Xilinx Zynq-7000嵌入式系統(tǒng)設(shè)計實驗教程

目錄
前言
第1章 Xilinx Zynq-7000 SoC概述 1
1.1 嵌入式系統(tǒng)簡介 1
1.2 片上系統(tǒng)的發(fā)展 4
1.3 Zynq AP SoC系統(tǒng) 5
1.3.1 Zynq-7000 SoC簡化模型 5
1.3.2 嵌入式SoC設(shè)計 6
1.4 Zynq-7000 SoC產(chǎn)品分類及資源 7
1.5 Zynq-7000 SoC功能和結(jié)構(gòu) 8
1.5.1 Zynq-7000 SoC的功能 8
1.5.2 Zynq-7000 SoC處理系統(tǒng) 9
1.5.3 Zynq-7000 SoC可編程邏輯的構(gòu)成 11
1.5.4 Zynq-7000 SoC內(nèi)部的互聯(lián)結(jié)構(gòu) 13
第2章 Zynq開發(fā)方法與開發(fā)流程 15
2.1 Zynq-7000 SoC開發(fā)流程 15
2.2 基于Vivado和SDK設(shè)計的開發(fā)流程 19
2.2.1 加載開發(fā)板的板載文件 19
2.2.2 使用Vivado創(chuàng)建硬件工程 19
2.2.3 使用SDK開發(fā)軟件 32
2.2.4 知識與實驗拓展 37
2.3 Zynq的啟動流程和啟動鏡像文件制作方法 39
2.3.1 Zynq-7000 SoC啟動流程 39
2.3.2 啟動文件的生成與下載 40
2.3.3 復(fù)習(xí)與拓展 46
2.4 Zynq開發(fā)流程總結(jié) 47
第3章 GPIO原理及應(yīng)用實現(xiàn) 49
3.1 GPIO原理 49
3.1.1 GPIO接口及功能 49
3.1.2 Zynq GPIO的相關(guān)寄存器配置 50
3.1.3 GPIO編程實例 52
3.2 GPIO實驗案例 61
3.2.1 實驗?zāi)繕?biāo) 61
3.2.2 實驗內(nèi)容 61
3.2.3 實驗流程與步驟 61
3.3 實驗要求與驗收標(biāo)準(zhǔn) 73
3.4 實驗拓展 74
第4章 Zynq中斷與定時技術(shù) 75
4.1 中斷技術(shù) 75
4.1.1 中斷原理 76
4.1.2 Zynq中斷體系結(jié)構(gòu) 77
4.1.3 中斷程序設(shè)計 81
4.2 Zynq定時器技術(shù) 85
4.2.1 私有定時器和私有看門狗定時器 86
4.2.2 全局定時器/計數(shù)器 87
4.2.3 系統(tǒng)看門狗定時器 88
4.2.4 定時器/計數(shù)器 89
4.2.5 定時程序設(shè)計 91
4.3 Zynq中斷與定時實驗案例 94
4.3.1 實驗?zāi)繕?biāo) 94
4.3.2 實驗內(nèi)容 94
4.3.3 實驗流程與步驟 94
4.4 實驗要求與驗收標(biāo)準(zhǔn) 102
4.5 實驗拓展 102
第5章 用戶自定義IP核設(shè)計 103
5.1 IP核概述 103
5.2 IP核設(shè)計方法 104
5.3 自定義IP核實驗案例 105
5.3.1 實驗?zāi)繕?biāo) 105
5.3.2 實驗內(nèi)容 105
5.3.3 實驗流程與步驟 105
5.4 實驗要求與驗收標(biāo)準(zhǔn) 124
5.5 實驗拓展 124
第6章 Zynq調(diào)試技術(shù)及軟硬件系統(tǒng)調(diào)試 125
6.1 ILA核簡介 125
6.2 VIO核簡介 127
6.3 構(gòu)建協(xié)同調(diào)試硬件系統(tǒng)和軟件工程 129
6.3.1 硬件系統(tǒng)構(gòu)建 129
6.3.2 軟件工程創(chuàng)建 135
6.4 軟硬件協(xié)同調(diào)試 137
第7章 外設(shè)模塊結(jié)構(gòu)和功能 144
7.1 SD/SDIO外設(shè)控制器 144
7.2 吉比特以太網(wǎng)控制器 146
7.3 UART控制器 149
7.4 I2C控制器 152
7.4.1 I2C概述 152
7.4.2 I2C控制器的功能 153
7.5 Zynq-7000 SoC內(nèi)置XADC原理及實現(xiàn) 156
7.5.1 XADC結(jié)構(gòu) 156
7.5.2 XADC工作模式 158
7.5.3 XADC IP核結(jié)構(gòu) 161
7.5.4 XADC應(yīng)用實例 162
第8章 Linux操作系統(tǒng)的移植和驅(qū)動技術(shù) 168
8.1 概述 168
8.2 使用PetaLinux工具配置Linux系統(tǒng) 168
8.2.1 準(zhǔn)備Vivado工程 168
8.2.2 建立PetaLinux工程 169
8.2.3 配置Linux內(nèi)核 175
8.2.4 配置根文件系統(tǒng) 177
8.2.5 編譯內(nèi)核 177
8.2.6 生成BOOT文件 178
8.2.7 測試Linux系統(tǒng) 179
8.3 Linux系統(tǒng)常用命令簡介 180
8.4 Linux Xilinx GPIO 驅(qū)動技術(shù)簡介 181
8.5 Linux系統(tǒng)下GPIO 驅(qū)動實驗案例 184
8.6 Linux系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動技術(shù) 186
8.6.1 I2C設(shè)備驅(qū)動 187
8.6.2 Vivado工程設(shè)計 187
8.6.3 使用PetaLinux工具配置Linux系統(tǒng)及I2C驅(qū)動 187
8.6.4 使用C語言程序控制I2C設(shè)備 195
8.6.5 運(yùn)行結(jié)果與拓展 197
第9章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 198
9.1 系統(tǒng)功能描述 198
9.2 任務(wù)分析設(shè)計 199
9.2.1 系統(tǒng)使用的相關(guān)傳感器概述 200
9.2.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計 205
9.2.3 軟件功能設(shè)計 206
9.3 軟硬件程序設(shè)計與實現(xiàn) 210
9.3.1 使用Vivado創(chuàng)建硬件工程 210
9.3.2 使用SDK軟件設(shè)計系統(tǒng)功能 214
9.4 題目拓展 221
第10章 實驗平臺與開發(fā)環(huán)境概述 222
10.1 硬件平臺概述 222
10.2 集成開發(fā)環(huán)境概述 224
參考文獻(xiàn) 226