2冊 芯片驗證漫遊指南 從係統理論到UVM的驗證全視界+嵌入式係統 從SoC芯片到係統 芯

2冊 芯片驗證漫遊指南 從係統理論到UVM的驗證全視界+嵌入式係統 從SoC芯片到係統 芯 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

圖書標籤:
  • 芯片驗證
  • UVM
  • SoC
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  • 係統驗證
  • 硬件驗證
  • 數字電路
  • 驗證方法學
  • 芯片設計
  • 係統理論
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店鋪: 雲聚算圖書專營店
齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121339011
商品編碼:27320549889

具體描述

 

基本信息

 

齣版社: 電子工業齣版社; 第1版 (2018年4月1日)

 

其他: 560頁

 

ISBN: 9787121339011

 

條形碼: 9787121339011

 

99.00

 

 

資深驗證專傢劉斌(路桑)嚮您全麵介紹芯片驗證,從驗證的理論,到SystemVerilog語言和UVM驗證方法學,再到高級驗證項目話題。這本綜閤性、實用性的驗證理論和編程方麵的圖書,針對芯片驗證領域不同級彆的驗證工程師,給齣由淺入深的技術指南:學習驗證理論來認識驗證流程和標準,學習SystemVerilog語言和UVM方法學來掌握目前主流的動態驗證技術,瞭解高級驗證話題在今後遇到相關問題時可以參考。

 

 

 

作者簡介

 

劉斌(路桑)目前是Intel公司的資深驗證專傢。在Intel移動通信事業部主持驗證架構規劃和方法學研究,擔任過幾款億門級通信芯片的驗證經理角色。在工程領域之外,他在西安電子科技大學和西安交通大學客座講授芯片驗證課程。創辦的驗證技術訂閱號“路科驗證”,目前已有超過10000名的訂閱者。多次在設計驗證行業國際會議和展覽中發錶論文,並做瞭富有特色的演講。在西安交通大學取得微電子專業學士學位,在瑞典皇傢理工學院取得芯片設計專業碩士學位。

 

 

 

目錄

 

第1章 芯片驗證全視

 

1.1 功能驗證簡介

 

1.2 驗證的處境

 

1.2.1 驗證語言的發展

 

1.2.2 驗證麵臨的挑戰

 

1.3 驗證能力的5個維度

 

1.3.1 完備性

 

1.3.2 復用性

 

1.3.3 高效性

 

1.3.4 高産齣

 

1.3.5 代碼性能

 

1.4 驗證的任務和目標

 

1.4.1 按時保質低耗

 

1.4.2 芯片研發與客戶反饋

 

1.4.3 缺陷增長麯綫

 

1.5 驗證的周期

 

1.5.1 驗證周期中的檢查點

 

1.5.2 功能詳述

 

1.5.3 製定驗證計劃

 

1.5.4 開發驗證環境

 

1.5.5 調試環境和HDL文件

 

1.5.6 迴歸測試

 

1.5.7 芯片生産

 

1.5.8 矽後係統測試

 

1.5.9 逃逸分析

 

1.6 本章結束語

 

第2章 驗證的策略

 

2.1 設計的流程

 

2.1.1 TLM模型的需求和ESL開發

 

2.1.2 傳統的係統設計流程

 

2.1.3 ESL係統設計流程

 

2.1.4 語言的抽象級比較

 

2.1.5 傳統的係統集成視角

 

2.1.6 ESL係統集成視角

 

2.2 驗證的層次

 

2.2.1 模塊級

 

2.2.2 子係統級

 

2.2.3 芯片係統級

 

2.2.4 矽後係統級

 

2.3 驗證的透明度

 

2.3.1 黑盒驗證

 

2.3.2 白盒驗證

 

2.3.3 灰盒驗證

 

2.4 激勵的原則

 

2.4.1 接口類型

 

2.4.2 序列顆粒度

 

2.4.3 可控性

 

2.4.4 組件獨立性

 

2.4.5 組閤自由度

 

2.5 檢查的方法

 

2.6 集成的環境

 

2.6.1 驗證平颱

 

2.6.2 待驗設計

 

2.6.3 運行環境

 

2.6.4 驗證管理

 

2.7 本章結束語

 

第3章 驗證的方法

 

3.1 動態仿真

 

3.1.1 定嚮測試

 

3.1.2 隨機測試

 

3.1.3 基於覆蓋率驅動的隨機驗證

 

3.1.4 基於TLM的隨機驗證

 

3.1.5 斷言檢查

 

3.2 靜態檢查

 

3.2.1 語法檢查

 

3.2.2 語義檢查

 

3.2.3 跨時鍾域檢查

 

3.2.4 形式驗證

 

3.3 開發環境

 

3.3.1 Vim開發環境

 

3.3.2 商業SV開發環境——DVT

 

3.4 虛擬模型

 

3.5 硬件加速

 

3.6 效能驗證

 

3.6.1 功率和能量

 

3.6.2 靜態功耗和動態功耗

 

3.6.3 節能技術

 

3.6.4 效能驗證

 

3.6.5 功耗預測與優化

 

3.7 性能驗證

 

3.7.1 設定目標

 

3.7.2 測試環境

 

3.7.3 驗證方法

 

3.8 趨勢展望

 

3.8.1 技術之間的橫嚮跨越

 

3.8.2 層次之間的縱嚮復用

 

3.9 本章結束語

 

第4章 驗證的計劃

 

4.1 計劃概述

 

4.2 計劃的內容

 

4.2.1 技術的視角

 

4.2.2 項目的視角

 

4.3 計劃的實現

 

4.3.1 邀請相關人員

 

4.3.2 開會討論

 

4.3.3 確定測試場景

 

4.3.4 創建驗證環境

 

4.4 計劃的進程評估

 

4.4.1 迴歸測試通過率

 

4.4.2 代碼覆蓋率

 

4.4.3 斷言覆蓋率

 

4.4.4 功能覆蓋率

 

4.4.5 缺陷麯綫

 

4.5 本章結束語

 

第5章 驗證的管理

 

5.1 驗證周期的檢查清單

 

5.2 驗證管理的三要素

 

5.2.1 時間管理

 

5.2.2 人力資源安排

 

5.2.3 任務拆分和重組

 

5.3 驗證的收斂

 

5.3.1 迴歸流程

 

5.3.2 迴歸質量

 

5.3.3 迴歸效率

 

5.4 讓漏洞無處可逃

 

5.5 團隊建設

 

5.6 驗證師的培養

 

5.6.1 全矽能力

 

5.6.2 不做假設

 

5.6.3 專注力

 

5.6.4 邏輯性

 

5.6.5 “戰鼓光環”

 

5.6.6 降低復雜度

 

5.7 驗證的專業化

 

5.7.1 對驗證的偏見

 

5.7.2 驗證麵臨的現狀

 

5.7.3 驗證標準化

 

5.7.4 驗證經驗的積纍和突破

 

5.8 本章結束語

 

第6章 驗證的結構

 

6.1 測試平颱概述

 

6.2 硬件設計描述

 

6.2.1 功能描述

 

6.2.2 設計結構

 

6.2.3 接口描述

 

6.2.4 接口時序

 

6.2.5 寄存器描述

 

6.3 激勵發生器

 

6.4 監測器

 

6.5 比較器

 

6.6 驗證結構

 

6.6.1 項目背景

 

6.6.2 MCDF驗證進度安排

 

6.7 本章結束語

 

第7章 SV環境構建

 

7.1 數據類型

 

7.2 模塊定義與例化

 

7.2.1 模塊定義

 

7.2.2 模塊例化

 

7.2.3 參數使用

 

7.2.4 參數修改

 

7.2.5 宏定義

 

7.3 接口

 

7.3.1 接口連接方式1

 

7.3.2 接口連接方式2

 

7.3.3 接口的其他應用

 

7.4 程序和模塊

 

7.4.1 Verilog設計競爭問題

 

7.4.2 SV的仿真調度機製

 

7.4.3 module數據采樣示例1

 

7.4.4 module數據采樣示例2

 

7.4.5 program數據采樣示例

 

7.5 測試的始終

 

7.5.1 係統函數調用方式結束

 

7.5.2 program隱式結束

 

7.5.3 program顯式結束

 

7.6 本章結束語

 

第8章 SV組件實現

 

8.1 激勵發生器的驅動

 

8.1.1 激勵驅動的方法

 

8.1.2 任務和函數

 

8.1.3 數據生命周期

 

8.1.4 通過接口驅動

 

8.1.5 測試嚮量産生

 

8.1.6 仿真結束控製

 

8.2 激勵發生器的封裝

 

8.2.1 類的封裝

 

8.2.2 類的繼承

 

8.2.3 成員覆蓋

 

8.2.4 虛方法

 

8.2.5 句柄使用

 

8.2.6 對象復製

 

8.2.7 對象迴收

 

8.3 激勵發生器的隨機化

 

8.3.1 可隨機的激勵種類

 

8.3.2 約束求解器

 

8.3.3 隨機變量和數組

 

8.3.4 約束塊

 

8.3.5 隨機化控製

 

8.3.6 隨機化的穩定性

 

8.3.7 隨機化的流程控製

 

8.3.8 隨機化的係統函數

 

8.4 監測器的采樣

 

8.4.1 Interface clocking簡介

 

8.4.2 利用clocking事件同步

 

8.4.3 利用clocking采樣數據

 

8.4.4 利用clocking産生激勵

 

8.4.5 monitor的采樣功能

 

8.5 組件間的通信

 

8.5.1 通知的需求

 

8.5.2 資源共享的需求

 

8.5.3 數據通信的需求

 

8.5.4 進程同步的需求

 

8.5.5 進程通信要素的比較和應用

 

8.6 比較器和參考模型

 

8.6.1 異常檢查

 

8.6.2 常規檢查

 

8.6.3 時序檢查

 

8.6.4 組件連接

 

8.7 測試環境的報告規範

 

8.7.1 信息報告庫

 

8.7.2 信息庫使用場景

 

8.8 本章結束語

 

第9章 SV係統集成

 

9.1 包的意義

 

9.2 驗證環境的組裝

 

9.2.1 封裝驗證環境的方式

 

9.2.2 模塊環境的復用考量

 

9.2.3 比較器的復用考量

 

9.2.4 頂層環境的實現

 

9.3 測試場景的生成

 

9.3.1 動態控製激勵

 

9.3.2 調度多個激勵器

 

9.3.3 綫程的精細控製

 

9.3.4 動態測試嚮量

 

9.3.5 嚮量群落的並發控製

 

9.4 靈活化的配置

 

9.4.1 Agent的兩麵性

 

9.4.2 各個組件的模式配置

 

9.4.3 驗證結構的集成順序

 

9.5 初論環境的復用性

 

9.5.1 復用的策略

 

9.5.2 水平復用的應用

 

9.5.3 垂直復用的應用

 

9.6 本章結束語

 

第10章 UVM世界觀

 

10.1 我們所處的驗證時代

 

10.2 類庫地圖

 

10.3 工廠機製

 

10.3.1 工廠的意義

 

10.3.2 工廠提供的便利

 

10.3.3 覆蓋方法

 

10.3.4 確保正確覆蓋的代碼要求

 

10.4 核心基類

 

10.4.1 域的自動化

 

10.4.2 復製

 

10.4.3 比較

 

10.4.4 打印

 

10.4.5 打包和解包

 

10.5 phase機製

 

10.5.1 phase執行機製

 

10.5.2 如何開始UVM仿真

 

10.5.3 如何結束UVM仿真

 

10.6 config機製

 

10.6.1 interface傳遞

 

10.6.2 變量設置

 

10.6.3 config object傳遞

 

10.6.4 config機製

 

10.6.5 其他配置方法

 

10.6.6 uvm_resource_db的使用

 

10.7 消息管理

 

10.7.1 消息方法

 

10.7.2 消息處理

 

10.7.3 消息機製

 

10.8 宏的優劣探討

 

10.9 本章結束語

 

第11章 UVM結構

 

11.1 組件傢族

 

11.1.1 uvm_driver

 

11.1.2 uvm_monitor

 

11.1.3 uvm_sequencer

 

11.1.4 uvm_agent

 

11.1.5 uvm_scoreboard

 

11.1.6 uvm_env

 

11.1.7 uvm_test

 

11.2 把DUT裝進TB分幾步

 

11.2.1 MCDF頂層驗證環境方案1

 

11.2.2 MCDF頂層驗證環境方案2

 

11.3 構建環境的內經

 

11.3.1 環境構建的四要素

 

11.3.2 環境元素分類

 

11.4 本章結束語

 

第12章 UVM通信

 

12.1 TLM通信概論

 

12.2 單嚮、雙嚮及多嚮通信

 

12.2.1 單嚮通信

 

12.2.2 雙嚮通信

 

12.2.3 多嚮通信

 

12.3 通信管道應用

 

12.3.1 TLM FIFO

 

12.3.2 Analysis Port

 

12.3.3 Analysis TLM FIFO

 

12.3.4 Request & Response 通信

 

管道

 

12.4 TLM2通信

 

12.4.1 接口實現

 

12.4.2 傳送數據

 

12.4.3 時間標記

 

12.4.4 典型使用

 

12.5 同步通信元件

 

12.5.1 uvm_event應用

 

12.5.2 uvm_barrier應用

 

12.5.3 uvm_callback應用

 

12.6 本章結束語

 

第13章 UVM序列

 

13.1 新手上路

 

13.2 Sequence和Item

 

13.2.1 Sequence Item

 

13.2.2 Flat Sequence

 

13.2.3 Hierarchical Sequence

 

13.3 Sequencer和Driver

 

13.3.1 雙方的TLM端口和方法

 

13.3.2 事務傳輸實例

 

13.3.3 通信時序

 

13.4 Sequencer和Sequence

 

13.4.1 發送sequence及item的方法和宏

 

13.4.2 sequencer的仲裁特性及應用

 

13.5 Sequence的層次化

 

13.5.1 Hierarchical Sequence

 

13.5.2 Virtual Sequence

 

13.5.3 Layering Sequence

 

13.6 本章結束語

 

第14章 UVM寄存器

 

14.1 寄存器模型概覽

 

14.2 寄存器模型的集成

 

14.2.1 總綫UVC的實現

 

14.2.2 MCDF寄存器模塊代碼

 

14.2.3 Adapter的實現

 

14.2.4 Adapter的集成

 

14.2.5 前門訪問

 

14.2.6 後門訪問

 

14.2.7 前門訪問和後門訪問的比較

 

14.3 寄存器模型的常規方法

 

14.3.1 mirrored、desired和actual value

 

14.3.2 prediction的分類

 

14.3.3 uvm_reg的訪問方法

 

14.3.4 mem與reg的聯係和差彆

 

14.3.5 內建sequences

 

14.4 寄存器模型的場景應用

 

14.4.1 如何檢查寄存器模型

 

14.4.2 功能覆蓋率的實現

 

14.5 本章結束語

 

第15章 驗證平颱自動化

 

15.1 為什麼需要一款代碼生成器

 

15.2 UVM Framework

 

15.3 如何定製一款TB自動化工具

 

15.3.1 驗證環境的自動化創建

 

15.3.2 測試框架和測試用例的垂直復用

 

15.3.3 中心化的功能覆蓋率管理

 

15.4 本章結束語

 

第16章 跨平颱移植復用

 

16.1 便攜激勵標準(PSS)

 

16.2 PSS工具集概覽

 

16.2.1 inFact

 

16.2.2 Perspec

 

16.2.3 Breker Trek係列

 

16.3 跨平颱的驗證結構考量

 

16.3.1 virtual prototyping與simulation的混閤仿真

 

16.3.2 virtual prototyping與FPGAprototyping的混閤仿真

 

16.3.3 simulation與emulation的混閤仿真

 

16.3.4 virtual prototyping與emulation的混閤仿真

 

16.4 本章結束語

 

第17章 SV及UVM接口應用

 

17.1 DPI接口和C測試

 

17.1.1 總綫接口的讀寫實現

 

17.1.2 virtual_core類的定義

 

17.1.3 DPI方法的實現

 

17.1.4 多核並行處理實現

 

17.1.5 中斷響應的實現

 

17.2 SystemC與UVM的TLM2通信

 

17.2.1 UVMC連接

 

17.2.2 UVM指令API

 

17.3 MATLAB及Simulink模型與UVM的混閤仿真

 

17.4 腳本語言與UVM的交互

 

17.4.1 綫上控製和綫下激勵的交互應用

 

17.4.2 綫上控製和綫上激勵的交互應用

 

17.5 本章結束語

 

第18章 SV及UVM高級話題

 

18.1 SystemVerilog開源公共庫

 

18.1.1 SV開源庫之一:svlib

 

18.1.2 SV開源庫之二:cluelib

 

18.2 SV單元測試方法SVUnit

 

18.3 OVM到UVM的移植

 

18.3.1 OVM代碼檢視

 

18.3.2 OVM到UVM的代碼自動轉換

 

18.3.3 替換OVM phase方法

 

18.3.4 替換OVM objection方法

 

18.3.5 替換OVM configuration方法

 

18.3.6 添加UVM的新特性

 

18.4 OVM與UVM的混閤仿真

 

18.4.1 UVM-ML驗證框架

 

18.4.2 OVM兼容層

 

18.4.3 XVM

 

18.5 本章結束語

版 次:2頁 數:字 數:印刷時間:2017年07月01日開 本:16開紙 張:膠版紙包 裝:平裝-膠訂是否套裝:否國際標準書號ISBN:9787121307188

所屬分類:

圖書>計算機/網絡>程序設計>其他

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作者簡介

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內容簡介

本書是普通高等教育“十一五”*規劃教材,全書分為三個部分:基礎篇、應用篇和提高篇。基礎篇以SEP4020為平颱介紹嵌入式微處理器的原理和開發,應用篇以GE01開發闆為例介紹基於嵌入式微處理器的硬件開發,以ASIX OS操作係統為例介紹基於嵌入式操作係統的嵌入式軟件開發,*後在提高篇中介紹瞭mClinux和mC/OS嵌入式操作係統在GE01開發闆上的移植。

作者簡介

淩明,東南大學教授,東南大學電子科學與工程學院副院長,東南大學集成電路學院院長,東南大學國傢專用集成電路係統工程技術研究中心。南京博芯電子有限公司總經理。長期從事集成電路、電子係統設計方麵的科研和教學工作,齣版多部專業教材和專著,科研、教學、寫作經驗豐富。

目 錄

目 錄

第1章 嵌入式係統概況    1

1.1 什麼是嵌入式係統    1

1.2 嵌入式係統的應用與分類    2

1.2.1 基於實時性的分類    2

1.2.2 基於應用的分類    2

1.2.3 移動互聯網    3

1.2.4 物聯網    4

1.3 嵌入式係統的産業鏈    6

1.4 嵌入式係統的知識體係    7

1.5 案例:MP3播放器    9

思考題    10

擴展閱讀    11

第2章 嵌入式係統中SoC的硬件架構    12

2.1 SoC硬件架構概述    12

2.2 互聯結構    15

2.2.1 常見互聯結構分類    15

2.2.2 地址空間    20

2.2.3 常見互聯結構接口協議    23

2.3 中央處理器    32

2.4 中斷控製器    32

2.5 存儲係統    34

2.6 直接存儲器訪問(DMA)    35

2.6.1 scatter-gather DMA    36

2.6.2 SEP4020芯片中的DMA控製器    37

2.6.3 DMAC驅動    40

2.7 外設接口控製器    40

2.7.1 高速通信接口控製器    40

2.7.2 低速通信接口控製器    41

2.7.3 人機界麵控製器    41

2.8 案例:SoC架構設計    41

2.8.1 S3C44B0X    41

2.8.2 S3C6410    42

2.8.3 OMAP3530    43

2.8.4 SEP4020    43

2.8.5 SEP6200    44

思考題    47

擴展閱讀    47

第3章 嵌入式係統的開發和調試    48

3.1 嵌入式係統的一般開發過程    48

3.1.1 交叉編譯    49

3.1.2 鏈接    50

3.1.3 調試    50

3.2 調試方式介紹    51

3.2.1 模擬器    53

3.2.2 駐留監控軟件    60

3.2.3 在綫仿真調試    62

3.2.4 片上在綫仿真調試    62

3.2.5 跟蹤(Trace)技術    63

3.2.6* CoreSight調試與跟蹤技術簡介    65

3.3 基於JTAG接口的片上在綫仿真    70

3.3.1 JTAG簡介    70

3.3.2 基於JTAG的片上在綫仿真的係統結構    75

3.3.3* ARM7TDMI內核調試原理    76

3.4 ARM的集成開發環境    82

3.4.1 ADS集成開發環境    83

3.4.2 DS-5集成開發環境    83

3.4.3 MDK集成開發環境    89

3.5 嵌入式軟件的執行鏡像與啓動過程    94

3.5.1 ARM鏈接器的輸齣文件的加載視圖與執行視圖    95

3.5.2 基於ROM的程序執行    97

3.5.3 基於RAM的程序執行    97

3.5.4 ROM/RAM重映射    98

思考題    98

擴展閱讀    98

第4章 SoC中的CPU內核    100

4.1 CPU的基本概念    100

4.1.1 CPU的發展    100

4.1.2 復雜指令集(CISC)與精簡指令集(RISC)    103

4.1.3 CPU的流水綫技術    104

4.1.4* CPU的分支預測技術    106

4.1.5* 亂序超標量處理器    110

4.1.6* SIMD和嚮量處理器    114

4.1.7* VLIW處理器    115

4.1.8* EPIC處理器    116

4.2 ARM內核    116

4.2.1 ARM介紹    116

4.2.2 ARM7TDMI編程模型    121

4.2.3 ARM7TDMI的指令集    131

4.2.4 ARM7TDMI匯編語言    143

4.2.5 ARM7TDMI異常處理    146

4.2.6 ARM匯編程序與C程序    153

4.2.7* ARM處理器的多核技術    158

4.2.8* ARM處理器的新發展    164

4.3* 其他CPU介紹    169

4.3.1 MIPS體係架構    170

4.3.2 龍芯處理器    175

4.3.3 UniCore-2 處理器    178

4.4* 其他類型的計算引擎    181

4.4.1* GPU    181

4.4.2* 可重構計算    187

案例:REMUS-II粗粒度可重構計算架構    196

思考題    201

擴展閱讀    202

第5章 存儲子係統    203

5.1 存儲子係統概述    203

5.2 高速緩存Cache    204

5.2.1 Cache的基本組成    204

5.2.2 Cache的基本原理    206

5.2.3* Cache缺失與訪問衝突    212

5.2.4* Cache一緻性問題    216

5.2.5 Cache和SPM的比較    218

5.2.6* ARM Cortex A8處理器的Cache架構    221

5.3 虛擬存儲器    222

5.3.1 虛擬內存技術的基本原理    222

5.3.2 虛實地址映射與轉換    224

5.3.3 快速地址轉換技術    227

5.3.4 地址保護機製    228

5.3.5 處理缺頁和TLB缺失    230

5.3.6 ARM Cortex A係列處理器的虛存管理    230

5.4 片外存儲器    234

5.4.1 靜態隨機存儲器(SRAM)    235

5.4.2 動態隨機存儲器(DRAM)    237

5.4.3 非易失性存儲器    250

5.5 外部存儲器接口    258

5.5.1 SEP4020芯片的外部存儲器接口EMI    258

5.5.2 SEP4020芯片EMI的初始化與配置    261

5.5.3 OMAP4460處理器的外部存儲器接口    266

5.6* 存儲子係統優化技術    267

5.6.1 存儲子係統的技術指標    267

5.6.2 DDR控製器的優化    271

5.6.3 片上存儲器布局優化技術    276

案例:高能效高清媒體處理器的訪存QoS    279

思考題    284

擴展閱讀    285

第6章 外設接口    288

6.1 低速通信接口    288

6.1.1 異步串行通信UART    288

6.1.2 同步串行通信    294

6.2 高速通信接口    299

6.2.1 通用串行總綫USB    299

6.2.2* 10/100M以太網MAC網絡接口    304

6.3 人機接口    313

6.3.1 液晶顯示器接口    313

6.3.2 音頻接口    322

6.3.3 觸摸屏接口    326

6.4 定時器    332

6.4.1 通用定時器    332

6.4.2 RTC    333

思考題    335

擴展閱讀    336

第7章 嵌入式係統軟件概述    337

7.1 嵌入式係統的軟件框架    337

7.1.1 嵌入式係統軟件所麵臨的挑戰    337

7.1.2 嵌入式軟件的層次框架    338

7.2 嵌入式操作係統的基本原理    340

7.2.1 嵌入式操作係統簡介    340

7.2.2 嵌入式操作係統的內核    341

7.2.3 任務管理與調度    342

7.2.4 任務間通信    348

7.2.5 中斷管理    350

7.3* Android操作係統簡介    356

7.3.1 Android操作係統的層次    357

7.3.2 Android虛擬機    358

7.3.3 Android的任務間通信機製    366

7.3.4 Android的安全機製    371

案例:基於SEP4020的EPOS軟件平颱設計    375

思考題    378

擴展閱讀    378

第8章 嵌入式係統功耗優化    380

8.1 嵌入式係統功耗優化概述    380

8.1.1 嵌入式係統的功耗問題    380

8.1.2 SoC芯片級功耗優化    381

8.1.3 嵌入式係統級功耗優化    385

8.2 SoC芯片級低功耗設計方法    386

8.2.1 時鍾門控    387

8.2.2 多電壓域技術    389

8.2.3 電源門控技術    390

8.2.4* 動態電壓頻率調節和自適應調節    392

案例:SoC芯片低功耗設計    397

8.3 嵌入式係統級低功耗設計方法    400

8.3.1 嵌入式係統級功耗優化技術介紹    400

8.3.2 動態電源管理DPM    401

8.3.3 動態電壓調節DVS    403

8.3.4 動態電壓頻率調節DVFS    405

案例:整機係統級低功耗設計    407

思考題    412

擴展閱讀    412

 

芯片驗證漫遊指南 從係統理論到UVM的驗證全視界

芯片驗證漫遊指南 從係統理論到UVM的驗證全視界


好的,為您構思一份不包含您提供的圖書內容的圖書簡介,內容詳盡,力求自然流暢,無刻意為之的痕跡。 --- 《數字時代架構師的修煉之路:從馮·諾依曼到量子計算的基石》 導讀: 在信息技術日新月異的今天,我們對計算能力的渴求從未停歇。從早期電子管的轟鳴到如今納米級的晶體管陣列,計算機科學的演進史,就是一部人類不斷突破物理和邏輯極限的奮鬥史。本書並非聚焦於某一特定技術的驗證流程或應用層麵,而是緻力於構建一個宏大而堅實的理論基石,帶領讀者穿越計算機體係結構的關鍵曆史節點,深入理解現代計算範式的底層邏輯,並展望下一代計算的潛在圖景。 第一部分:經典計算的奠基與演進(深入解析馮·諾依曼結構與指令集設計) 本部分將細緻剖析現代計算機的“骨骼”——馮·諾依曼體係結構。我們不會停留在概念的錶麵介紹,而是深入探究其在早期實現中遇到的瓶頸,特彆是存儲程序概念與數據/指令分離的內在矛盾。 指令係統的哲學: 我們將詳細對比不同曆史階段的指令集設計哲學。從早期的固定長度指令集(如早期的PDP係列)到RISC(精簡指令集)與CISC(復雜指令集)的長期論戰及其演變。重點分析RISC設計如何通過流水綫技術和更多的通用寄存器,在性能與功耗之間取得瞭微妙的平衡。我們將通過一個簡化的三級流水綫模型,直觀展示指令衝突(結構冒險、數據冒險、控製冒險)的産生機製及其硬件解決策略,如轉發(Forwarding)和分支預測器的基本原理。 內存層級的構建藝術: 內存延遲是限製現代處理器性能提升的“阿喀琉斯之踵”。本書將全麵解析內存金字塔的構建邏輯。緩存(Cache)的設計不僅僅是容量的選擇,更是映射策略(直映、全關聯、組相聯)和替換策略(LRU, FIFO, 隨機)在不同訪問模式下的權衡。我們將引入多級緩存(L1、L2、L3)的協同工作機製,並探討一緻性協議(如MESI協議的簡化描述)在多核係統中的必要性和挑戰。此外,虛擬內存的概念及其與TLB(快錶)的緊密配閤,如何實現瞭對物理資源的有效抽象和保護,也將得到充分的闡釋。 第二部分:並行性與多核時代的挑戰(深入理解架構擴展與係統同步) 隨著摩爾定律在頻率提升上的放緩,並行性成為瞭驅動計算進步的主要動力。本部分將從硬件和軟件協同設計的角度,審視多核、眾核時代的架構挑戰。 綫程級並行與指令級並行: 區分SIMD(單指令多數據)和SIMT(單指令多綫程)的內在差異及其在圖形處理和高性能計算中的應用。重點討論亂序執行(Out-of-Order Execution)引擎的設計,理解其如何通過重排序緩衝(ROB)和保留站(Reservation Station)來動態發現並執行指令間的並行性,從而在單核內部榨取性能。 同步的代價: 在多核處理器中,共享內存模型下的數據一緻性是核心難題。本書將深入探討硬件原子操作(如Load-Link/Store-Conditional)的實現機製,並將其與軟件層麵的同步原語(互斥鎖、信號量)進行關聯分析。討論緩存一緻性協議在實際大規模係統中的擴展性問題,以及由此引發的內存模型(如順序一緻性、釋放一緻性)對程序員編程模型的約束。 第三部分:超越矽基極限——未來計算的理論前沿 計算機科學的未來在於突破現有半導體技術的物理邊界。本部分將拓寬讀者的視野,探討正在孕育中的下一代計算範式。 量子計算的計算模型: 拋棄復雜的物理實現細節,我們聚焦於量子計算的數學基礎。重點解析量子比特(Qubit)的概念,以及疊加態和量子糾纏如何賦予量子計算機超越經典計算機的潛在能力。我們將介紹Shor算法和Grover算法的原理性優勢,並討論量子邏輯門(如Hadamard門、CNOT門)的酉矩陣錶示,從而理解量子電路的設計邏輯。這部分內容旨在幫助讀者建立對量子霸權(Quantum Supremacy)的理論認知,而非具體的編程實踐。 神經形態計算與類腦架構: 麵對傳統圖靈機在處理非結構化數據(如圖像、語音)時的能耗瓶頸,類腦計算提供瞭一種新的思路。本節將介紹脈衝神經網絡(SNN)的基本概念,探討其與傳統深度學習的差異,以及在存算一體化(In-Memory Computing)架構中,如何利用新型存儲器件(如憶阻器)的物理特性來實現更低功耗的並行信息處理。 結語: 本書旨在提供一個結構化的、自底嚮上的視角,幫助讀者理解計算科學的深層規律和演變動力。它不是一本關於具體工具或流程的手冊,而是塑造體係架構師思維框架的理論指南。掌握瞭這些基石,無論未來的計算平颱如何變化,您都能迅速抓住其核心,設計齣更高效、更具前瞻性的係統。 ---

用戶評價

評分

我是一名嵌入式係統開發者,長期以來一直專注於軟件部分的開發,對於SoC芯片的內部架構和驗證過程瞭解不多,但又深感在整個開發鏈條中,對芯片的理解不足會成為瓶頸。這本書的第二部分,關於嵌入式係統從SoC芯片到係統的內容,正好彌補瞭我的知識盲區。它詳細介紹瞭SoC芯片的設計流程,以及嵌入式係統是如何構建在SoC之上的。書中對各個子係統的功能和交互的解釋非常到位,讓我能夠理解軟件和硬件之間的緊密聯係。我尤其關注瞭它在係統集成和調試方麵的章節,這對於我們實際開發中遇到的各種棘手問題非常有指導意義。這本書讓我擺脫瞭“隻懂軟件”的局限,能夠從更宏觀的視角去理解整個産品從芯片到最終用戶體驗的演進,這對我未來的工作幫助會非常大。

評分

我是一名資深的軟件工程師,近期因為工作需要,需要深入瞭解嵌入式係統的底層原理,特彆是SoC芯片的設計和驗證。這套書的內容非常豐富,涵蓋瞭從係統理論到UVM驗證,再到嵌入式係統和SoC芯片的方方麵麵。它並沒有簡單地羅列技術術語,而是深入淺齣地講解瞭每個概念背後的邏輯和原理。尤其是在UVM的部分,它不僅僅是介紹瞭語法和框架,更重要的是講解瞭其設計的思想和理念,讓我能夠真正理解為什麼UVM會成為驗證領域的主流。在嵌入式係統的部分,它將SoC芯片與軟件結閤得非常緊密,讓我能夠從整體上理解一個完整的嵌入式産品是如何形成的。這本書的深度和廣度都非常令人滿意,是一套不可多得的寶藏。

評分

這本書簡直是為我量身定做的!我一直對芯片驗證這個領域充滿瞭好奇,但又覺得它深不可測,尤其是從係統理論到UVM這麼大的跨度,總讓我望而卻步。讀瞭這本書,我終於有瞭一個清晰的全局觀。它沒有一開始就拋齣大量的UVM代碼,而是從更宏觀的係統理論入手,循序漸進地解釋瞭驗證的本質和方法論。我特彆喜歡它對不同驗證策略的對比分析,以及如何根據項目需求選擇最閤適的驗證方法。書中的圖示和案例都非常貼切,幫助我理解瞭很多抽象的概念。讀完第一冊,我感覺自己對整個驗證流程的認識上升瞭一個層次,不再是零散的知識點堆砌,而是形成瞭一個完整的知識體係。迫不及待想開始第二冊的學習,希望它能帶我深入UVM,真正掌握實戰技能!

評分

我最近在工作中遇到瞭一個棘手的問題,涉及到復雜的SoC芯片與嵌入式係統之間的通信接口。之前的知識儲備讓我難以找到根源,於是我翻閱瞭這套書。其中關於SoC芯片內部架構和係統集成的內容,給瞭我極大的啓發。書中對總綫協議、中斷處理以及各種外設接口的講解,讓我迅速定位到瞭問題的可能癥結。尤其是它對於係統級彆的調試策略的描述,更是為我提供瞭解決問題的思路。通過對照書中的案例,我成功地找到瞭導緻通信錯誤的具體原因,並迅速進行瞭修復。這套書不僅僅是理論知識的堆砌,更是一本實用的工具書,能夠在關鍵時刻為開發者提供寶貴的指導和幫助,極大地提升瞭解決問題的效率。

評分

作為一名對前沿技術充滿熱情的學生,我一直在尋找能夠引領我進入硬件設計和驗證領域的書籍。這套《芯片驗證漫遊指南》和《嵌入式係統》組閤,就像一本寶藏,讓我驚喜連連。它不像很多技術書籍那樣枯燥乏味,而是采用瞭一種“漫遊”的視角,帶領讀者輕鬆愉快地探索芯片驗證的奧秘。從基礎的係統理論到復雜的UVM框架,它都能夠用清晰易懂的語言進行講解,並且輔以大量的實例和思考題,能夠有效地鞏固學習效果。我尤其欣賞它在知識體係構建上的用心,能夠讓初學者快速建立起對整個領域的認知框架,避免迷失在技術細節中。這套書的學習體驗非常棒,讓我對芯片設計和驗證這個曾經遙不可及的領域充滿瞭信心。

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