书名：Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南pdf/doc/txt格式电子书下载

推荐语：

作者：何宾著

出版社：清华大学出版社

出版时间：2013-05-01

书籍编号：30143501

ISBN：9787302322221

正文语种：中文

字数：896000

版次：1

所属分类：互联网+-产品/运营

版权信息

书名：Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南

作者：何宾

出版社：清华大学出版社

出版日期：2013-05-01

ISBN：9787302322221

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推荐序（一）

把握All Programmable SoC技术，推动中国创新事业

新年伊始，获悉北京化工大学何宾教授的《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南》图书即将出版，我感到非常振奋。

从诞生至今，赛灵思一直都是行业的先锋企业，29年来引领了众多的行业创新。在过去的两年中，赛灵思最为自豪的，就是自28nm产品推出以来公司所实现的众多的行业第一，其中包括：

（1）行业第一个All Programmable SoC Zynq-7000系列。该系列的发布为行业带来了软件和硬件全面可编程的SoC平台。

（2）行业第一个3D IC。该产品的发布使得半导体制造业突破了摩尔定律的限制。已经量产的Virtex-7 2000T 3D IC是目前半导体历史上最大的IC，拥有68亿个晶体管。

（3）行业第一个异构3D IC。该3D IC让28nm FPGA功能和40nm 28G SerDes收发器功能得以完美集成，成为行业第一个拥有400G吞吐能力的单芯片。

（4）行业第一个把高层次综合能力引入到All Programmable FPGA设计流程中，使得FPGA工程师能够通过构建基于C/C++/System C的模型而转换硬件实现。

（5）打造行业第一个面向未来10年All Programmable设计的新一代环境——Vivado Design Suit，把集成和实现的速度提高4倍以上，大大提升了工程设计的生产力。

（6）Zynq加HLS（赛灵思高层次综合工具），让系统设计工程师能够基于All Programmable SoC实现软硬件的协同设计，大幅度缩短了其产品的上市进程。

所有这些赛灵思所创造的行业领先产品和技术，让赛灵思能够为工程业界提供领先一代的价值优势，帮助工程师们充分释放其创造和创新的巨大潜能。

芯片平台进入门槛一直是局限中国信息行业发展的瓶颈，赛灵思的28nm All Programmable产品，尤其是其Zynq系列，对于中国的工程师们来说，是一个非常合适且高效的平台，可以支持他们实现精彩纷呈的行业创新。我很高兴中国的教师能够如此迅速地发现Zynq All Programmable SoC的价值，并率先出版拥有大量实例的、理论和实践相结合的中文设计指南。这些图书将加速中国工程师借助Zynq平台把创意变成现实，推动中国的创新事业。

更智能的专业化软硬件平台，将是嵌入式系统的未来。而Zynq All Programmable SoC，就是这样一个专业的、跨学科、跨产业、跨时空和跨职业生涯的强大软硬件平台，不仅将加速中国学术界创新人才培养，而且还将在推动工业界的创新方面扮演重要的角色！

最后，我再次对何教授及参编作者在该书出版上所作的努力表示诚挚的谢意！

杨　飞

Xilinx亚太地区销售与市场副总裁

2013年1月

推荐序（二）

紧密结合ARM与FPGA技术，致力中国智造

首先，恭喜北京化工大学何宾教授写作完成的《Xilinx Zynq-7000 All Programmable SoC设计指南》图书即将出版。

ARM公司自1990年诞生以来，一直致力于为芯片的设计开发提供领先的半导体知识产权（IP），全球有超过250家公司在ARM处理器IP的基础上开发出了数以百计的各类芯片。ARM在全球合作伙伴数量（包括世界领先的半导体公司和系统公司）也已经超过了1000个。

2012年，全球领先FPGA厂商赛灵思（Xilinx）公司与ARM合作，推出的Zynq-7000系列产品，完美地将ARM双核Cortex-A9 MPCore处理系统与赛灵思可扩展的28nm可编程逻辑构架结合在一起。该系列采用了业界事实标准的AMBA总线作为片上系统的互连总线，可支持双核Cortex-A9处理器系统以及可编程逻辑中定制加速器和外设的并行开发。

作为行业内第一款集成了Cortex-A系列内核的软、硬件全面可编程的平台，我们非常自豪能够参与和见证这一技术上的创新。同时，我们也非常高兴地看到FPGA的用户将可以从ARM生态中丰富的软、硬件资源中获益。相信Zynq-7000系列的推出，一定会给中国的工程师们提供一个更强大的工作和创新平台。

何宾老师基于该产品撰写的《Xilinx All Programmable SoC设计指南》，从片上系统（SoC）设计导论开始，继之以AMBA片上总线规范以及Cortex-A9处理器内核的说明，之后在详细描述Zynq-7000系列芯片特点的基础上系统地介绍了如何基于Zynq的丰富资源与特性进行软硬件的协调开发。下册则提供了非常丰富的设计实例来说明设计流程和方法。

作为ARM大学计划的一员，我非常高兴地看到Zynq-7000系列开发平台已经走入了大学，成为大学生们学习和研究的工具。在校大学生是未来优秀工程师的主力军，何宾老师撰写的可编程平台设计指南，把行业内领先的技术带进了大学的课堂，这对优秀人才的培养以及国内半导体技术的发展都有着重大的意义。

相信本书的出版发行定能够对芯片设计、嵌入式系统乃至计算机软硬相关学科的教学与科研提供很好的平台和参考。

时　昕

ARM中国区大学计划经理

2013年1月

前言

本书是作者历时近一年撰写的反映Xilinx最新可编程技术的著作。编写过程中感触颇多，愿与广大读者一起分享这些心得：

（1）当Xilinx将ARM公司的双核Cortex-A9处理器嵌入到FPGA芯片内，并结合最新的28nm工艺，制造出全新一代的可编程SoC平台后，取名叫EPP（Extensible Processing Platform，可扩展的处理平台），后来又改成All Programmable平台。在这个名字变化的过程中，反映了Xilinx给这个最新Zynq设计平台的定位——侧重于嵌入式系统的应用，未来的可编程逻辑器件向着嵌入式处理方向发展，未来的嵌入式系统“硬件”和“软件”将根据应用的要求，真正变成All Programmable（全可编程），即可以在单芯片内设计满足特定要求的硬件平台和相应的软件应用。在这个全可编程的实现过程中，体现着软件和硬件协同设计、软件和硬件协同调试、软件的串行执行和硬件逻辑的并行执行完美结合、未来的嵌入式系统是“积木块”的设计风格等设计思想。这些设计理念将在Zynq-7000平台上由理想变成实现。

（2）Zynq-7000器件是最新半导体技术、计算机技术和电子技术的一个结合体。在一个小小的半导体硅片上却集成了当今最新的信息技术。基于Zynq-7000平台进行高性能的嵌入式实现，需要微电子、数字逻辑、嵌入式处理器、计算机接口、计算机体系结构、数字信号处理等相关的知识。Zynq-7000是一个比较复杂的系统，是对一个设计者的基础理论知识和系统级设计能力的一个真正的考查。在这个平台上实现嵌入式系统的应用，体现着自顶向下的一体化设计理念。

（3）Zynq-7000平台是非常好的教学平台、科研平台和应用平台。作为教学平台，可以在这个平台上实现全过程的计算机相关课程的教学，使学生可以清楚地看到每个实现的具体过程。这样，学生就可以真正地理解嵌入式系统的内涵；作为科研平台，从事嵌入式相关技术研究人员，可以在这个全开放的平台上，将算法进行高性能的实现。并且，可以在这个平台上实现设计性能分析等研究；作为应用平台，该平台的应用将进一步提高嵌入式系统的灵活性和可靠性、大大降低设计成本，提高产品的市场竞争力。

全书共分23章，为了更好地帮助读者学习和掌握Zynq平台的设计原理和实现方法，按照Zynq-7000基础理论、Zynq-7000体系结构和Zynq-7000设计实践进行了详细的介绍。

（1）Zynq-7000基础理论篇详细介绍了学习Zynq-7000平台需要的基础理论知识。

（2）Zynq-7000体系结构篇详细介绍了Zynq-7000内的处理器系统、可编程逻辑系统、互联结构和外设模块等。

（3）Zynq-7000设计实践篇，详细介绍了基于Zynq全可编程平台的不同设计实例。

本书所给出的设计实例代表着Zynq的应用方向，在介绍这些设计实例的过程中，贯穿了很多重要的设计方法和设计思路，这些设计方法和设计思路比设计案例本身更加重要。为了便于读者学习，本书还配套提供了相关设计的完整工程文件及教学课件等资源。

在本书的编写过程中，得到了诸多人士的帮助。彭勃、李宝隆和孙丹阳同学帮助验证了本书的部分案例，并完成了书中部分表格和插图的绘制工作。中科院南京天文光学技术研究所的陆启帅参与了第9章和第10章内容的编写。还要感谢Xilinx大学计划、ARM大学计划、Digilent公司、Avent公司和北京麦克泰软件技术有限公司在软件和硬件平台方面给予的大力支持和帮助。

虽然作者花费了大量的精力和时间用于该书的编写，但是由于作者的知识水平有限，书中一定会存在诸多不足之处。在此，也恳请广大读者、同仁对本书提出宝贵的修改意见。

作者联系方式：hebin@mail.buct.edu.cn

编辑联系方式：shengdl@tup.tsinghua.edu.cn

编著者

2013年1月于北京

第一篇　Zynq-7000基础理论

本篇主要介绍了Xilinx Zynq-7000 SoC的相关基础理论知识。主要内容包括可编程SoC设计和AMBA协议规范两部分。

可编程SoC设计主要从整体上介绍了Zynq-7000平台的结构、基于Zynq-7000平台的设计方法学。使读者知道什么是Zynq-7000平台、这个平台能用来实现什么样的应用等问题、一个真正的嵌入式系统的设计应该是如何实现的等这些宏观的问题。对这些宏观问题的理解，直接影响读者对本书后续内容的理解和对Zynq-7000平台的应用。

AMBA协议规范详细地介绍了ARM AMBA规范的APB、AHB和AXI协议。Zynq-7000平台使用这些互联协议，用于ARM Cortex-A9双核处理器和外设之间的连接。读者必须要理解这些协议的内容，比如信号线、握手机制等。这是本书非常重要的知识，只有透彻地理解了这些协议，才能在使用Zynq-7000平台时，解决嵌入式系统“高效率”实现的问题。

第1章　可编程SoC设计

本章主要对片上可编程系统设计技术进行简要的介绍，内容包括：可编程SoC系统、Xilinx Zynq平台和Zynq平台设计方法学。在可编程SoC系统部分，介绍了软核及硬核处理器、可编程SoC技术的发展、可编程SoC技术的特点、可编程SoC的设计流程和可编程SoC的开发工具；在Xilinx Zynq平台部分，介绍了Xilinx Zynq平台的功能、处理系统PS特性、可编程逻辑PL特性、互联特性、Zynq信号、接口和引脚；在Zynq平台设计方法学部分，介绍了使用PL实现算法的优势、设计PL加速器、PL加速限制、功率减负和可重配置计算。

本章从总体上介绍了可编程SoC系统设计技术方法和设计流程。本章内容是学习后续章节的基础，读者要理解并掌握本章的内容。

1.1　可编程SoC系统

基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array, FPGA）的可编程片上系统（Programmable-System-on-a-Chip, P-SoC），包含嵌入式的软核/硬核处理器、存储器和硬件加速器。可编程SoC（以下简称P-SoC）的出现为设计者提供了设计高性能嵌入式系统，以及对系统进行优化的条件。

注：为了描述方便，书中所有P-SoC都是表示Xilinx的片上可编程系统。

1.1.1　软核及硬核处理器

P-SoC嵌入式处理器分为软核和硬核处理器两类。

1．硬核处理器

使用硅片上专门的单元实现一个处理器称为硬核处理器，Xilinx将PowerPC硬核集成到Virtex-Ⅱ Pro至Virtex-5系列的FPGA芯片中，并将ARM公司的Cortex-A9硬核集成到最新的Zynq-7000系列的FP

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