嵌入式（二）初识

书：
《Xilinx Zynq-7000嵌入式系统设计与实现——基于ARM Cortex-A9双核处理器和Vivado的设计方法》，何宾 张艳辉，电子工业出版社。

第1章：Zynq-7000 SoC设计导论

1、SoC

SoC：片上系统，System-on-Chip。将一个计算机系统集成到单芯片中的结构称为片上系统。集成了ARM CPU核、高级微控制器总线结构（Advanced Microcontroller Bus Architecture，AMBA总线）以及用于和外部不同外设连接的物理IP核。
SoC结构优点5：改善性能；降低功耗；减小体积；可靠性提高；降低总成本；
SoC结构缺点3：灵活性差；专用性强；设计复杂；

2、All Programmable SoC

All Programmable SoC：全可编程片上系统，All Programmable System-on-Chip。是CPU和可编程逻辑资源集成在单个芯片上的一种全新设计平台。
与SoC相比，充分利用了现场可编程门阵列内部结构的灵活性，克服了传统SoC器件灵活性差、专用性强及设计复杂的缺点，又具备传统SoC的所有优势。

全可编程SoC优势4：定制；延长产品生命周期；降低元器件成本；硬件加速；

全可编程片上系统中的CPU类型：
（1）硬核处理器，在芯片内的硅片上通过划分一定区域来实现一个CPU称为~。早期Xilinx将IBM的PowerPC硬核CPU集成到Virtex-Ⅱ Pro~Virtex-5系列的FPGA芯片中，后来Xilinx将ARM的双核Cortex-9硬核CPU集成到Zynq-7000系列的SoC芯片中。
硬核CPU优缺点：性能高、成本高、灵活性差。

（2）软核处理器，适用于对CPU性能要求不是很高的需求，没必要在硅片上专门划分一个区域来实现专用CPU，而是通过使用FPGA芯片内的所提供的设计资源，包括LUT、BRAM、触发器和互连资源，实现一个处理器的功能，这就是软核处理器。对于软核处理器来说，它通过HDL语言或网表进行描述，然后通过综合后才能被使用。
软核CPU优缺点：性能低、成本低、灵活性高，在需要时才在FPGA内使用逻辑资源生成一个专用嵌入式CPU。

3、SoC、MCU、CPU比较

名称	特点
片上系统SoC	（1）SoC内可集成多个CPU核（2）可集成容量更大的存储器块、不同的I/O资源以及其他外设。（3）可集成图象处理单元（Graphic Processing Unit，GPU）、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）以及视频核音频解码器等。（4）SoC系统上可以运行不同的操作系统，Windows、Linux、Android等。（5）功能强大，可用于更高级的应用，如数字设备的主芯片（智能手机、平板电脑）。
中央处理单元CPU	（1）单个处理器，不过Intel的含多个CPU核的芯片来说，已经不是传统CPU了，体现了SoC的影子。（2）CPU可以用在绝大多数场合，但需要外部额外的存储器和外设支持。
微控制器MCU	（1）典型的，只有一个CPU内核。（2）内部包含了存储器块、基本的I/O和其他外设。（3）MCU主要用于手工业控制领域，如嵌入式应用。

4、Zynq-7000

Zynq-7000 SoC：Xilinx公司提出的全可编程SoC。

• PS：处理系统，Processing System。
  • APU：应用处理器单元
  • 存储器接口
  • I/O外设

• PL：可编程逻辑系统，Programmable Logic。
  ...

5、Vivado：集成开发环境。

第24章：Linux开发环境的构建

1、构建虚拟机环境

2、安装和启动Ubuntu14.04客户机OS

3、安装FTP工具

4、安装和启动SSH和git组件

5、安装交叉编译器环境

6、安装和配置QT集成开发环境

第27章：Linux环境下简单字符设备驱动程序的开发

1、Linux驱动的开发流程

（1）必须知道驱动设备的特性，如寄存器种类、数量、功能等。可查这些设备的原理图和数据手册。
（2）明确知道需要驱动的设备类型。这样就可以在Linux提供的驱动程序库中找到模板，进而通过修改代码，完成索要驱动设备的驱动程序代码的编写。少数情况下没模板，可能需要从头写驱动代码。
（3）初始化驱动程序，向内核注册驱动程序。这样，应用程序传入文件名时，才能找到相应的驱动程序。
（4）确定驱动程序中需要实现的操作，如open(),close(),read(),write()等。
（5）有些驱动程序中还需要提供服务中断功能。
（6）将驱动编译到内核中，或者用insmod命令加载驱动程序。
（7）编写测试程序，对驱动进行测试。