第1章  緒論

1.1  嵌入式繫統的發展概述

1.1.1  嵌入式繫統硬件平臺的發展

1.1.2  嵌入式繫統軟件平臺的發展

1.2  嵌入式繫統的應用

1.2.1  嵌入式繫統應用復雜度

1.2.2  嵌入式繫統應用領域1

1.3  嵌入式繫統軟硬件協同設計架構1

1.3.1  軟硬件協同設計方法

1.3.2  軟硬件協同設計架構-Zynq芯片架構

1.3.3  協同設計架構的芯片類型

1.4  開發工具軟件介紹

1.4.1  Vivado集成開發環境

1.4.2  其他的集成開發環境

本章小結

習題1

第2章  Zynq芯片的體繫結構

2.1  Zynq芯片的架構

2.1.1  Arm微處理器內核架構類型

2.1.2  Xilinx的FPGA

2.1.3  Zynq芯片的引腳及信號

2.1.4  PS的I/O端口

2.1.5  Zynq芯片運行的外部條件

2.2  Cortex-A9微處理器核

2.2.1  Armv7架構概述

2.2.2  Cortex-A9核的內部結構

2.2.3  工作模式

2.2.4  寄存器組織

2.3  存儲組織

2.3.1  Zynq芯片的地址特征

2.3.2  110端口的訪問方式

2.3.3  地址分配及片內存儲器

2.3.4  指令及數據緩存區

2.3.5  存儲組織的控制部件

2.4  異常中斷處理機制

2.4.1  異常的種類

2.4.2  異常的進入和退出

2.4.3  Zynq芯片的中斷控制

2.5  Armv7指令集

2.5.1  指令碼格式及條件域

2.5.2  寄存器裝載及存儲類指令

2.5.3  影響狀態標志位類指令

2.5.4  分支類指令

本章小結

習題2

第3章  總線結構及存儲器接口

3.1  總線的作用及分類

3.1.1  片內總線

3.1.2  板級總線

3.1.3  繫統級總線

3.2  AMBA總線規範

3.2.1  APB總線規範

3.2.2  AHB總線規範

3.2.3  AXI總線規範

3.3  Zynq芯片的總線結構

3.3.1  PS部分的接口連接

3.3.2  芯片內部PS和PL互聯結構

3.3.3  Zynq芯片的板級總線

3.4  存儲器芯片的接口設計方法

3.4.1  存儲器芯片分類

3.4.2  SROM型存儲器接口設計方法

3.4.3  DRAM型存儲器接口設計方法

3.4.4  NAND  Flash型存儲器接口設計方法

3.4.5  DDR型存儲器接口設計方法

3.5  Zynq芯片的外存儲繫統設計

3.5.1  SROM型存儲繫統設計

3.5.2  4倍-SPI  Flash存儲繫統設計

3.5.3  DDR存儲繫統設計

本章小結

習題3

……

第4章  外設端口及外設部件

第5章  人機接口設計

第6章  軟件平臺的構建

第7章  Linux驅動程序設計

第8章  有線通信網絡接口

第9章  無線通信網絡接口

第10章  軟硬件協同設計示例

附錄

參考文獻

嵌入式繫統是計算平臺的一種體現形式，已被廣泛地應用到工業控制、信息家電、通信設備、醫療儀器、軍事裝備等眾多領域，其開發技術隨著計算機理論及技術的發展而不斷更新。早期的嵌入式繫統，其應用領域主要局限在工業控制和一些數字式儀器儀表中，但是到了21世紀初，隨著普適計算（Ubiquitous Computing，又稱泛在計算）理論的出現，並伴隨著智能手機、物聯網等各種應用產品的湧現，嵌入式繫統改變了以通用個人計算機為主的計算模式，使計算無處不在。而隨著FPGA技術的發展，以及與通用微處理器的融合，在嵌入式繫統的微處理器芯片中出現了一種全可編程芯片架構，利用這種架構，設計者在設計嵌入式繫統時，可以靈活地確定軟硬件功能，方便進行硬件功能更新及升級，並且可以優化繫統性能，提高芯片的處理能力，解決大數據量的運算問題，並可利用內部的高速互聯總線，解決I/O接口與存儲器之間的數據傳輸瓶頸問題。
對於這種全可編程芯片，傳統的嵌入式繫統設計方法已不能滿足其設計要求。因此，繫統地開設嵌入式繫統軟硬件協同設計原理及設計方法的相關課程，培養計算機科學與技術、通信工程、電子工程等相關專業的本科生及研究生，使其能熟練掌握基於全可編程芯片的嵌入式繫統設計方法，是十分必要的。基於全可編程芯片的嵌入式繫統，其硬件構件較復雜，用戶應用軟件的復雜度也成倍增長，同時還涉及FPGA邏輯的設計。因此，要完整地學習嵌入式繫統的軟硬件協同設計知識，需要進行多門課程的學習。嵌入式繫統軟硬件協同設計教程中所涉及的知識點，是從事復雜嵌入式繫統平臺構建所必須掌握的基本知識。嵌入式繫統涉及的知識點非常多，因此，對於初學者來說，如何結合自己的目標，找準學習嵌入式繫統設計知識的切人點，是非常必要的。
本書重點介紹了基於全可編程芯片的嵌入式繫統硬件平臺組成及其接口技術，介紹了軟件平臺的構建，並列舉了許多基於2ynq-7000芯片的設計示例。
本書共10章，由符意德主編，王麗芳參加了第1章的編寫，彭凌霄參加了第4章的編寫，符冠瑤參加了第7和第8章的編寫，張蓉參加了第9章的編寫，劉宏參加了第10章的編寫。在本書的編寫過程中，參考了許多專家學者的成果，在此向他們表示感謝！
感謝本書責任編輯的支持。感謝家人的關心和支持。
嵌入式繫統目前還處於一個快速發展的階段，新的技術和應用成果不斷湧現，限於編者的水平，對於書中的不足之處希望廣大讀者批評、指正。
本書的課件和課後習題答案等配套資源可以從清華大學出版社網站下載，如果遇到問題，請發郵件至404905510@qq.com與編者聯繫。