《基於Xilinx FPGA的多核嵌入式系統設計基礎》是2011年西安電子科技大學出版社出版的圖書，作者是張亮、沈沛意、肖瀟、劉春紅。
基本介紹
- 書名：基於Xilinx FPGA的多核嵌入式系統設計基礎
- 作者：張亮 沈沛意 肖瀟 劉春紅
- ISBN：978-7-5606-2560-7/TP.1275
- 定價：27.2元
- 出版社：西安電子科技大學出版社
- 出版時間：2011-05
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書系統地介紹了基於Xilinx公司FPGA的多核嵌入式系統設計的方法、步驟和相關軟體的使用方法。在講述搭建多核架構，核間通信，軟、硬體協同調試的基礎上，深入討論了多核設計中的實際工程問題和許多實用的調試技巧。
本書內容包括：Xilinx軟、硬核處理器介紹；Xilinx FPGA產品介紹；多核嵌入式通信系統的開發環境；軟、硬體設計流程介紹；相關匯流排與通信機制介紹及對多核架構前景的展望。
本書是在Xilinx公司大學計畫的支持下完成的。由於是針對教學和科研中的實際問題進行討論和闡述，因此本書中所有的工程和例程都在本書隨書光碟中給出並全部經過實際測試。本書可作為高等院校電子類和通信類等專業本科生、研究生的教材，亦可作為相關科研人員的工具書和參考書。
圖書目錄
第1章 緒論 1
1.1 FPGA的發展歷程及特性介紹 1
1.2 Microblaze軟核的介紹 2
1.2.1 Microblaze的流水線結構 3
1.2.2 Microblaze中斷機制 4
1.2.3 Microblaze的快取機制和MMU 5
1.3 PowerPC405硬核介紹 6
1.4 Xilinx FPGA產品介紹 6
1.4.1 Spartan系列產品 6
1.4.2 Virtex系列產品 12
1.5 本章小結 19
第2章 多核系統設計環境與設計流程 20
2.1 開發軟體簡介 20
2.1.1 ISE開發軟體簡介 21
2.1.2 ISE的安裝 22
2.2 利用ISE進行硬體邏輯設計的流程 26
2.2.1 創建新工程 26
2.2.2 新建HDL源檔案 28
2.2.3 對源檔案進行綜合以及仿真 29
2.3 利用XPS嚮導進行多核硬體系統設計的流程 30
2.3.1 利用BSB新建一個工程 31
2.3.2 選擇必要外設，並進行參數配置 33
2.3.3 配置啟動記憶體，並選用記憶體測試檔案 34
2.3.4 編譯源檔案，生成硬體網表 37
2.3.5 下載比特流，配置FPGA 37
2.4 利用EDK套件進行多核軟體開發的流程 38
2.4.1 在單核基礎上添加工程套用 39
2.4.2 編輯 .c檔案並編譯 39
2.4.3 編寫用戶約束檔案 40
2.4.4 修改MSS中的驅動檔案 41
2.4.5 下載比特流，配置FPGA 42
2.5 本章小結 48
第3章 匯流排機制與核間通信機制 49
3.1 匯流排機制 49
3.1.1 OPB匯流排 49
3.1.2 PLB匯流排 49
3.1.3 XCL匯流排 50
3.1.4 FSL匯流排 50
3.1.5 OCM匯流排 50
3.1.6 LMB匯流排 50
3.2 核間通信機制介紹 51
3.2.1 Mailbox 51
3.2.2 Mutex 52
3.2.3 Shared Memory 53
3.2.4 Interrupt 54
3.2.5 PLBv46_PLBv46 Bridge 55
3.2.6 FSL互連體系 56
3.2.7 DAM Controller 57
3.2.8 混合衍生體系 58
3.3 本章小結 59
第4章 基於PowerPC的單核
系統設計 60
4.1 簡單硬體系統設計 60
4.1.1 用BSB創建工程 61
4.1.2 分析已創建的工程 66
4.1.3 生成硬體IP網表檔案 67
4.1.4 下載測試程式 67
4.2 添加IP核到硬體系統 69
4.2.1 打開工程 70
4.2.2 擴展硬體系統 70
4.2.3 分析MHS檔案 76
4.2.4 下載比特流 76
4.3 自定義IP核的設計與添加 77
4.3.1 新建一個自定義IP核 78
4.3.2 添加自定義IP核 83
4.3.3 在硬體系統中開發套用測試程式 85
4.4 基本的套用軟體設計 85
4.4.1 打開一個工程 85
4.4.2 創建一個BSP 85
4.4.3 升級基本的C檔案 87
4.4.4 連線器腳本 89
4.5 使用SDK進行軟體設計 92
4.5.1 打開工程 93
4.5.2 添加定時器和中斷控制器 93
4.5.3 配置BSP 95
4.5.4 運行SDK 95
4.5.5 創建一個C工程 95
4.5.6 管理編譯配置 95
4.5.7 添加源程式 96
4.5.8 編寫中斷程式並編譯代碼 97
4.5.9 生成ELF檔案 100
4.5.10 硬體測試 101
4.5.11 SDK調試 101
4.6 本章小結 107
第5章 多核嵌入式系統硬體設計實線 108
5.1 基於FSL體系的多核系統設計 108
5.1.1 建立單核硬體系統 109
5.1.2 EDK工程中創建自定義FIFO 112
5.1.3 利用ISE設計自定義FIFO 115
5.1.4 添加多MB，搭建多核系統 115
5.1.5 添加測試核間通信的程式 118
5.1.6 下載比特流，配置FPGA 120
5.2 基於Mailbox體系的多核系統設計 142
5.2.1 建立單核硬體系統 143
5.2.2 添加Mailbox核 143
5.2.3 添加MB1，搭建雙核系統 144
5.2.4 添加核間通信測試程式 147
5.2.5 下載比特流，配置FPGA 150
5.3 基於Mutex體系的多核系統設計 151
5.3.1 建立單核硬體系統 152
5.3.2 添加Mutex核 152
5.3.3 添加MB1，搭建雙核系統 153
5.3.4 添加核間通信測試程式 154
5.3.5 下載比特流，配置FPGA 156
5.4 基於Interrupt體系的多核系統設計 157
5.4.1 打開多核工程 158
5.4.2 添加Interrupt和Timer核 158
5.4.3 添加測試核間通信的程式 160
5.4.4 下載比特流，配置FPGA 161
5.5 基於Shared Memory體系的多核系統設計 162
5.5.1 打開上個實驗中的雙核工程 163
5.5.2 添加BRAM以及xps_bram_cntlr 163
5.5.3 添加MB2，搭建三核工程體系 163
5.5.4 添加測試核間通信的程式 167
5.5.5 下載比特流，配置FPGA 168
5.6 本章小結 178
第6章 多核嵌入式系統軟體開發 179
6.1 圖像格式介紹 179
6.1.1 BMP圖片格式 179
6.1.2 JPEG圖片格式 180
6.2 RGB與YCrCb顏色模型 180
6.2.1 RGB顏色模型 181
6.2.2 YCrCb顏色模型 181
6.3 RGB2YCrCb算法設計實驗 181
6.3.1 在雙核通信系統上添加軟體套用 182
6.3.2 重要宏定義、數據結構設計 182
6.3.3 算法設計、編譯與部署 184
6.3.4 下載比特流，配置FPGA 187
6.4 DCT算法設計實驗 189
6.4.1 在雙核通信系統上添加軟體套用 189
6.4.2 重要宏定義、數據結構設計 189
6.4.3 算法設計、編譯與部署 190
6.4.4 下載比特流，配置FPGA 191
6.5 單核執行圖像處理算法以及時間測量 193
6.5.1 解析算法執行的流程 193
6.5.2 修改shm.c檔案 193
6.5.3 下載比特流，配置FPGA 196
6.6 多核執行圖像處理算法以及時間測量 197
6.6.1 解析算法執行的流程 198
6.6.2 修改shm.c檔案 199
6.6.3 下載比特流，配置FPGA 203
6.7 本章小結 203
第7章 多核結構的價值與發展前景 204
7.1 單核/多核體系的性能指標對比 204
7.1.1 單核/多核體系執行時間對比 204
7.1.2 單核/多核體系占用資源對比 204
7.1.3 基於實驗的多核體系架構的幾點改進 205
7.2 多種嵌入式處理器性能對比 206
7.2.1 Actel軟硬核處理器 206
7.2.2 Altera軟硬核處理器 208
7.2.3 Lattice嵌入式處理器 210
7.2.4 Actel、Altera、Lattice和Xilinx嵌入式處理器性能比較 212
7.3 基於Tilera的眾核體系 212
7.4 本章小結 213
參考文獻 214
