Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南

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出版者:
作者:何宾
出品人:
页数:565
译者:
出版时间:2013-5
价格:79.00元
装帧:
isbn号码:9787302322221
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

《EDA工程技术丛书:Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南》系统论述了Xilinx ALL Programmable Zynq-7000 SoC的体系结构与设计方法,全书共23章,分为3篇。Zynq-7000基础理论篇介绍了可编程SoC设计和AMBA协议规范;Zynq-7000体系结构篇介绍了Zynq-7000应用处理单元、可编程逻辑资源、系统互连结构、系统公共资源特性及功能、Zynq调试和测试系统、Zynq平台的启动和配置、Zynq平台主要外设模块、Zynq平台描述规范和高级综合工具HLS;Zynq-7000设计实践篇介绍了Zynq基本处理器系统地建立和运行、添加AXI IP到设计、基于定制IP实现简单嵌入式系统设计、基于定制IP实现复杂嵌入式系统设计、软件盒硬件协同调试系统、Zynq平台配置和启动的实现、基于Zynq HP从端口的数据传输实现、基于Zynq ACP从端口的数据传输实现、XADC在Zynq平台上的应用、Ubuntu操作系统在Zynq平台上的实现、µC/OS-III操作系统在Zynq平台上的实现和HLS在Zynq嵌入式系统设计中的应用。

深入解析现代系统级芯片设计:基于RISC-V与高性能计算的融合 书籍名称: 现代SoC架构与高性能嵌入式系统设计实践 图书简介 本书聚焦于当前半导体设计领域最前沿的技术趋势:基于RISC-V指令集架构(ISA)的系统级芯片(SoC)设计,以及如何利用先进的硬件加速技术实现高性能、低功耗的嵌入式计算平台。内容旨在为资深电子工程师、系统架构师以及高级电子设计专业学生提供一套全面、深入且具有高度实践指导意义的知识体系。 本书摒弃了对特定商业化FPGA供应商特定IP核的深度依赖,转而将重点放在通用、开放且灵活的设计方法论上,特别是如何利用RISC-V作为核心处理单元,构建高度定制化和可扩展的硬件/软件协同设计系统。 第一部分:RISC-V生态系统与指令集深度剖析 本部分作为全书的技术基石,对RISC-V架构进行详尽的阐述,并将其置于现代异构计算的背景之下。 第一章:RISC-V的起源、设计哲学与路线图 详细分析RISC-V区别于传统指令集的哲学优势,包括其模块化、可扩展性和开放性。内容将涵盖RV32I、RV64I基础指令集,以及特权架构(User/Supervisor/Machine Mode)的详细结构。重点探讨如何根据应用需求选择合适的扩展集(M、A、F、D、C、V等),并分析这些选择对最终SoC功耗和面积的影响。 第二章:RISC-V处理器核的微架构选择与定制 对比分析当前主流的开源RISC-V核心(如PULP、Rocket Chip、BOOM等)的微架构差异。深入探讨流水线设计(五级、乱序执行)、分支预测机制的实现细节及其对性能的量化影响。本章将指导读者如何使用Chisel或SpinalHDL等硬件描述语言(HDL)框架,根据特定应用场景(如高吞吐量或超低功耗)对基础核进行指令集扩展(Custom Instructions)的设计与验证。 第三章:软件工具链与编译环境构建 详述如何搭建完整的RISC-V开发环境,包括GCC/LLVM工具链的交叉编译配置、GDB调试器的使用,以及理解链接脚本的定制。特别关注Newlib/GLibc的选择,以及如何为自定义扩展指令集成编译器后端支持。同时,探讨基于QEMU的系统级仿真环境的搭建,用于预先验证固件逻辑。 第二部分:高性能异构系统集成与互连技术 本部分深入到SoC层级的系统集成,核心关注如何高效地连接CPU、加速器和内存子系统。 第四章:片上互连网络(NoC)的设计与优化 系统性地介绍NoC的设计原理,包括拓扑结构的选择(Mesh、Torus、Tree)、路由算法(XY、Odd-Even)的性能评估。本书将详细解析AXI4/AXI5/ACE总线协议在NoC中的映射与仲裁机制。重点讲解如何通过NoC拓扑的合理规划,最小化数据传输延迟,并实现多主设备并发访问的QoS(服务质量)保障。 第五章:内存层次结构与一致性管理 探讨现代SoC中的多级缓存设计(L1 I/Cache/D-Cache,L2共享缓存)的实现原理。深入分析缓存一致性协议(如MESI、MOESI)在多核RISC-V系统中的应用,特别是当系统包含DMA控制器或FPGA逻辑时,如何通过Coherency Interconnects(如ACE-Lite)确保数据同步。内容将涉及内存控制器(DDR/HBM)的接口时序与带宽优化策略。 第六章:硬件加速器接口与协处理器集成 阐述如何将RISC-V核心与其他专业加速单元(如VLIW、SIMD阵列、或自定义AI/DSP引擎)高效耦合。详细介绍使用TileLink或AXI-Stream接口与加速器进行数据交换的最佳实践。本章着重于“软件可编程性”:如何设计一套驱动层和固件API,使得RISC-V核心能够以最小开销调度和监控这些异构加速任务。 第三部分:高性能嵌入式系统设计实践与验证 本部分关注设计实现过程中的关键工程问题,特别是功耗、性能的量化分析与验证流程。 第七章:功耗与性能的协同分析(PPA Trade-offs) 介绍在SoC设计初期如何利用性能模型(Performance Modeling)预测不同ISA配置和NoC布局对整体性能的影响。针对功耗管理,深入探讨动态电压与频率调节(DVFS)在RISC-V多核系统中的实现机制,以及如何利用时钟门控和电源门控技术降低静态和动态功耗。 第八章:系统级验证方法学与形式化验证 强调现代SoC验证的复杂性。系统介绍基于SystemC/TLM的抽象级建模,用于快速验证系统行为和软件栈的兼容性。重点阐述RISC-V指令集的随机测试生成(Fuzzing)方法,以及如何利用形式化方法验证关键组件(如中断控制器、内存一致性单元)的正确性,确保设计的健壮性。 第九章:面向特定领域的应用架构实例分析 通过分析两个具有代表性的应用场景——实时信号处理(RTSP)和边缘AI推理——来综合运用前述知识。分析如何在这些场景下,通过RISC-V核的定制指令和优化的NoC结构,实现超越传统嵌入式平台的性能指标,同时满足严格的功耗预算。 本书的独特价值在于,它提供了一套去中心化、可定制的SoC设计蓝图,使读者能够摆脱单一商业工具链的限制,构建真正面向未来需求的高性能、可信赖的嵌入式计算平台。内容深度聚焦于底层机制和工程实践,旨在培养读者从指令集架构层面到系统互连层面的全面设计能力。

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《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南》这本书,是我在Zynq-7000 SoC领域探索过程中遇到的一块宝藏。它以一种非常系统和深入的方式,剖析了这款芯片的方方面面,让我对“All Programmable”的真正含义有了更深刻的理解。书中对Zynq-7000 SoC核心架构的讲解,非常清晰,它不仅介绍了ARM处理系统(PS)的强大计算能力,还详细阐述了可编程逻辑(PL)部分的灵活性和可定制性。我特别喜欢书中关于PS-PL协同设计的部分,它深入讲解了AXI总线协议、中断机制、DMA控制器等关键技术,这些是实现软硬件高效通信和数据传输的基础。通过对这些内容的学习,我能够更好地设计和开发出高性能的嵌入式系统。书中对Vivado设计套件的使用进行了非常详细的介绍,从项目创建、HDL编码、IP集成,到综合、实现、时序分析,再到最终的比特流生成,每一个环节都给出了清晰的步骤和丰富的示例,这对于初学者来说,无疑是一份非常宝贵的入门指南。

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这本书,真可以说是Zynq-7000 SoC开发者的“圣经”。《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南》以其详尽的内容和严谨的逻辑,为我打开了通往Zynq-7000 SoC世界的大门。我尤其赞赏书中对“All Programmable”理念的深入解读,它不仅仅是简单地将CPU和FPGA放在同一颗芯片上,而是强调了两者之间的无缝融合与协同工作,从而实现了前所未有的灵活性和性能。书中对Zynq-7000 SoC架构的解析,深入到每一个关键模块,包括ARM Cortex-A9处理器、外设接口、以及可编程逻辑阵列。对于初学者来说,书中循序渐进的讲解方式,能够帮助他们逐步建立起对SoC设计的全面认知。我非常受益于书中关于PS-PL接口设计的章节,它详细介绍了AXI总线协议、中断控制器、DMA等关键技术,这些是实现软硬件高效通信的基础。通过对这些内容的学习,我能够更好地设计和开发出高性能的嵌入式系统。此外,书中对Vivado设计套件的使用进行了非常详细的介绍,从项目创建、HDL编码、IP集成,到综合、实现、时序分析,再到最终的比特流生成,每一个环节都给出了清晰的步骤和丰富的示例,这对于初学者来说,无疑是一份非常宝贵的入门指南。

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我最近花了不少时间钻研《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南》,这本书给我留下了极其深刻的印象。它不仅系统地介绍了Zynq-7000 SoC这款强大的芯片,更重要的是,它深入浅出地讲解了如何充分发挥其“All Programmable”的特性,实现硬件和软件的深度融合。书中的内容非常丰富,从Zynq-7000 SoC的整体架构,到ARM处理系统(PS)的详细解析,再到可编程逻辑(PL)部分的深入探讨,几乎涵盖了所有与Zynq-7000 SoC开发相关的重要知识点。我尤其对书中关于PS-PL接口设计的章节印象深刻,它详细介绍了AXI总线协议、中断控制器、DMA等关键技术,这些都是实现软硬件高效协同的基础。通过对这些内容的学习,我能够更好地理解如何设计和实现软硬件接口,从而充分发挥Zynq-7000 SoC的性能优势。此外,书中对Vivado设计套件的详细讲解,也为我提供了实践操作的有力指导。从项目创建、HDL编码、IP集成,到综合、实现、时序分析,再到最终的比特流生成,书中都给出了清晰的步骤和丰富的示例,这对于初学者来说,能够大大缩短学习曲线,快速上手Zynq-7000 SoC的设计。

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刚刚翻完《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南》,内心波澜壮阔,仿佛经历了一场技术盛宴,至今仍回味无穷。作为一名对嵌入式系统和FPGA开发有着浓厚兴趣的爱好者,这本书无疑是我近年来接触到的最实用、最系统、最具前瞻性的参考资料之一。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的导师,循序渐进地引导我深入理解Zynq-7000 SoC这一强大平台的奥秘。从最初对SoC架构的模糊认识,到如今能够清晰地勾勒出其ARM处理系统与可编程逻辑的协同工作机制,这本书起到了至关重要的作用。书中的讲解,以一种高度的逻辑性和系统性展开,首先从Zynq-7000 SoC的整体架构入手,详细阐述了其核心组成部分,包括强大的双核ARM Cortex-A9处理器、丰富的片上外设接口、以及至关重要的可编程逻辑(PL)部分。作者并没有止步于概念的介绍,而是深入剖析了各个模块的功能、特性以及它们之间的交互方式,这为后续更深入的学习奠定了坚实的基础。特别让我印象深刻的是,书中对ARM处理系统部分的讲解,不仅涵盖了基本的指令集和内存管理,还触及了更高级的操作系统移植、中断处理等关键技术,这对于想要构建完整嵌入式系统的开发者来说,简直是宝贵的财富。而对于FPGA开发者而言,书中对可编程逻辑部分的阐述更是精彩绝伦。它详细介绍了Zynq-7000 SoC内置的FPGA fabric的特性,包括LUTs、DFFs、BRAMs等基本资源,以及如何利用HDL语言(Verilog和VHDL)来设计和实现自定义逻辑功能。更重要的是,书中并没有回避一些复杂但至关重要的概念,例如时序约束、静态时序分析(STA)、功耗优化等,这些都是在实际项目开发中决定成败的关键因素。

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深入阅读《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南》,我最大的感受就是其内容的广度和深度都达到了一个相当高的水平。它并非仅仅停留在表面概念的介绍,而是触及了Zynq-7000 SoC设计和开发的方方面面,几乎涵盖了一个从零开始构建嵌入式系统所需的所有关键技术点。书的结构清晰,逻辑严谨,从最基础的硬件架构讲起,逐步深入到具体的软件开发和系统集成。对于我这样的初学者来说,这种循序渐进的方式极大地降低了学习门槛,让我能够逐步建立起对Zynq-7000 SoC的全面认知。书中对ARM处理系统的讲解,细致入微,从Cortex-A9核心的微架构特性,到内存管理单元(MMU)的工作原理,再到多核协同机制,都给出了清晰的解释。这对于需要进行高性能计算和复杂软件开发的开发者来说,是极其宝贵的参考。同时,书中对可编程逻辑(PL)部分的阐述,也同样精彩。它详细介绍了Zynq-7000 SoC的FPGA fabric的组成结构,以及如何使用Verilog和VHDL等硬件描述语言进行逻辑设计。特别值得称赞的是,书中对Vivado设计套件的使用进行了详细的指导,包括原理图输入、HDL代码编写、IP核实例化、综合、实现、时序约束以及比特流生成等各个环节,都给出了详实的步骤和图示,这对于熟悉FPGA设计的开发者来说,能够帮助他们高效地掌握Zynq-7000 SoC的设计流程。

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这本书对于初学者来说,或许在某些章节会显得有些信息量巨大,但我个人认为,这恰恰是其价值所在。它并没有为了迎合低水平用户而稀释知识的深度,反而以一种负责任的态度,将Zynq-7000 SoC的精髓毫无保留地呈现出来。我尤其欣赏书中关于“All Programmable”理念的解读,它深刻地揭示了Zynq-7000 SoC将通用计算能力与灵活硬件定制能力完美融合的优势,以及由此带来的无限可能性。书中详细探讨了如何利用Vivado设计套件,从概念设计、HDL编码、综合、实现到比特流生成,完成整个FPGA设计流程。这个流程的介绍,不仅仅是技术的堆砌,更是一种工程思维的培养。作者通过大量的图示和代码示例,将抽象的设计流程变得直观易懂。例如,在介绍IP核集成时,书中详细讲解了AXI总线协议,这是Zynq-7000 SoC中PS和PL之间通信的核心。对于不熟悉AXI协议的开发者来说,书中提供的详细解释和示例,能够帮助他们快速掌握这种高效的总线通信方式,从而更好地实现软硬件协同设计。此外,书中还涉及到了嵌入式Linux系统的移植和配置,包括U-Boot引导加载程序、内核配置以及设备树的编写。这对于需要构建高性能、功能丰富的嵌入式应用的开发者来说,是不可或缺的知识。通过学习书中关于Linux的章节,我能够更深入地理解如何在Zynq-7000 SoC平台上部署和运行复杂的软件应用,并能够根据实际需求对系统进行裁剪和优化。

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《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南》这本书,对我而言,不仅仅是一次阅读,更是一次启迪。它以一种极其系统和深入的方式,为我揭示了Zynq-7000 SoC这款强大芯片的奥秘。我尤为欣赏书中对“All Programmable”理念的精彩阐释,它不仅仅是简单地将CPU和FPGA集成到同一颗芯片上,更是强调了两者之间的无缝融合与协同工作,从而创造出前所未有的计算能力和灵活性。书中对Zynq-7000 SoC架构的深度剖析,从ARM处理系统(PS)的强大功能,到可编程逻辑(PL)的无限可能,再到它们之间高效的通信机制,都进行了详尽的讲解。我特别受益于书中关于PS-PL接口设计的章节,它详细介绍了AXI总线协议、中断控制器、DMA等关键技术,这些是实现软硬件高效通信和数据传输的基础。通过对这些内容的学习,我能够更好地设计和开发出高性能的嵌入式系统。此外,书中对Vivado设计套件的使用进行了非常详细的介绍,从项目创建、HDL编码、IP集成,到综合、实现、时序分析,再到最终的比特流生成,每一个环节都给出了清晰的步骤和丰富的示例,这对于初学者来说,无疑是一份非常宝贵的入门指南。

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《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南》这本书,在我看来,是一部关于“融合”的智慧结晶。它不仅仅是简单地介绍了一款芯片,更是深入探讨了如何将传统意义上的CPU与FPGA这两种截然不同的计算范式进行无缝融合,从而创造出前所未有的计算能力和灵活性。我非常喜欢书中对Zynq-7000 SoC架构的剖析,它清晰地揭示了ARM处理系统(PS)与可编程逻辑(PL)之间的紧密联系,以及它们是如何通过各种高速接口和通信协议协同工作的。书中对AXI总线协议的详细讲解,对于理解PS和PL之间的数据传输至关重要。通过对这些细节的掌握,我能够更有效地设计和实现软硬件之间的接口,优化数据流,从而提升整体系统的性能。此外,书中对Vivado设计套件的详细介绍,也为我提供了实践操作的有力指导。从项目创建、HDL编码、IP集成,到综合、实现、时序分析,再到最终的比特流生成,书中都给出了清晰的步骤和丰富的示例,这对于初学者来说,能够大大缩短学习曲线,快速上手Zynq-7000 SoC的设计。书中的内容,不仅涵盖了硬件设计,还对嵌入式Linux系统的移植和配置进行了深入的探讨,这对于构建一个完整的嵌入式系统至关重要。

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我刚刚合上《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南》这本书,内心却久久不能平静。它不仅仅是一本技术手册,更像是一次关于“未来计算”的深度探索。书中对Zynq-7000 SoC的讲解,让我深刻领会到了“All Programmable”所带来的无限可能性。我尤其被书中关于软硬件协同设计的章节所吸引,它详细阐述了如何将ARM处理系统的通用计算能力与可编程逻辑的灵活定制能力完美结合,从而实现性能的飞跃。书中对AXI总线协议、中断控制器、DMA等关键技术的讲解,不仅清晰易懂,而且具有极高的实践指导意义。通过对这些内容的学习,我能够更好地设计和实现软硬件接口,优化数据流,从而充分发挥Zynq-7000 SoC的性能优势。此外,书中对Vivado设计套件的详细介绍,也为我提供了实践操作的有力支持。从项目创建、HDL编码、IP集成,到综合、实现、时序分析,再到最终的比特流生成,每一个环节都给出了清晰的步骤和丰富的示例,这对于初学者来说,无疑是一份非常宝贵的入门指南。

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这本书,真的让我体会到了“All Programmable”的真正含义。它不仅仅是关于Zynq-7000 SoC这款芯片,更是关于一种设计理念和技术范式的转变。通过这本书,我深刻理解了如何将强大的ARM处理器与灵活的FPGA逻辑巧妙地结合起来,实现软硬件的高度协同。书中的内容,以一种非常系统化的方式展现了这种融合的魅力,从底层架构到上层应用,都进行了详尽的阐述。我特别欣赏书中关于“PS-PL协同设计”的章节,它详细介绍了ARM处理器系统(PS)和可编程逻辑(PL)之间通信的各种机制,包括AXI总线协议、中断控制器、DMA等。通过对这些机制的深入理解,我能够更有效地设计和开发出高效的软硬件接口,充分发挥Zynq-7000 SoC的潜力。书中还详细讲解了如何利用Vivado设计套件,将自定义的HDL逻辑集成到Zynq-7000 SoC中,并与ARM处理器协同工作。从IP核的创建和例化,到系统顶层模块的设计,再到最终的比特流生成和部署,书中都给出了清晰的步骤和示例。对于想要在Zynq-7000 SoC平台上实现定制化硬件加速或者开发高性能嵌入式应用的开发者来说,这些内容无疑是极具价值的。书中对嵌入式Linux系统的移植和配置的讲解,也同样出色,它帮助我理解了如何在Zynq-7000 SoC平台上构建一个完整的嵌入式Linux环境,并进行应用程序的开发和调试。

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这么大部头书,啥都找不到~ 官方文档才是正道啊

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可还记得当年用的zedboard?

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