基于FPGA与RISC-V的嵌入式系统设计 Ji yu FPGA yu RISC-V de qian ru shi xi tong she ji

本书详细介绍了RISC-V指令集及其设计思想,并在此基础上引入了一种称为FARM的软硬件 开发模式,将FPGA同RISC-V CPU软核相结合,并利用Arduino与Make作为软件快速开发工具, 有效地提高了开发效率,使系统设计具有更好的通用性和可移植性。 除了上述有关软硬件的讨论之外,本书的作者还与国内小脚丫FPGA的团队进行了合作,成 功地将书中的大部分内容移植到了小脚丫FPGA旗下的STEP CYC10开发板上,并将相关的技术细 节在书中做了详细陈述,以方便读者的动手实践。 本书内容既有深度,又有广度,对各类从事软硬件开发的科技人员会有很大的参考价值。对 高校相关专业的学生,本书也是一部很好的参考书。 封面 扉页 内容简介 版权页 序语1 序语2 序语3 序语4 引言 感谢 目录 第1章 概述 1.1 背景阐述 1.2 FPGA 1.3 RISC-V 1.4 小脚丫FPGA开发平台 1.5 C/C++,Make与工具链 1.6 嵌入式操作系统 1.7 Arduino集成开发环境 1.8 模块授权方式 1.9 PulseRain RTL库 1.10 资料来源 1.11 代码资源 第2章 FPGA 2.1 FPGA背景概述 2.2 FPGA与数字芯片的异同 2.3 FPGA与CPLD的区别 2.4 FPGA开发中硬件设计语言的选择 2.5 FPGA的片上内存 2.6 用FPGA实现双向同步SRAM 接口 2.7 FPGA的DSP Block 2.8 时钟与复位 2.9 时钟域跨越 2.10 有限状态机的System Verilog模板 2.11 高速IO与源同步总线(Source Synchronous Bus) 2.12 FPGA在数字信号处理中的应用 2.13 其他技巧 2.14 面积与性能的平衡 2.15 数字逻辑与处理器各自适用的领域 第3章 RISC-V指令集 3.1 RISC-V的历史 3.2 8051的CISC指令集与RISC-V的比较 3.3 RISC-V与其他RISC指令集的比较 3.4 RISC-V基础指令集(RV32I与RV32E) 3.5 RISC-V扩展指令集 3.6 RISC-V特权架构 第4章 设计基于RISC-V指令集的Soft CPU 4.1 2018 RISC-V Soft CPU Contest获奖作品:Pulse Rain Reindeer 4.2 适合于FPGA的设计目标 4.3 PulseRain Reindeer的设计策略 4.4 PulseRain Reindeer的RTL设计 4.5 处理器验证的方式 第5章 外围设备接口 5.1 UART 5.2 I2C和SMBus 5.3 SPI 5.4 PWM 5.5 microSD存储卡 5.6 PS/2接口 5.7 旋转编码器 5.8 7段数码管显示器 5.9 USB 5.10 以太网 第6章 嵌入式软件开发基础 6.1 目标文件格式 6.2 Link Script(编译用链接脚本) 6.3 工具链 6.4 嵌入式系统中高级编程语言的选择 6.5 C语言在嵌入式系统中的应用 6.6 C++语言在嵌入式系统中的应用 6.7 MAKE 第7章 嵌入式操作系统的移植 7.1 嵌入式操作系统的分类 7.2 Zephyr操作系统的RISC-V移植 第8章 Arduino开发系统 8.1 Arduino的历史 8.2 Arduino的技术贡献 8.3 Arduino开发板 8.4 Arduino IDE集成开发环境和Arduino Language 8.5 Arduino IDE集成开发环境下第三方开发包的使用和制作 8.6 Arduino IDE集成开发环境下第三方支持库的使用和制作 第9章 综合实验平台:小脚丫STEP FPGA开发板 9.1 STEP CYC10开发板简介 9.2 RISC-V for Step FPGA 9.3 动态内存的访问与时序约束 9.4 处理器仿真 9.5 外围设备与中断 9.6 外围设备寄存器地址列表 9.7 串行口 9.8 GPIO 9.9 5向按键 9.10 7段管显示器 9.11 三轴加速度传感器(ADXL345) 9.12 开发板示范Sketch 第10章 知识产权保护 10.1 知识产权保护的方式 10.2 计算机指令集的知识产权保护 10.3 逆向工程 10.4 协议授权 正文结束