Xilinx Zynq SoC与嵌入式Linux设计实战指南——兼容ARM Cortex-A9的设计方法（EDA工程

全球著名的可编程逻辑器件厂商Xilinx推出的新一代Zynq-7000可扩展处理平台（EPP）将双核ARMCortex-A9处理器、可编程逻辑（FPGA）和定制硬件IP外设紧密集成在一起，实现了灵活性、可配置性和高性能的完美组合。 Zynq-7000将双核ARM嵌入到FPGA内，可以利用其双核ARM运行嵌入式操作系统，进行人机交互界面和网络通信设计，利用Zynq的FPGA部分对算法进行并行计算，利用定制硬件IP外设进行接口扩展设计，从而简化了设计难度和复杂度。 本书以Zynq-7000的ARM Cortex-A9部分为核心，以Zynq-7000的FPGA部分为可编程外设，由浅入深，从简单的流水灯、Hello World开始，详细介绍了底层硬件接口原理、嵌入式Linux环境搭建、嵌入式Linux操作系统移植以及应用程序设计方法。本书是一本真正的“实战指南”！

学习资源

为了方便教学和自学，本书配套提供所有案例的完整工程设计文件。这些资源可以在清华大学出版社网站本书页面下载。

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陆启帅 中科院南京天文光学技术研究所（天文光学技术重点实验室）工程师。长期从事嵌入式系统方面科研和教学工作，在天文望远镜高精度跟踪控制、自适应光学控制、高速计算、ARM处理器架构以及嵌入式Linux有比较深入的研究和工程实践经验。

篇 Zynq入门篇…. 1

章 Zynq初体验…. 2

1.1 PL部分设计实现… 2

1.1.1创建工程… 3

1.1.2 设计输入… 5

1.1.3 设计综合… 9

1.1.4 设计实现… 10

1.1.5 下载执行… 11

1.2 PS部分设计实现… 12

1.2.1 建立Zynq硬件系统… 13

1.2.2在PS中设计Hello World程序… 15

1.2.3下载执行程序… 18

第二章Zynq集成开发环境…. 21

2.1 Zynq硬件平台… 21

2.1.1 Zynq XC7Z020芯片硬件资源… 21

2.1.2 ZedBoard硬件资源… 22

2.2 Zynq软件平台… 23

2.2.1嵌入式硬件开发工具XPS. 24

2.2.2嵌入式软件开发工具SDK.. 28

第三章Zynq启动流程及镜像制作…. 33

我们生活在一个快速连接的世界中——全球有超过60亿台移动计算设备相互连接，并且每天都持续增加约100万台移动计算设备。预计到2020年，全球移动计算设备总数将达到300亿台。随着物联网(IoT)以及万联网(IoE)的发展，海量大数据的存储、传输、处理、挖掘技术出现了极大的挑战。从处理响应速度来看，计算的处理响应速度从文字时代的秒级，到多媒体时代的百毫秒级、视频时代的十毫秒级，会迅速推进到5G时代的1毫秒级。对海量数据在1毫秒内完成处理，将是未来数十年摆在电子信息系统设计工程师面前的巨大难题。

随着摩尔定律走向深纳米时代，在20nm以下的工艺节点，每个节点的性价比提高幅度会比上一代逐渐减少，而前期的一次性工程费用（NRE）投入巨大，服务客户数量稀少，使得专用集成电路（ASIC）及专用标准集成电路（ASSP）在商业模式上步入绝境，赢利的公司数量锐减直至后消亡，尚能存活的将是可编程器件。

面对海量的计算任务，多核并行曾是解决方案之一，但受制于算法可并行部分的局限，更多的核并不能带来更高的效率，加速效能也逐渐走到了尽头。此外，受单颗芯片发热量密度限制，即使芯片上集成的晶体管越来越多，但可同时运行的晶体管数目却趋于恒定，多余的晶体管将沦为暗硅 (Dark Silicon)。因此，设计者不得不将目光转向冯·诺依曼架构之外的计算构架，例如领域定制化计算（Domain Specific Computing），它可在保持灵活性的同时，发挥每一个晶体管的计算能力，当然这也离不开可编程器件技术的长足发展。

在系统级别，大数据与软件定义一切，虚拟化一切的趋势，使得系统构架工程师不得不寻求更灵活、更智慧、更快速、更绿色的解决方案。而这些解决方案的核心往往与软件、硬件及I/O均可编程的芯片——赛灵思公司的All Programmable芯片相关。

在教育领域，除了需要培养能够应对未来数十年技术挑战的电子信息系统工程师之外，教学本身也充满了变革和机遇。随着大型开放式网络课程（MOOC）的兴起，在统一平台下通过互联网，以翻转课堂的方式，打破业界与教育界的壁垒，完成软件与硬件、理论与实验、年级与院系的全面贯通，将是很多电子信息类学科教育工作者的更高追求。

赛灵思大学计划将不遗余力地帮助教育工作者应对这些变革，与清华出版社合作将All Programmable全面可编程技术系统地引入到新型知识传播体系中去，培养能够应对下一代电子系统设计挑战的卓越工程师，为实现将“中国制造”变成“中国智造”的梦想，提供充足的智力和人才保障。

谢凯年

Xilinx大学计划大中华区经理