SoC 設計與應用：架構、低功耗與 FPGA 實現

曹陽

SoC 設計與應用：架構、低功耗與 FPGA 實現 預覽內頁
  • 出版商: 清華大學
  • 出版日期: 2026-05-01
  • 售價: $534
  • 貴賓價: 9.5 折 $507
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 312
  • ISBN: 7302712107
  • ISBN-13: 9787302712107
  • 相關分類: FPGA

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商品描述

"《SoC設計與應用：架構、低功耗與FPGA實現》深入講解了SoC設計與應用的核心知識，並通過具體實例演練了各個知識點的應用方法。全書共10章，內容包括SoC 架構概述，SoC的基本組成，SoC設計的相關工具，處理器架構設計，內存架構設計，互連架構設計，SoC電源管理設計，SoC時鐘管理設計，SoC低功耗設計，基於FPGA的賽車遊戲。本書內容豐富全面，語言簡潔面不失技術深度，易於閱讀，以極簡的文字介紹了復雜的案例。 《SoC設計與應用：架構、低功耗與FPGA實現》適用於已經了解Verilog/SystemVerilog語言基礎語法，想進一步學習芯片設計、CPU設計、GPU設計等硬件設計的讀者，此外，本書還可以作為大專院校相關專業的師生用書和培訓機構的專業性教材。 "

作者簡介

曹陽，畢業於哈爾濱工業大學電子學院，碩士。SoC設計領域積累了豐富的開發經驗，精通Verilog和System Verilog硬件描述語言，熟悉數字電路設計和驗證流程，擅長RTL設計和仿真驗證。現就職於華大九天，參與了多款SoC芯片產品的系統架構設計、指令集架構定義以及功能單元設計工作，負責實現功能模塊的RTL描述和功能驗證，並與團隊協作完成系統級驗證和性能評估。

目錄大綱

第1章  SoC架構概述 1

1.1  SoC介紹 2

1.1.1  SoC的定義 2

1.1.2  SoC的發展歷史 3

1.2  SoC的重要性 4

1.2.1  SoC在電子行業中的應用 4

1.2.2  SoC的優勢 6

1.3  SoC的基本組成 7

1.4  SoC的發展趨勢 8

1.4.1  集成度的提升 8

1.4.2  功耗的優化 9

1.4.3  人工智能的嵌入 11

1.4.4  其他發展趨勢 12

 

第2章  SoC的基本組成 15

2.1  中央處理單元 16

2.2  存儲器子系統 16

2.2.1  內部緩存 16

2.2.2  內存控制器 17

2.2.3  RAM 18

2.2.4  外存 18

2.2.5  閃存 19

2.3  外設接口 20

2.3.1  通用串行總線接口 20

2.3.2  SPI接口 21

2.3.3  I2C接口 21

2.3.4  UART接口 22

2.4  總線結構 23

2.4.1  AMBA總線 23

2.4.2  AXI總線 24

2.4.3  OCP總線 25

2.5  中斷控制和調試模塊 25

 

第3章  SoC設計的相關工具 27

3.1  IDE工具 28

3.1.1  Synopsys Design Compiler 28

3.1.2  Cadence Genus 28

3.1.3  Xilinx Vivado 29

3.2  布局布線工具 30

3.2.1  Cadence Innovus 30

3.2.2  Synopsys IC Compiler 31

3.3  時序分析工具 32

3.3.1  Synopsys PrimeTime 33

3.3.2  Cadence Tempus 33

3.4  功能仿真工具 34

3.4.1  ModelSim 34

3.4.2  Synopsys VCS 35

3.5  高層次綜合工具 36

3.6  下載並安裝Xilinx Vivado 37

3.6.1  Xilinx Vivado的優點和功能 37

3.6.2  下載並安裝Xilinx Vivado 38

 

第4章  處理器架構設計 45

4.1  處理器選擇 46

4.1.1  處理器核心類型選擇 46

4.1.2  處理器數量選擇 47

4.2  處理器性能分析 48

4.2.1  時鐘頻率 48

4.2.2  性能等級 49

4.3  處理器指令集架構 49

4.3.1  處理器指令集架構基礎 50

4.3.2  在處理器上運行簡單的匯編程序 50

4.3.3  處理器指令集架構設計 51

4.3.4  比較不同指令集架構的性能 54

4.4  處理器緩存設計 58

4.4.1  配置和優化L1緩存 58

4.4.2  添加和調整L2緩存 61

4.4.3  使用L3緩存 64

4.5  基於RISC-V的CPU SoC設計與實現系統 67

4.5.1  項目介紹 67

4.5.2  單周期CPU 68

4.5.3  流水線CPU 82

 

第5章  內存架構設計 91

5.1  內存類型選擇 92

5.2  存儲層次結構設計 104

5.3  基於FIR濾波器的數據處理與驗證系統 113

 

第6章  互連架構設計 131

6.1  總線架構的選擇 132

6.2  數據通路設計 134

6.3  外設接口配置 141

6.4  SoC芯片互連網絡設計 155

6.5  基於AHB-Lite SoC的USB全速批量傳輸系統 160

 

第7章  SoC電源管理設計 171

7.1  電源分配 172

7.2  電源域和電壓域設計 177

7.3  芯片溫度管理 188

7.4  動態電壓和頻率調整 192

7.5  電源管理單元 196

7.6  電源監控和反饋 204

 

第8章  SoC時鐘管理設計 213

8.1  時鐘源選擇 214

8.2  時鐘分頻和分配網絡設計 215

8.3  時序約束 222

8.4  基於Altera DE1-SoC FPGA的時鐘系統 231

 

第9章  SoC低功耗設計 259

9.1  低功耗設計概述 260

9.2  SoC低功耗設計方法 263

9.3  低功耗橋接器系統 282

 

第10章  基於FPGA的賽車遊戲 287

10.1  背景介紹 288

10.2  項目介紹 288

10.3  準備工作 289

10.4  圖像ROM模塊 290

10.5  PS/2控制器接口 293

10.6  遊戲引擎 300

10.7  VGA處理 309

10.8  FPGA頂層設計 311

10.9  編譯運行 311

 

 

 

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