书籍详情
Xilinx Zynq-7000嵌入式系统设计实验教程
作者：刘玉梅 著
出版社：科学出版社
出版时间：2021-11-01
ISBN：9787030705174
定价：¥58.00
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内容简介
《Xilinx Zynq-7000嵌入式系统设计实验教程》以Xilinx Zynq-7000 SoC系列为背景，介绍嵌入式系统设计技术，内容包括Zynq体系结构与开发流程、GPIO原理及接口程序设计、Zynq中断与定时技术、嵌入式Linux操作系统移植与驱动开发、Zynq外设模块结构、功能技术及综合案例设计等。《Xilinx Zynq-7000嵌入式系统设计实验教程》强调软硬件融合、软硬件协同的嵌入式系统设计，突出体现以IP核为中心系统级软硬件融合的设计思想；使用PetaLinux工具实现嵌入式Linux操作系统配置与移植，简化了嵌入式Linux操作系统移植过程；以Vivado为开发平台，基于PYNQ-Z2开发板，详细阐述了嵌入式系统的完整设计流程，设计了单元实验和综合案例，可以满足嵌入式系统教学和自学的需求。
作者简介
暂缺《Xilinx Zynq-7000嵌入式系统设计实验教程》作者简介
目录
目录
前言
第1章 Xilinx Zynq-7000 SoC概述 1
1.1 嵌入式系统简介 1
1.2 片上系统的发展 4
1.3 Zynq AP SoC系统 5
1.3.1 Zynq-7000 SoC简化模型 5
1.3.2 嵌入式SoC设计 6
1.4 Zynq-7000 SoC产品分类及资源 7
1.5 Zynq-7000 SoC功能和结构 8
1.5.1 Zynq-7000 SoC的功能 8
1.5.2 Zynq-7000 SoC处理系统 9
1.5.3 Zynq-7000 SoC可编程逻辑的构成 11
1.5.4 Zynq-7000 SoC内部的互联结构 13
第2章 Zynq开发方法与开发流程 15
2.1 Zynq-7000 SoC开发流程 15
2.2 基于Vivado和SDK设计的开发流程 19
2.2.1 加载开发板的板载文件 19
2.2.2 使用Vivado创建硬件工程 19
2.2.3 使用SDK开发软件 32
2.2.4 知识与实验拓展 37
2.3 Zynq的启动流程和启动镜像文件制作方法 39
2.3.1 Zynq-7000 SoC启动流程 39
2.3.2 启动文件的生成与下载 40
2.3.3 复习与拓展 46
2.4 Zynq开发流程总结 47
第3章 GPIO原理及应用实现 49
3.1 GPIO原理 49
3.1.1 GPIO接口及功能 49
3.1.2 Zynq GPIO的相关寄存器配置 50
3.1.3 GPIO编程实例 52
3.2 GPIO实验案例 61
3.2.1 实验目标 61
3.2.2 实验内容 61
3.2.3 实验流程与步骤 61
3.3 实验要求与验收标准 73
3.4 实验拓展 74
第4章 Zynq中断与定时技术 75
4.1 中断技术 75
4.1.1 中断原理 76
4.1.2 Zynq中断体系结构 77
4.1.3 中断程序设计 81
4.2 Zynq定时器技术 85
4.2.1 私有定时器和私有看门狗定时器 86
4.2.2 全局定时器/计数器 87
4.2.3 系统看门狗定时器 88
4.2.4 定时器/计数器 89
4.2.5 定时程序设计 91
4.3 Zynq中断与定时实验案例 94
4.3.1 实验目标 94
4.3.2 实验内容 94
4.3.3 实验流程与步骤 94
4.4 实验要求与验收标准 102
4.5 实验拓展 102
第5章 用户自定义IP核设计 103
5.1 IP核概述 103
5.2 IP核设计方法 104
5.3 自定义IP核实验案例 105
5.3.1 实验目标 105
5.3.2 实验内容 105
5.3.3 实验流程与步骤 105
5.4 实验要求与验收标准 124
5.5 实验拓展 124
第6章 Zynq调试技术及软硬件系统调试 125
6.1 ILA核简介 125
6.2 VIO核简介 127
6.3 构建协同调试硬件系统和软件工程 129
6.3.1 硬件系统构建 129
6.3.2 软件工程创建 135
6.4 软硬件协同调试 137
第7章 外设模块结构和功能 144
7.1 SD/SDIO外设控制器 144
7.2 吉比特以太网控制器 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内置XADC原理及实现 156
7.5.1 XADC结构 156
7.5.2 XADC工作模式 158
7.5.3 XADC IP核结构 161
7.5.4 XADC应用实例 162
第8章 Linux操作系统的移植和驱动技术 168
8.1 概述 168
8.2 使用PetaLinux工具配置Linux系统 168
8.2.1 准备Vivado工程 168
8.2.2 建立PetaLinux工程 169
8.2.3 配置Linux内核 175
8.2.4 配置根文件系统 177
8.2.5 编译内核 177
8.2.6 生成BOOT文件 178
8.2.7 测试Linux系统 179
8.3 Linux系统常用命令简介 180
8.4 Linux Xilinx GPIO 驱动技术简介 181
8.5 Linux系统下GPIO 驱动实验案例 184
8.6 Linux系统设备驱动技术 186
8.6.1 I2C设备驱动 187
8.6.2 Vivado工程设计 187
8.6.3 使用PetaLinux工具配置Linux系统及I2C驱动 187
8.6.4 使用C语言程序控制I2C设备 195
8.6.5 运行结果与拓展 197
第9章 数据采集系统的设计与实现 198
9.1 系统功能描述 198
9.2 任务分析设计 199
9.2.1 系统使用的相关传感器概述 200
9.2.2 硬件系统设计 205
9.2.3 软件功能设计 206
9.3 软硬件程序设计与实现 210
9.3.1 使用Vivado创建硬件工程 210
9.3.2 使用SDK软件设计系统功能 214
9.4 题目拓展 221
第10章 实验平台与开发环境概述 222
10.1 硬件平台概述 222
10.2 集成开发环境概述 224
参考文献 226
前言
第1章 Xilinx Zynq-7000 SoC概述 1
1.1 嵌入式系统简介 1
1.2 片上系统的发展 4
1.3 Zynq AP SoC系统 5
1.3.1 Zynq-7000 SoC简化模型 5
1.3.2 嵌入式SoC设计 6
1.4 Zynq-7000 SoC产品分类及资源 7
1.5 Zynq-7000 SoC功能和结构 8
1.5.1 Zynq-7000 SoC的功能 8
1.5.2 Zynq-7000 SoC处理系统 9
1.5.3 Zynq-7000 SoC可编程逻辑的构成 11
1.5.4 Zynq-7000 SoC内部的互联结构 13
第2章 Zynq开发方法与开发流程 15
2.1 Zynq-7000 SoC开发流程 15
2.2 基于Vivado和SDK设计的开发流程 19
2.2.1 加载开发板的板载文件 19
2.2.2 使用Vivado创建硬件工程 19
2.2.3 使用SDK开发软件 32
2.2.4 知识与实验拓展 37
2.3 Zynq的启动流程和启动镜像文件制作方法 39
2.3.1 Zynq-7000 SoC启动流程 39
2.3.2 启动文件的生成与下载 40
2.3.3 复习与拓展 46
2.4 Zynq开发流程总结 47
第3章 GPIO原理及应用实现 49
3.1 GPIO原理 49
3.1.1 GPIO接口及功能 49
3.1.2 Zynq GPIO的相关寄存器配置 50
3.1.3 GPIO编程实例 52
3.2 GPIO实验案例 61
3.2.1 实验目标 61
3.2.2 实验内容 61
3.2.3 实验流程与步骤 61
3.3 实验要求与验收标准 73
3.4 实验拓展 74
第4章 Zynq中断与定时技术 75
4.1 中断技术 75
4.1.1 中断原理 76
4.1.2 Zynq中断体系结构 77
4.1.3 中断程序设计 81
4.2 Zynq定时器技术 85
4.2.1 私有定时器和私有看门狗定时器 86
4.2.2 全局定时器/计数器 87
4.2.3 系统看门狗定时器 88
4.2.4 定时器/计数器 89
4.2.5 定时程序设计 91
4.3 Zynq中断与定时实验案例 94
4.3.1 实验目标 94
4.3.2 实验内容 94
4.3.3 实验流程与步骤 94
4.4 实验要求与验收标准 102
4.5 实验拓展 102
第5章 用户自定义IP核设计 103
5.1 IP核概述 103
5.2 IP核设计方法 104
5.3 自定义IP核实验案例 105
5.3.1 实验目标 105
5.3.2 实验内容 105
5.3.3 实验流程与步骤 105
5.4 实验要求与验收标准 124
5.5 实验拓展 124
第6章 Zynq调试技术及软硬件系统调试 125
6.1 ILA核简介 125
6.2 VIO核简介 127
6.3 构建协同调试硬件系统和软件工程 129
6.3.1 硬件系统构建 129
6.3.2 软件工程创建 135
6.4 软硬件协同调试 137
第7章 外设模块结构和功能 144
7.1 SD/SDIO外设控制器 144
7.2 吉比特以太网控制器 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内置XADC原理及实现 156
7.5.1 XADC结构 156
7.5.2 XADC工作模式 158
7.5.3 XADC IP核结构 161
7.5.4 XADC应用实例 162
第8章 Linux操作系统的移植和驱动技术 168
8.1 概述 168
8.2 使用PetaLinux工具配置Linux系统 168
8.2.1 准备Vivado工程 168
8.2.2 建立PetaLinux工程 169
8.2.3 配置Linux内核 175
8.2.4 配置根文件系统 177
8.2.5 编译内核 177
8.2.6 生成BOOT文件 178
8.2.7 测试Linux系统 179
8.3 Linux系统常用命令简介 180
8.4 Linux Xilinx GPIO 驱动技术简介 181
8.5 Linux系统下GPIO 驱动实验案例 184
8.6 Linux系统设备驱动技术 186
8.6.1 I2C设备驱动 187
8.6.2 Vivado工程设计 187
8.6.3 使用PetaLinux工具配置Linux系统及I2C驱动 187
8.6.4 使用C语言程序控制I2C设备 195
8.6.5 运行结果与拓展 197
第9章 数据采集系统的设计与实现 198
9.1 系统功能描述 198
9.2 任务分析设计 199
9.2.1 系统使用的相关传感器概述 200
9.2.2 硬件系统设计 205
9.2.3 软件功能设计 206
9.3 软硬件程序设计与实现 210
9.3.1 使用Vivado创建硬件工程 210
9.3.2 使用SDK软件设计系统功能 214
9.4 题目拓展 221
第10章 实验平台与开发环境概述 222
10.1 硬件平台概述 222
10.2 集成开发环境概述 224
参考文献 226
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