第1章可编程片上系统设计 2
1.1可编程片上系统 2
1.1.1软核及硬核处理器 2
1.1.2可编程片上系统技术发展 2
1.1.3可编程片上系统技术特点 3
1.2可编程片上系统设计与优化技术 4
1.2.1可编程片上系统设计技术 4
1.2.2通用可编程片上系统优化技术 7
1.2.3专用可编程片上系统优化技术 9
1.3Xilinx可编程片上系统芯片 11
1.3.1Spartan系列FPGA 11
1.3.2Virtex系列FPGA 13
1.3.3Zynq-7000系列FPGA 16
第2章AMBAAX14协议 18
2.1AXI协议 19
2.2AXI4功能 20
2.2.1AXI4全局信号 21
2.2.2低功耗接口信号 21
2.2.3AXI4通道及信号 21
2.2.4AXI4交易通道的握手信号关系 25
2.2.5AXI4猝发类型及地址计算 26
2.2.6AWCACHE和ARCACHE属性 27
2.2.7AXI互联结构模型 28
2.2.8用户信号 30
2.3AXI4-Lite功能 31
2.4AXI4-Stream功能 32
第3章MicroBlaze软核处理器结构 35
3.1MicroBlaze处理器结构框架 36
3.1.1MicroBlaze存储器结构 37
3.1.2MicroBlaze浮点单元 38
3.1.3MicroBlaze流连接接口 40
3.1.4MicroBlaze流水线结构 40
3.1.5MicroBlaze特权指令 42
3.1.6MicroBlaze指令类型 42
3.2MicroBlaze寄存器 43
3.2.1通用寄存器 43
3.2.2特殊寄存器 43
3.3MicroBlaze虚拟存储器管理 51
3.3.1实模式 52
3.3.2虚拟模式 52
3.4MicroBlaze事件及处理 59
3.4.1复位 60
3.4.2硬件异常 60
3.4.3断点 63
3.4.4中断 63
3.4.5用户向量（异常） 64
3.5MicroBlaze指令和数据缓存 64
3.5.1MicroBlaze指令缓存 64
3.5.2MicroBlaze数据缓存 66
3.6MicroBlaze调试和跟踪 68
第4章MicroBlaze软核处理器接口 69
4.1MicroBlaze接口 70
4.2AXI4接口 70
4.2.1存储器映射接口 70
4.2.2流接口 72
4.3PLB接口 72
4.4LMB接口 74
4.5FSL接口 75
4.6XCL接口 76
4.6.1XCL接口原理 76
4.6.2XCL交易 78
4.7调试接口 80
4.8跟踪接口 81
4.9编程接口 82
4.9.1堆栈规则 82
4.9.2存储器模型 83
4.9.3中断和异常句柄 84
第5章可编程片上系统开发平台 86
5.1设计流程及EDK工具 87
5.1.1设计流程 87
5.1.2EDK工具 88
5.2平台产生器 94
5.2.1加载路径 94
5.2.2输出文件 94
5.2.3BMM流程 95
5.3仿真模型产生器 95
5.3.1仿真库 996
5.3.2仿真模 97
5.3.3输出文件 98
5.3.4存储器初始化 98
5.4库产生器 101
5.4.1加载路径 101
5.4.2输出文件 103
5.4.3生成库和驱动 103
5.5平台规范工具 105
5.6flash存储器编程 105
5.6.1flash编程 105
5.6.2支持的flash硬件 106
5.6.3编程先决条件 107
5.6.4编程对话框 107
5.6.5定制flash编程 108
5.6.6可操作的特点和方法 110
5.7GNU编译器工具 111
5.7.1编译器框架 111
5.7.2编译器使用及选项 112
5.7.3MicroBlaze编译器 117
5.8GNU调试器 122
5.8.1GDB调试流程 122
5.8.2MicroBlaze的GDB目标 123
5.9Xilinx微处理器调试器 123
5.9.1XMD的使用 124
5.9.2连接命令选项 127
5.9.3MicroBlaze处理器目标 127
5.10系统ACE文件产生器 129
第6章可编程片上系统描述规范 129
6.1SOPC描述文件规范 132
6.2微处理器硬件规范 132
6.2.1MHS通用硬件规范 132
6.2.2AXI系统MHS规范 136
6.3微处理器外设规范 140
6.3.1MPD语法 140
6.3.2总线接口 143
6.3.3IO接口 144
6.3.4选项 145
6.3.5参数 147
6.3.6端口 155
6.3.7设计考虑 157
6.4外设分析命令 159
6.5黑盒定义 161
6.6微处理器软件规范 162
6.6.1MSS格式 162
6.6.2全局参数 164
6.6.3实例指定参数 164
6.6.4MDD/MLD指定参数 166
6.6.5OS指定参数 166
6.6.6处理器指定参数 166
6.7微处理器库定义 167
6.7.1库定义文件 167
6.7.2MLD格式规范 168
6.7.3MLD参数描述 171
6.7.4设计规则检查 172
6.7.5库产生 173
6.8微处理器驱动定义 173
6.8.1驱动定义文件 173
6.8.2MDD格式规范 173
6.9Xilinx板描述格式 176
6.9.1XBD格式 176
6.9.2属性命令 177
6.9.3本地参数命令及子属性 177
6.9.4本地端口命令及子属性 178
6.9.5使用1O_INTERFACE关联IP 179
6.9.6使用1O_INTERFACE桥接IP 180
6.9.7AXI系统XBD格式 180
第7章基于AXI4可编程片上系统设计流程 184
7.1工程的建立 185
7.1.1使用BSP向导 185
7.1.2新建工程的结构分析 188
7.1.3使用SDK设计程序 190
7.1.4使用SDK下载程序 193
7.1.5使用SDK调试程序 195
7.2添加AXIIP到硬件设计 196
7.2.1打开工程 196
7.2.2添加和配置AXIGPIO外设 196
7.2.3产生外部GPIO连接 198
7.2.4使用SDK设计程序 199
7.2.5使用SDK下载程序 202
7.2.6应用程序分析 203
7.3定制并添加AXIIP到系统 204
7.3.1打开工程 204
7.3.2产生AXI外设模板 205
7.3.3创建AXI外设 209
7.3.4添加和连接AXI外设 210
7.3.5导入硬件设计到SDK工具 212
7.3.6添加定制IP核软件驱动到设计 213
7.3.7使用SDK编写IP核应用程序 214
7.3.8修改程序的运行空间 216
7.3.9分析汇编目标文件 216
7.4中断控制器及中断服务程序的设计 217
7.4.1添加定时器和中断控制器 217
7.4.2编写中断服务程序 219
7.4.3修改链接脚本 223
7.4.4设计验证 223
7.5软件和硬件协同调试 225
7.5.1打开工程 225
7.5.2例化AXIChipScope核 225
7.5.3启动SDK软件调试器 227
7.5.4启动ChipScopePro硬件调试器 228
7.5.5执行H/S验证 228
第8章Xilinx操作系统及库 231
8.1Xilinx微核结构 232
8.2LibXiI标准C库 233
8.3板级支持包 235
8.3.1MicroBlaze处理器API 235
8.3.2Xilinx硬件抽象层 238
8.4Xilkernel核 238
8.4.1Xilkernel构成 239
8.4.2建立Xilkernel应用程序 240
8.4.3Xilkernel处理模型 241
8.4.4Xilkernel调度模型 241
8.4.5POSIX接口 241
8.4.6XilkernelAPI接口 242
8.4.7存储器保护 251
8.4.8系统初始化 253
8.4.9Xilkernel定制 254
8.5LibXil库 257
8.5.1LibXilFATFS 257
8.5.2LibXilMFS 258
8.5.3LibXilflash 260
8.5.4LibXillsf 262
第9章基于AXI4的Xilkernel实现 266
9.1系统硬件平台构建 267
9.2Xilkernel操作系统构建 269
9.3应用程序进程的实现原理及方法 271
9.3.1shell.C应用程序 272
9.3.2信号量实现方法 275
9.3.3消息实现方法 277
9.3.4定时器实现方法 280
9.3.5井字游戏实现方法 281
9.3.6互斥实现方法 282
9.3.7动态优先级实现方法 284
9.3.8按键中断实现方法 286
第10章基于AX14的IWIP协议栈实现 289
10.1IWIP协议栈 290
10.1.1建立硬件系统 290
10.1.2建立软件系统 293
10.1.3软件API 296
10.2系统硬件平台构建 298
10.3系统软件平台设计 300
10.3.1系统软件平台的自动生成 300
10.3.2BSP的相关设置分析 301
10.3.3应用程序关键代码分析 301
第11章基于AX14的多核处理器系统实现 303
11.1设计原理 304
11.2硬件平台搭建 306
11.2.1添加第二个软核处理器 306
11.2.2添加处理器间的共享资源 308
11.2.3完成端口连接 309
11.2.4完成新添加资源的地址空间分配 310
11.3软件应用程序设计 311
11.3.1建立应用程序 311
11.3.2应用程序分析 312
11.4系统调试和测试 315