嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設計實戰(zhàn)指南：基于Xilinx Zynq

Foreword
前言
第一部分　基礎篇
第1章　初試ZedBoard
1.1　GPIO LED動手玩
1.1.1　拷貝SD卡
1.1.2　跳線與外設連接
1.1.3　演示操作
1.2　Linaro Ubuntu動手玩
1.2.1　SD卡分區(qū)
1.2.2　文件拷貝（FATEXT）
1.2.3　外設連接
1.2.4　可演示的效果
第2章　Zynq平臺介紹
2.1　7系列FPGA簡介
2.2　Zynq-7000 AP SoC體系簡介
第3章　ZedBoard開發(fā)環(huán)境
3.1　ZedBoard的板載外設
3.1.1　LED
3.1.2　按鍵
3.1.3　開關
3.1.4　OLED
3.1.5　USB接口
3.1.6　音頻接口
3.1.7　VGA接口
3.1.8　HDMI接口
3.1.9　101001000兆網(wǎng)口
3.2　ZedBoard的擴展外設
3.2.1　外擴PMod插座
3.2.2　外擴FMC插槽
3.2.3　外擴AMS插座
第4章　開發(fā)工具鏈
4.1　可編程邏輯開發(fā)工具鏈
4.1.1　PlanAhead
4.1.2　Xilinx Platform Studio
4.2　軟件開發(fā)工具鏈
4.2.1　Xilinx Software Development Kit
4.2.2　交叉編譯工具鏈
4.3　軟硬件調(diào)試工具
4.3.1　ChipScope Pro
4.3.2　GDB與GDBserver
第5章　Zynq體系結構
5.1　應用處理器單元（APU）
5.1.1　ARM Cortex A9處理器
5.1.2　偵聽控制單元（SCU）
5.1.3　L2高速緩存
5.1.4　APU接口
5.2　通用外設
5.2.1　通用IO（GPIO）
5.2.2　SPI接口
5.2.3　UART接口
5.2.4　計時器
5.2.5　USB控制器
5.2.6　DDR控制器
5.3　數(shù)字邏輯設計
5.3.1　可編程邏輯"外設"（PL）
5.3.2　XADC
5.3.3　PCIe
5.4　MIOEMIO
第6章　系統(tǒng)級信號
6.1　電源管理
6.2　Clock信號
6.2.1　CPU時鐘域
6.2.2　DDR時鐘域
6.2.3　基本的時鐘分支結構
6.2.4　IO外設（IOP）時鐘
6.2.5　PL時鐘
6.2.6　其他時鐘
6.3　復位系統(tǒng)
6.4　JTAG
6.5　中斷處理
第7章　Zynq啟動與配置
7.1　Zynq啟動過程簡介
7.2　外部啟動條件
7.2.1　電源要求
7.2.2　時鐘要求
7.2.3　復位要求
7.2.4　啟動引腳設置
7.3　BootROM
7.3.1　BootROM的作用
7.3.2　BootROM的特點
7.3.3　BootROM后的狀態(tài)
7.4　FSBL
7.5　SSBL
7.6　Linux啟動過程
7.7　Secure Boot
第8章　面向軟件工程師的邏輯設計
8.1　FPGA硬件加速原理
8.1.1　以空間換時間
8.1.2　以存儲器換門電路
8.1.3　以IP集成換生產(chǎn)力
8.2　部分動態(tài)可重配置于Zynq
第9章　ZedBoard入門
9.1　UART和GPIO控制
9.1.1　UART和GPIO接口
9.1.2　硬件設計過程
9.1.3　軟件設計過程
9.2　硬件軟件調(diào)試方法
9.2.1　ChipScope IP Core
9.2.2　SDK Gdb使用
9.3　搭建你的單板計算機（Single Board Computer)
9.3.1　搭建系統(tǒng)環(huán)境
9.3.2　準備工作
第二部分　進階篇
第10章　基于虛擬平臺的Zynq開發(fā)
10.1　QEMU介紹
10.2　編譯QEMU源碼
10.2.1　下載QEMU源碼
10.2.2　配置QEMU
10.2.3　QEMU所依賴的庫文件
10.2.4　編譯QEMU
10.3　啟動QEMU
10.4　QEMU中的嵌入式Linux
10.5　商業(yè)版虛擬平臺
第11章　PL和PS的接口技術詳解
11.1　PL和PS的接口
11.1.1　AXI接口簡介
11.1.2　AXI Interconnect
11.2　Zynq的內(nèi)部連接
11.2.1　AXI_HP
11.2.2　AXI_GP
11.2.3　AXI_ACP
11.3　PL和存儲器系統(tǒng)性能概述
11.3.1　接口理論帶寬
11.3.2　DDR控制器的吞吐率及其效率
11.3.3　內(nèi)部互連吞吐量瓶頸
11.3.4　如何選擇PL的接口
第12章　基于Zynq的軟硬件協(xié)同設計
12.1　多核處理器架構簡介
12.1.1　什么是多核處理器
12.1.2　多核處理器發(fā)展的動機和優(yōu)勢
12.1.3　同構、異構多核架構的優(yōu)點和挑戰(zhàn)
12.2　軟硬件協(xié)同設計方法論
12.2.1　什么是軟硬件協(xié)同設計
12.2.2　軟硬件協(xié)同設計發(fā)展的動機和優(yōu)勢
12.2.3　軟硬件協(xié)同設計的基本流程
12.2.4　基于Xilinx工具的軟硬件協(xié)同設計簡介
12.3　高層次綜合
12.3.1　高層次綜合綜述
12.3.2　高層次綜合發(fā)展的動機與優(yōu)勢
12.3.3　Xilinx AutoESL工具簡介
12.4　基于Xilinx Zynq的軟硬件協(xié)同設計實例
12.4.1　功能簡介
12.4.2　設計流程簡介
12.4.3　實驗結果與驗證
第13章　Zynq開發(fā)實戰(zhàn)
13.1　用戶IP設計
13.1.1　用戶IPcore介紹
13.1.2　用戶IPcore設計
13.2　嵌入式Linux設備驅(qū)動開發(fā)
13.2.1　設備驅(qū)動開發(fā)介紹
13.2.2　驅(qū)動程序的加載與卸載
13.2.3　sys文件系統(tǒng)簡介
13.2.4　PWM模塊驅(qū)動程序
13.2.5　PWM驅(qū)動程序編譯與測試
13.3　構建嵌入式Linux系統(tǒng)
13.3.1　搭建系統(tǒng)環(huán)境
13.3.2　編譯u-boot
13.3.3　編譯內(nèi)核與設備樹
13.3.4　制作根文件系統(tǒng)
13.3.5　啟動嵌入式Linux
13.4　HDMI設計
13.4.1　HDMI傳輸原理
13.4.2　ADV7511芯片的相關控制信號
13.4.3　設計過程
13.5　OpenCV移植
13.5.1　開發(fā)環(huán)境準備
13.5.2　配置cmake
13.5.3　OpenCV編譯與安裝
13.5.4　OpenCV移植與ZedBoard測試
13.6　基于OpenCV的樹葉識別系統(tǒng)
13.6.1　項目總覽
13.6.2　圖像采集
13.6.3　預處理
13.6.4　特征提取
13.6.5　分類決策
13.6.6　總結
13.7　基于OpenCV的人臉識別系統(tǒng)
13.7.1　系統(tǒng)綜述
13.7.2　基于Haar特征和Adaboost算法的人臉檢測
13.7.3　系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
13.7.4　總結
13.8　嵌入式Web服務器的移植與搭建
13.8.1　嵌入式Web服務器介紹
13.8.2　Boa服務器移植與配置
13.8.3　Boa服務器部署與測試
13.9　嵌入式網(wǎng)絡攝像機的移植與搭建
13.9.1　嵌入式網(wǎng)絡攝像機
13.9.2　mjpg-streamer的移植與架設
13.10　FreeRTOS實時操作系統(tǒng)的應用
13.10.1　FreeRTOS介紹
13.10.2　FreeRTOS與ucOS-Ⅱ的比較
13.10.3　FreeRTOS在Zynq上的應用實例與分析
13.10.4　基于FreeRTOS的Lwip
13.11　XADC的使用
13.11.1　建立硬件工程
13.11.2　軟件工程設計
13.11.3　程序分析
13.12　基于Zynq的部分可重配置
13.12.1　可重配置系統(tǒng)介紹
13.12.2　可重配置的開發(fā)流程
13.12.3　小結
13.13　在Zynq上搭建Android簡介
第14章　系統(tǒng)級設計案例
14.1　電機控制系統(tǒng)
14.1.1　雙閉環(huán)控制器理論
14.1.2　雙閉環(huán)系統(tǒng)
14.1.3　雙閉環(huán)控制IP核說明
14.1.4　硬件實現(xiàn)過程
14.1.5　軟件實現(xiàn)過程
14.1.6　硬件平臺測試
14.2　智能家庭健康平臺
14.2.1　智能家庭健康平臺簡介
14.2.2　EKG AFE模塊硬件設計
14.2.3　Night EKG Controller IP設計
14.2.4　建立可運行Linux的完整系統(tǒng)
14.2.5　Night EKG Controller的Linux驅(qū)動設計
14.2.6　基于Qt的圖形用戶界面設計
14.2.7　在ZedBoard上運行Qt程序
14.2.8　實現(xiàn)軟件開機自動運行
14.3　高性能視頻處理系統(tǒng)設計
14.3.1　系統(tǒng)架構
14.3.2　硬件架構設計
14.3.3　軟件架構設計
14.3.4　利用Vivado HLS實現(xiàn)Sobel濾波硬件
14.3.5　使系統(tǒng)在ZedBoard上運行
14.4　智能小車系統(tǒng)開發(fā)
14.4.1　智能小車系統(tǒng)結構
14.4.2　運動控制設計
14.4.3　Linux系統(tǒng)應用程序設計
14.4.4　智能小車平臺的后續(xù)拓展
第15章　如何獲取資料和幫助
15.1　如何獲取Xilinx的技術文檔
15.1.1　DocNav介紹
15.1.2　DocNav使用案例
15.2　如何找到Zynq開發(fā)資料
15.2.1　如何獲取本書的最新例程
15.2.2　如何獲取Zynq開發(fā)資料
15.2.3　如何獲取ZedBoard文檔與例程
15.3　Xilinx網(wǎng)站資源導讀
15.3.1　序
15.3.2　Xilinx軟件介紹
15.3.3　軟件版本和軟件更新
15.3.4　軟件教程
15.3.5　硬件資料
15.3.6　參考資源
15.3.7　問題解決
附錄A　Xilinx開發(fā)套件版本14.1到14.3的主要升級變化
參考資料