Xilinx Zynq 7000係統晶片之軟硬體設計(附範例光碟) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

• Zynq-7000
• FPGA
• 嵌入式係統
• 軟硬件協同設計
• Xilinx
• 開發闆
• 例程
• VHDL
• Verilog
• ARM
• 係統設計

本書針對使用Zynq係列之軟體定義係統晶片(Software-DefinedSoC,SDSoC)，以範例的方式做為工具操作手冊，使用者可以自行演練擴充裏麵的章節的實驗與範例，建立一個屬於自己的大型係統或開發平颱。例如從AndroidAPP和矽智財如何互動的觀念上齣發，實作一些實例應用，以善用Zynq這個平颱，建構一個從底層硬體矽智財電路、矽智財驅動、到行動APP的完整係統。

本書特色

　　1.從最簡單的LED範例、矽智財的Linux驅動、Android係統建立，本書一次到位。

　　2.本書包含完整Linux與Android環境建立，適閤初學者與自造者(maker)。

　　3.以實作範例作為導引，初學者與自造者能快速抓住設計工具使用上的重點，快速入門。

　　4.驅動程式實作範例涵蓋無作業係統的版本到Linux驅動程式模組與裝置樹的驅動方法，快速融會貫通驅動程式設計觀念。

　　5.明確的操作步驟與圖示，精簡的觀念說明，本書可為最佳之操作手冊。

深入探索嵌入式係統設計的核心：Zynq-7000 架構的全麵剖析與實踐 本書旨在為電子工程、計算機科學以及相關領域的專業人士和高級學生提供一份詳盡且高度實用的技術指南，專注於當前嵌入式係統設計領域最熱門且功能強大的平颱之一：Xilinx Zynq-7000 係列係統級芯片（SoC）。 本書的編寫遵循“從原理到實踐，由宏觀到微觀”的遞進結構，旨在建立讀者對異構計算係統（Heterogeneous Computing Systems）的深刻理解，並提供構建高性能、低功耗嵌入式應用所需的一切關鍵知識和工具鏈操作流程。 第一部分：Zynq-7000 架構的基石 本部分將奠定讀者理解 Zynq 平颱所必需的基礎知識。我們將深入剖析 Zynq-7000 架構的獨特性和復雜性，即其核心的異構處理係統（Processing System, PS）與可編程邏輯（Programmable Logic, PL）的緊密集成。 PS 核心深度解析： 詳細介紹基於 ARM Cortex-A9 雙核處理器的 PS 子係統。涵蓋其流水綫結構、內存管理單元（MMU）、緩存層次結構（L1/L2 Cache）以及中斷控製器（GIC）的工作機製。重點闡述 PS 負責的操作係統運行、高級算法處理和係統控製功能。 PL 核心解析： 全麵闡述構成 PL 部分的 Xilinx Artix-7 或 Kintex-7 FPGA 邏輯單元。講解其基本構件——查找錶（LUT）、觸發器（Flip-Flops）、分布式 RAM、塊 RAM（BRAM）以及數字信號處理單元（DSP Slices）的原理和配置方式。這部分將為讀者後續的硬件加速器設計打下堅實基礎。 跨域連接——AXI 互連網絡： 這是 Zynq 平颱設計的靈魂所在。本書將花費大量篇幅講解 AMBA AXI 協議，特彆是 AXI4 接口在 PS 和 PL 之間的橋接作用。細緻分析 AXI4-Lite（控製）、AXI4（數據傳輸）和 AXI4-Stream（流數據）的握手機製、地址映射、突發傳輸（Burst Transaction）的優化，以及如何利用 AXI Interconnect 和 AXI Crossbar 構建高效的 PS-PL 數據通路。 第二部分：軟件生態與操作係統構建 理解 PS 的運行機製和軟件棧是實現 Zynq 應用的關鍵。本部分聚焦於如何初始化和管理 PS 的軟件環境。 引導過程（Boot Process）詳解： 詳盡描述 Zynq 的啓動序列，從上電復位（Power-On Reset, POR）開始，到 FSBL（First Stage Boot Loader）、Second Stage Boot Loader（SSBL，如 U-Boot）的執行流程。重點分析 BootROM 的作用以及如何配置啓動模式（e.g., SD Card, QSPI Flash）。 U-Boot 定製與移植： 提供構建、配置和交叉編譯 U-Boot 的實用指南，使用戶能夠根據具體項目需求定製初始化參數，並實現對外部存儲器的可靠訪問。 Linux 內核的集成與驅動開發基礎： 介紹如何在 Zynq 平颱上成功移植和運行嵌入式 Linux 係統。討論 設備樹（Device Tree, DT） 的概念及其在描述 PS/PL 硬件資源中的核心作用。針對 PS 端的標準外設（如 UART, Ethernet, USB）的 Linux 驅動模型進行基礎介紹。 第三部分：可編程邏輯的設計與實現 此部分是本書麵嚮硬件加速和自定義外設設計的核心內容，完全基於 Xilinx Vivado 設計套件。 Vivado 工具鏈與流程： 係統介紹 Vivado 的設計流程，包括 RTL 編碼（VHDL/Verilog）、綜閤（Synthesis）、實現（Implementation，含布局布綫 P&R）以及時序分析（Timing Closure）。強調如何針對 Zynq 目標器件進行約束（XDC 文件）的編寫。 IP 核的創建與封裝： 講解如何利用 Vivado IP Integrator（IPI）工具，拖拽和配置 Xilinx 提供的標準 IP 核（如 DDR 控製器、定時器、中斷控製器）。更重要的是，詳細指導讀者如何將自定義的 RTL 代碼封裝成可復用的 AXI 使能（AXI-enabled）IP 核，以便在 PS 代碼中輕鬆調用。 PL 硬件加速器設計範例： 通過具體的、不涉及操作係統調用的硬件加速示例，展示如何設計一個高效的自定義邏輯模塊，並通過 AXI 接口暴露給 PS 進行控製和數據交換。這包括狀態機的設計、流水綫化的考慮以及如何優化吞吐量。 第四部分：PS 與 PL 的協同工作：異構編程 本部分是實現高性能 Zynq 應用的實踐重點，關注如何高效地在兩個處理域之間傳遞控製流和數據流。 裸機（Bare-Metal）驅動開發： 在不依賴完整操作係統的情況下，展示如何使用 C/C++ 直接操作 AXI 寄存器映射，實現對自定義 PL 外設的初始化、配置和數據讀寫。這對於啓動代碼或實時性要求極高的任務至關重要。 基於 Linux 的加速框架： 重點介紹使用 Xilinx 驅動框架（如 Xilinx Platform Drivers - XilP/XDriver 庫，或更新的 DDR/DMA 驅動結構） 與 PL 模塊交互的方法。詳細講解如何利用 DMA（直接內存訪問） 控製器，實現 PS 內存與 PL 邏輯之間的高速、零拷貝數據傳輸，這是實現高性能數據處理的關鍵技術。 中斷機製的整閤： 闡述 PS 和 PL 之間中斷的傳遞路徑。指導讀者如何配置 PL 中的中斷邏輯，並使其能夠被 PS 端的 Linux 內核或裸機代碼正確捕獲和響應，確保係統事件的實時處理。 本書特色： 本書的內容側重於工程實踐和係統級思維的培養。通過對 Zynq-7000 平颱架構的深入解析，讀者不僅能掌握 Vivado 和 Vitis/SDK 的使用技巧，更重要的是能夠理解係統級性能瓶頸的所在，並學會如何利用 PS 的軟件靈活性與 PL 的硬件並行優勢，設計齣真正符閤現代嵌入式係統需求的優化解決方案。本書為讀者搭建瞭一個堅實的橋梁，連接瞭傳統的微處理器編程和前沿的硬件描述語言設計。

第一章 ZYNQ 開發基本流程–硬體篇
1-1 基本觀念
1-2 軟體工具的取得與安裝
1-2-1 ISE Design Tools 下載
1-2-2 ISE Design Tools 安裝步驟
1-3 創建PlanAhead 專案
1-4 創立XPS 專案
1-5 P 的創立與撰寫
1-5-1 創立IP
1-5-2 將IP 加入係統中
1-5-3 撰寫IP

第二章 ZYNQ 開發基本流程–軟體篇
2-1 將專案匯齣至SDK
2-2 建立Application 專案(以Helloworld 為例)
2-3 測試結果(印齣Helloworld)
2-4 編譯FSBL
2-5 産生ZYNQ 開機檔案(BOOT.bin)
2-6 實機測試(包含zedboard 上的設定)

第三章 設計IPIF 的驅動程式
3-1 中斷與中斷服務程式
3-2 一個帶有驅動樣闆的IP
3-3 在SDK 裏設定驅動程式的路徑
3-4 簡單的驅動程式
3-5 驗證驅動程式與ZYNQ 平颱
3-6 中斷與中斷服務程式
3-7 設計進階驅動程式
3-8 驗證中斷服務與ZYNQ 平颱
3-9 範例：miniUART

第四章 在ZYNQ 上建立Linux 作業係統
4-1 建立Linux 作業環境
4-2 建立Xilinx ISE 作業環境
4-3 編譯Linux Kernel 和U-Boot
4-4 製作檔案係統
4-5 製作ZYNQ 開機檔案
4-6 在Zedboard 執行Linux 作業係統

第五章 嵌入式係統與Linux 驅動程式模組
5-1 嵌入式係統概論
5-2 Linux 驅動程式沿革
5-3 Linux 驅動程式分類
5-4 Linux 裝置樹(Linux Device Tree
5-5 Linux 裝置模組(Linux Device Modules
5-6 實驗一：簡易驅動程式模組實驗
5-7 實驗二：為簡單矽智財設計Linux 驅動程式模組
5-8 實驗三：Device Tree 實驗
5-9 實驗四：miniUART 在Linux 上的驅動範例

第六章 在Linux 建構Android
6-1 環境建立
6-1-1 Linux 版本的選擇
6-1-2 安裝所需的套件
6-1-3 取得Digilent 的資源
6-1-4 取得交叉編譯工具(Cross Compiler
6-1-5 安裝交叉編譯工具
6-2 Linux 核心編譯
6-2-1 取得Linux 核心
6-2-2 Linux 核心組態設置
6-2-3 Linux 核心編譯
6-3 Android 核心的編譯
6-3-1 取得Repo
6-3-2 取得Android 核心
6-3-3 編譯Android 核心
6-3-4 建立Android 的Root Filesystem映像檔
6-4 randisk8M 的建置
6-4-1 修改rcS
6-4-2 startup.sh
6-5 SD 卡的格式化
6-6 Android 的啓動
6-6-1 開機準備
6-6-2 Android 啓動

附錄
附錄A ChipScope 除錯工具
附錄B 常見ISE 錯誤解決方法
附錄C Android 編譯時常齣現的錯誤解法
附錄D Zedboard UCF 檔

评分☆☆☆☆☆

我是一名在學的電子工程係學生，平常對於 FPGA 雖然有基礎的認識，但要深入瞭解像 Zynq 7000 這種 SoPC (System-on-a-Chip) 確實是一大挑戰。這本《Xilinx Zynq 7000係統晶片之軟硬體設計(附範例光碟)》提供瞭一個非常紮實的學習平颱。最讓我驚豔的是，作者對於硬體與軟體之間的整閤，做瞭非常深入的探討，這不是簡單的把兩者分開講解，而是著重於兩者如何互相配閤、協同工作，來實現複雜的功能。 例如，書中在講解如何透過 AXI 介麵連接 ARM 處理器和 FPGA 模組時，就舉瞭非常具體的範例，一步一步引導讀者如何撰寫 IP Core，如何配置 AXI 總線，以及如何在軟體端存取這些硬體資源。這種實作導嚮的講解，對於我們這種需要培養解決實際問題能力的學生來說，簡直是寶藏！而且，書中所附的光碟，包含大量的範例程式碼和專案，可以讓我們在學習的同時，立即動手實踐，驗證書中的概念，加深理解。

评分☆☆☆☆☆

這本《Xilinx Zynq 7000係統晶片之軟硬體設計(附範例光碟)》完全超齣瞭我的預期！身為一個已經在產業中工作幾年的工程師，雖然接觸過 FPGA，但對於 Zynq 7000 這樣整閤度如此高的晶片，還是覺得需要好好地充電一下。這本書的優點在於，它沒有一味地堆砌理論，而是將複雜的架構和設計流程，拆解成易於理解的單元，並透過豐富的實務範例來輔助說明。 我特別欣賞書中對於驅動程式開發和嵌入式 Linux 係統調校的討論。對於 Zynq 7000 這樣的平颱，如何有效率地開發驅動程式，讓 ARM 核心能夠順暢地與 FPGA 上的自訂硬體溝通，是非常關鍵的一環。書中針對這個部分，給齣瞭很多實用的建議和範例，讓我在麵對實際專案時，能夠更有信心。而且，書中對於 FPGA 效能優化和功耗管理的探討，也提供瞭很好的參考方嚮，這對於需要兼顧效能和成本的專案來說，非常有幫助。

评分☆☆☆☆☆

這本《Xilinx Zynq 7000係統晶片之軟硬體設計(附範例光碟)》我已經推薦給身邊好幾位朋友瞭！作為一名軟體工程師，一直對硬體比較陌生，但是 Zynq 7000 這種軟硬體結閤的架構，實在太吸引人瞭。這本書就像是一個非常完善的橋樑，讓我能從軟體的角度，逐步理解 FPGA 的運作原理，以及如何與 ARM 核心協同工作。 書中對 C/C++ 程式開發和硬體加速的結閤，有非常精彩的闡述。作者透過實例，展示瞭如何將 FPGA 的強大並行運算能力，應用於加速特定的軟體演算法，這對我來說是非常有啟發性的。而且，書中所附的光碟，提供瞭豐富的範例程式碼，我可以直接下載下來，修改並運行，親身體驗書中的概念，這比單純看文字敘述要來得有效率得多。對於想要跨足嵌入式係統開發，或是對 Zynq 7000 有興趣的軟體開發者而言，這本書絕對是必備的參考資料。

评分☆☆☆☆☆

第一次接觸 Xilinx Zynq 7000 係列晶片，真的是有點手足無措，網路上資料零散，要學的東西又多。這本《Xilinx Zynq 7000係統晶片之軟硬體設計(附範例光碟)》根本就是我的救星！老實說，一開始看到書名，還擔心會不會太過學術、太難入門，但翻開之後，發現作者的講解方式非常親切，就像是一位經驗豐富的學長在帶領你一樣。書中從最基礎的 Zynq 7000 架構介紹開始，條理清晰地說明瞭 ARM 處理器和 FPGA 之間的互動關係，這對我這種初學者來說，真的非常重要，讓我能快速建立起整體概念，不至於被細節淹沒。 而且，書中提到的很多觀念，在其他地方真的比較難找到這麼係統性的解釋。例如，作者在介紹如何進行軟體開發環境建置時，就詳細地指齣瞭常見的除錯技巧和陷阱，這對於剛開始接觸嵌入式軟體開發的人來說，可以省去大量的試錯時間，真的非常實用！此外，書中對於硬體設計的部分，像是如何使用 Vivado 工具進行 FPGA 的設計流程，也都有非常詳盡的圖文說明，每一個步驟都拆解得很細，即使是第一次接觸 Vivado 的讀者，也能照著做，一步一步完成自己的專案。

评分☆☆☆☆☆

要找到一本能同時涵蓋 Xilinx Zynq 7000 係列晶片軟硬體設計的中文書籍，而且品質這麼優良的，真的不容易。這本《Xilinx Zynq 7000係統晶片之軟硬體設計(附範例光碟)》絕對是市麵上數一數二的選擇。它不隻是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的導師，帶領讀者一步一步深入 Zynq 的世界。 我特別讚賞書中對於整個開發生態係的介紹。從硬體設計工具 Vivado，到軟體開發環境 SDK (或者現在的 Vitis)，再到如何建置嵌入式 Linux 環境，書中都有相當詳盡的說明。這對於初學者來說，能夠省去摸索的時間，快速進入狀況。而且，作者在講解過程中，會不斷地提醒讀者需要注意的細節和常見的陷阱，這對於新手來說，可以避免走很多冤枉路。書中對於不同應用場景的案例分析，也讓我對 Zynq 7000 的應用潛力有瞭更深的認識。