本書共11章,涉及的知識點有:Arm處理器、SoC組件(如存儲器、外設和調(diào)試組件等)、總線協(xié)議規(guī)范(AMBA、AHB和APB)、總線系統(tǒng)、調(diào)試集成、低功耗設計、時鐘系統(tǒng),以及軟件開發(fā)和高級設計注意事項。本書以ArmCortex-M系列處理器相關內(nèi)核為基礎,重點闡述SoC設計方法及系統(tǒng)的構成、設計、集成、應用等。
本書是基于ArmCortex-M內(nèi)核架構開展SoC設計的優(yōu)秀參考書。Arm公司創(chuàng)造性地將處理器架構及相關技術成果同具體的處理器硬件產(chǎn)品分離,以知識產(chǎn)權(IP)產(chǎn)品的形式授權給半導體制造商,制造商使用這些IP產(chǎn)品并結合自身優(yōu)勢快速開展產(chǎn)品設計、制造并推廣應用。實踐證明:Arm公司的上述做法取得了巨大的成功,加速了電子系統(tǒng)設計及應用領域的快速發(fā)展。模塊化、標準化的IP設計思想為高性能電子系統(tǒng)的正確設計提供了保障,大大降低了SoC芯片設計難度,節(jié)約了時間與開支。
本書講解了基于ArmCortex-M處理器的SoC設計方法,重點對SoC的構成、設計、集成及應用進行了詳細闡述,最后討論了基于SoC的編程。第3章深入講解了先進微控制器總線架構(AMBA)規(guī)范,這部分內(nèi)容不局限于ArmCortex-M處理器內(nèi)核,相關的總線協(xié)議(如AHB、APB等)已經(jīng)成為SoC設計的標準,被廣泛使用;第5章深入講解了Cortex-M處理器系統(tǒng)的調(diào)試集成組件,其中JTAG調(diào)試接口是行業(yè)最流行的標準調(diào)試接口,廣泛用于芯片的集成測試、編程調(diào)試等方面;第6章講解了Cortex-M處理器低功耗特性,闡述了SoC低功耗設計需要考慮的因素以及設計方法,對微控制器及外設的自主創(chuàng)新設計具有普遍的指導意義。
本書通篇圍繞基于ArmCortex-M的SoC設計主線展開,涉及的知識點很全,邏輯層次清晰,講解深度適中,適合具有數(shù)字電路、模擬電路和嵌入式系統(tǒng)設計基礎的讀者參考,書中介紹的外設設計實例、SoC設計實例等均有極高的實踐參考價值。本書也可作為電子信息專業(yè)高年級本科生或研究生相關課程的教材,在教學和學習實踐中,還要配以FPGA實驗平臺來完成SoC數(shù)字系統(tǒng)的設計、綜合、驗證及板級應用開發(fā)。
姚文祥(Joseph Yiu),在微控制器和基于ArmCortex-M處理器的SoC設計領域,他是一位經(jīng)驗豐富的作家、演講者,Arm公司杰出工程師。他在業(yè)務應用和編程、ASIC/SoC設計、驗證、FPGA原型開發(fā)、低功耗設計和產(chǎn)品測試等方面擁有豐富的專業(yè)知識。另外,從加速的8位處理器到一個基于Arm的SoC設計項目,再到各種Cortex-M處理器及其設計工具套件,他在微控制器IP設計方面擁有20年的從業(yè)經(jīng)驗。他擔任過各種高級工程師,目前在物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式產(chǎn)品團隊中作為產(chǎn)品經(jīng)理調(diào)研下一代新產(chǎn)品,同時仍然參與一系列嵌入式處理器產(chǎn)品工程研發(fā)。
吳勇,1999年畢業(yè)于西安電子科技大學技術物理系電子材料與元器件專業(yè),2006年獲得西安電子科技大學技術物理學院材料物理化學專業(yè)碩士學位,自1999年起,一直在西安電子科技大學微電子研究所、微電子學院從事教學、科研和管理工作。2017年,任職于西安電子科技大學蕪湖研究院,擔任執(zhí)行院長一職。2021年擔任蕪湖市人大代表。目前主要從事碳化硅功率器件制備及應用、汽車電子相關領域的研究,承擔安徽省蕪湖市科研項目14項,擁有發(fā)明專利100余項,在國內(nèi)核心期刊發(fā)表論文20余篇。指導學生參加各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽,并獲得全國工業(yè)和信息化技術技能大賽二等獎、全國大學生集成電路創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽西北賽區(qū)三等獎、全國集成電路EDA技術技能大賽安徽省一等獎、蕪湖市大學生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽三等獎。