嵌入式系統芯片設計：基於CKCPU（簡體書）

本書介紹基於中天微國產集成電路 AMBA/AXI 總線嵌入式 CPU 片上系統（System on Chip，SoC）硬件電路設計，通過一系列相關實驗構建完整的 SoC 硬件電路。主要內容包括：CK-CPU 簡介、SoC 芯片設計入門、AXI 總線協議、AXI master 模塊設計、並行接口 LCD 和攝像頭控制模塊設計、AXI IIC 設計、SPI 模塊設計、AHB 總線 CK803、MIPI 全高清攝像 SoC 設計、運動控制與中斷、MP3 播放器設計、MJPEG 視頻播放器設計等。本書提供免費配套電子課件，並通過書中二維碼提供免費微課視頻。

張培勇，男，浙江大學副教授，十餘年來從事高校集成電路相關課程的教學、教研和科研工作，經驗豐富。曾就職于中天微從事國產集成電路、國產CPU設計研發工作。

目 錄

1 CK-CPU簡介 1
1.1 CK-CPU特性 1
1.2 CK803 體系結構簡介 3
1.3 CK807 體系結構簡介 3
1.4 實驗環境 5
2 SoC 芯片設計入門 6
2.2 CK-CPU SoC 軟件設計環境 10
2.3 CKCPU 的 Hello World 實驗 11
3 AXI總線協議 19
3.1 AXI總線協議介紹 19
3.2 AXI Lite 接口模塊設計 27
3.3 AXI Lite 接口 UART 設計 30
3.4 UART 驅動軟件 65
4 AXI master 模塊設計 72
4.1 AXI 突發傳輸模式 72
4.2 HDMI 控制器硬件設計 74
4.3 HDMI 初始化電路設計 78
4.4 HDMI 輸出電路設計 81
4.5 AXI LITE 接口 HDMI 控制器 88
4.6 AXI FULL 接口 HDMI 控制器 95
4.7 HDMI TMDS 編碼與串行輸出
電路設計 104
5 並行接口 LCD 和攝像頭控制模塊設計 125
5.1 並行 LCD 接口 125
5.2 並行 LCD 控制器設計 128
5.3 並行接口攝像頭控制器設計 135
6 AXI IIC 設計 147
6.1 IIC 總線協議 147
6.2 IIC 總線溫度傳感器 152
6.3 溫度傳感器 SoC 設計 156
6.4 AXI 接口 IIC 控制模塊設計 164
7 SPI模塊設計 203
7.1 SPI總線協議 203



7.2 SPI總線加速度傳感器 206
7.3 加速度傳感器SoC設計 208
7.4 AXI接口SPI控制模塊設計 212
7.5 SPI LCD控制模塊設計 229
8 AHB總線CK803 237
8.1 AHB總線協議 237
7.2 CK803 SoC 241
7.3 AHB to AXI Bridge 242
7.4 AHB to AXI Bridge模塊驗證 245
9 MIPI全高清攝像SoC設計 249
9.1 MIPI總線協議 249
9.2 攝像頭控制 250
9.3 MIPI串行信號接收 252
9.4 MIPI信號解碼 255
9.5 RAW8格式轉RGB 259
9.6 RGB轉YUV 260
9.7 AXI接口MIPI控制器 265
10 運動控制與中斷 276
10.1 兩輪平衡車原理 276
10.2 SoC硬件設計 277
10.3 驅動軟件設計 281
10.4 中斷 282
11 MP3播放器設計 290
11.1 SD卡讀寫 290
11.2 SD卡控制器設計 291
11.3 MP3軟件解碼 331
11.4 PWM音頻播放 332
12 MJPEG視頻播放器設計 338
12.1 JPEG編碼原理 338
12.2 JPEG文件格式 354
12.3 HLS設計IDCT電路 361
12.4 HLS設計JPEG解碼電路 377
12.5 MJPEG SoC設計 397