS-Ⅱ的比较/239

13.10.3 FreeRTOS在Zynq上的应用实例与分析/239

13.10.4 基于FreeRTOS的Lwip/250

13.11 XADC的使用/250

13.11.1 建立硬件工程/252

13.11.2 软件工程设计/253

13.11.3 程序分析/255

13.12 基于Zynq的部分可重配置/256

13.12.1 可重配置系统介绍/256

13.12.2 可重配置的开发流程/257

13.12.3 小结/265

13.13 在Zynq上搭建Android简介/265

第14章 系统级设计案例/266

14.1 电机控制系统/266

14.1.1 双闭环控制器理论/266

14.1.2 双闭环系统/267

14.1.3 双闭环控制IP核说明/272

14.1.4 硬件实现过程/275

14.1.5 软件实现过程/285

14.1.6 硬件平台测试/286

14.2 智能家庭健康平台/287

14.2.1 智能家庭健康平台简介/287

14.2.2 EKG AFE模块硬件设计/287

14.2.3 Night EKG Controller IP设计/292

14.2.4 建立可运行Linux的完整系统/295

14.2.5 Night EKG Controller的Linux驱动设计/297

14.2.6 基于Qt的图形用户界面设计/299

14.2.7 在ZedBoard上运行Qt程序/308

14.2.8 实现软件开机自动运行/310

14.3 高性能视频处理系统设计/311

14.3.1 系统架构/312

14.3.2 硬件架构设计/313

14.3.3 软件架构设计/316

14.3.4 利用Vivado HLS实现Sobel滤波硬件/318

14.3.5 使系统在ZedBoard上运行/320

14.4 智能小车系统开发/320

14.4.1 智能小车系统结构/320

14.4.2 运动控制设计/323

14.4.3 Linux系统应用程序设计/326

14.4.4 智能小车平台的后续拓展/333

第15章 如何获取资料和帮助/334

15.1 如何获取Xilinx的技术文档/334

15.1.1 DocNav介绍/334

15.1.2 DocNav使用案例/334

15.2 如何找到Zynq开发资料/336

15.2.1 如何获取本书的最新例程/336

15.2.2 如何获取Zynq开发资料/337

15.2.3 如何获取ZedBoard文档与例程/337

15.3 Xilinx网站资源导读/338

15.3.1 序/338

15.3.2 Xilinx软件介绍/338

15.3.3 软件版本和软件更新/340

15.3.4 软件教程/341

15.3.5 硬件资料/343

15.3.6 参考资源/343

15.3.7 问题解决/344

附录A Xilinx开发套件版本14.1到14.3的主要升级变化/346

参考资料/353

评论 ······

看了前面部分,第十四章的系统工程就没看了。
了解下SOC还不错

咋评价人数不足…project都是从xilinx开发文档里找的,不过多了很多解释,对于提高姿势水平还是很吼的。

入入门把~

结合实例来讲解 讲到各种计算机视觉算法后 成功地把我带到坑里了 之后连板子都咸鱼卖了 233333

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