基於AXI4的可編程SOC系統設計(附光碟)（簡體書）

《基于AXI4的可編程SOC系統設計》系統介紹了基于xilinx公司軟核處理器microblaze的可編程片上系統(soc)設計的原理及典型應用。全書共分11章，內容包括可編程片上系統設計導論、amba axi4協議、microblaze軟核處理器結構、microblaze軟核處理器接口、可編程片上系統開發平臺結構、可編程片上系統描述規范、基于axi4的可編程片上系統設計流程、xilinx操作系統及庫、基于axi4的xilkernel實現、基于axi4的iwip實現和基于axl4的多核處理器系統實現等內容。《基于AXI4的可編程SOC系統設計》所有資料來自xilinx公司的技術手冊、相關文獻和典型應用案例，充分反映了xilinx公司可編程片上系統的最新技術和應用成果，非常有利于讀者盡快掌握這一最新技術。《基于AXI4的可編程SOC系統設計》將可編程片上系統的基本原理和典型應用相結合，易于讀者理解與自學。
《基于AXI4的可編程SOC系統設計》適合作為計算機與電子信息類專業高年級本科生和研究生的教材及學習參考用書，也可作為從事可編程片上系統設計的工程技術人員的參考用書。

何賓，從事數字系統EDA方面的本科生和研究生相關課程的教學和科研工作，并在多個省市進行大學生電子設計競賽FPGA專題方面的教師培訓工作，在EDA教學和科研方面積累了豐富的經驗。曾出版相關圖書《EDA原理及應用》、《EDA原理及應用實驗教程》、《片上可編程系統原理及應用》、《FPGA數字信號處理實現原理及方法》、《Xilinx可編程邏輯器件設計技術詳解》、《數字與片上系統設計教程》、《EDA原理及Verilog實現》、《EDA原理及VHDL實現》。

《基于AXI4的可編程SOC系統設計》：AXI4總線是全球最大的可編程邏輯器件廠商Xilinx公司和全球知名的CPUIP核供應商ARM公司共同制定的下一代SOC的互聯標準，該標準的制定將大大提高未來SOC芯片的整體性能。《基于AXI4的可編程SOC系統設計》以美國Xilinx公司提供的MicroBlaze32位軟核處理器為基礎，以AXI4接口規范為主線，系統介紹了在XilirlxFPGAT芯片內實現基于AXI4的可編程SOC的設計流程和設計方法。《基于AXI4的可編程SOC系統設計》也是國內第一本系統介紹基于AXI4的可編程SOC設計技術的書籍。相信這本書的出版會進一步促進基于AXI4規范的可編程SOC技術在國內的普及和推廣。

第1章 可編程片上系統設計
1.1 可編程片上系統
1.1.1 軟核及硬核處理器
1.1.2 可編程片上系統技術發展
1.1.3 可編程片上系統技術特點
1.2 可編程片上系統設計與優化技術
1.2.1 可編程片上系統設計技術
1.2.2 通用可編程片上系統優化技術
1.2.3 專用可編程片上系統優化技術
1.3 Xilinx可編程片上系統芯片
1.3.1 Spartan系列FPGA
1.3.2 Virtex系列FPGA
1.3.3 Zynq-7000系列FPGA

第2章 AMBAAXI4協議
2.1 AXl協議
2.2 AXI4功能
2.2.1 AXI4全局信號
2.2.2 低功耗接口信號
2.2.3 AXI4通道及信號
2.2.4 AXI4.交易通道的握手信號關系
2.2.5 AXI4猝發類型及地址計算
2.2.6 AWCACHE和ARCACHE屬性
2.2.7 AXI互聯結構模型
2.2.8 用戶信號
2.3 AXI4-Lite功能
2.4 AXI4-Stream功能

第3章 MicroBlaze軟核處理器結構
3.1 MicroBlaze處理器結構框架
3.1.1 MicroBlaze存儲器結構
3.1.2 MicroBlaze浮點單元
3.1.3 MicroBlaze流連接接口
3.1.4 MicroBlaze流水線結構
3.1.5 MicroBlaze特權指令
3.1.6 MicroBlaze指令類型
3.2 MicroBlaze寄存器
3.2.1 通用寄存器
3.2.2 特殊寄存器
3.3 MicroBlaze虛擬存儲器管理
3.3.1 實模式
3.3.2 虛擬模式
3.4 MicroBlaze事件及處理
3.4.1 復位
3.4.2 硬件異常
3.4.3 斷點
3.4.4 中斷
3.4.5 用戶向量（異常）
3.5 MicroBlaze指令和數據緩存
3.5.1 MicroBlaze指令緩存
3.5.2 MicroBlaze數據緩存
3.6 MicroBlaze調試和跟蹤

第4章 MicroBlaze軟核處理器接口
4.1 MicroBlaze接口
4.2 AXI4接口
4.2.1 存儲器映射接口
4.2.2 流接口
4.3 PLB接口
4.4 LMB接口
……
第5章 可編程片上系統開發平臺
第6章 可編程片上系統描述規范
第7章 基于axi4可編程片上系統設計流程
第8章 xilinx操作系統及庫
第9章 基于axi4的xilkernel實現
第10章 基于axi4的iwip協議棧實現
第11章 基于axi4的多核處理器系統實現

SOPC設計中，一個好的開發工具提供對目標平臺合理的抽象，而這個抽象對設計人員來說是比較容易理解的。硬件抽象使得軟件開發人員不需要從應用程序的開發轉向真實的硬件實現，事實上對于軟件人員來說這也是不可能的事情。但是軟件開發人員在設計程序的時候開始將并發性和基于消息驅動的硬件概念融入到程序設計中。
這個抽象允許軟件設計人員創建、測試和調試應用程序，同時促使開發人員使用程序設計方法設計程序，使得目標系統達到最大的性能。同時，好的開發工具還提供了將原始的高級描述轉換成優化過的低層次目標系統可加載和執行的代碼。
為了達到這兩個要求，為自動的基于FPGA平臺的硬件生成工具主要目的是自動編譯和優化問題，提出編程的抽象模型、編程的方法。這些工具目的就是建立面向軟件的設計經驗。
面向軟件的編程、仿真和調試工具提供了對FPGA平臺的合理的抽象，允許系統設計人員在原型設計階段，開始應用開發、實驗，而不需要專門的硬件知識，這一點對于原型設計階段是非常重要的。如圖1.2所示，通過使用軟件到硬件的設計方法和工具，傳統的軟件和硬件設計流程能得到極大的改善。但是并不是說不需要硬件的技巧。事實上，一個完整的和優化過的系統中只使用軟件知識是不可能實現的。通過軟件和硬件設計技巧和使用現代設計工具就能很快地建立工作原型。