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138千字
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2021-01-01
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主编推荐语
以一个案例解析的方式，把整个SoC设计行业所涉及的环节、工具大致介绍了一遍，基本上勾勒出了整个行业需要掌握的所有技能。
内容简介
SoC作为软硬件一体化集成程度最高的IT技术表达方式，是保护设计者知识产权的最完美介质。随着SoC设计技术的普及和芯片制造成本的不断降低，SoC成为每一个IT公司的标配。SoC设计其实不是一件神秘的事情，有明确的方法可以遵循。本书详细介绍了SoC全流程技术，从概念到需求分析，即从总体设计到模块分割，从详细设计到仿真验证，从生产到封测，从硬件集成到系统集成，从验收测试到第二轮迭代的完整过程。本书不仅适合初次接触芯片设计的人员，也适合对于芯片或机器人设计有一定了解的开发设计人员及架构师。
目录
- 版权信息
- 作者简介
- 内容简介
- 前言
- 第1章 SoC及AI芯片行业分析
- 1.1 背景分析
- 1.2 AI芯片产业分析
- 1.2.1 AI芯片研发现状分析
- 1.2.2 机器人端的研发现状
- 1.2.3 云端的研发现状
- 1.3 机器人研发背景分析
- 1.3.1 工业机器人
- 1.3.2 特殊环境下作业机器人
- 1.3.3 面向大众的服务机器人
- 第2章 警用机器人需求定义
- 2.1 为什么是警用机器人
- 2.1.1 机器人组装将会日益简单
- 2.1.2 机器人的故障率将居高不下
- 2.1.3 机器人故障将造成严重危害
- 2.2 我们的定位
- 2.2.1 技术方案确定
- 2.2.2 适应场景分析
- 2.2.3 功能需求定义
- 第3章 警用机器人的总体架构
- 3.1 警用机器人的总体架构设计
- 3.1.1 系统组成设计
- 3.1.2 运行流程设计
- 3.2 “观察者”子系统总体架构设计
- 3.2.1 飞行的技术选型
- 3.2.2 悬挂缆绳的技术选型
- 3.2.3 折叠的技术选型
- 3.2.4 通信的技术选型
- 3.2.5 续航能力的技术选型
- 3.3 “摧毁者”子系统总体架构设计
- 3.3.1 背景技术介绍
- 3.3.2 吸附方法的技术选型
- 3.3.3 吸附探测的技术选型
- 3.3.4 爬行方法的技术选型
- 3.3.5 摧毁方法的技术选型
- 第4章 警用机器人SoC总体设计
- 4.1 SoC总体流程
- 4.1.1 SoC芯片设计整体流程
- 4.1.2 数字芯片设计流程
- 4.1.3 模拟芯片设计流程
- 4.2 系统组流程
- 4.2.1 需求分析
- 4.2.2 架构设计
- 4.3 工艺设计
- 4.4 封装设计
- 第5章 需求分析
- 5.1 功能需求
- 5.2 Pin需求
- 第6章 数字设计——结构设计
- 6.1 芯片架构原理
- 6.1.1 芯片构成原理介绍
- 6.1.2 CPU
- 6.1.3 Bus
- 6.1.4 核心外设
- 6.2 掌握设计方法
- 6.2.1 建模工具UML
- 6.2.2 设计工具
- 6.3 设计总体结构
- 第7章 数字设计——概要设计
- 7.1 CPU设计
- 7.1.1 CPU内部设计
- 7.1.2 CPU引脚接口
- 7.1.3 Register接口
- 7.2 Bus设计
- 7.2.1 AHB总线设计
- 7.2.2 APB总线设计
- 7.3 Memory Controller器件设计
- 7.3.1 电路原理设计
- 7.3.2 引脚接口设计
- 7.3.3 Register接口
- 7.4 Clock器件设计
- 7.4.1 电路原理设计
- 7.4.2 引脚接口
- 7.4.3 Register接口
- 7.5 Interrupt Controller设计
- 7.5.1 电路原理设计
- 7.5.2 引脚接口
- 7.5.3 Register接口
- 7.6 Internal Memory器件设计
- 7.6.1 电路原理设计
- 7.6.2 引脚接口
- 7.6.3 Register接口
- 7.7 DMA器件设计
- 7.7.1 电路原理设计
- 7.7.2 引脚接口
- 7.7.3 Register接口
- 7.8 USB Controller器件设计
- 7.8.1 电路原理设计
- 7.8.2 引脚接口
- 7.8.3 Register接口
- 7.9 GPIO器件设计
- 7.9.1 电路原理设计
- 7.9.2 引脚接口
- 7.9.3 Register接口
- 7.10 FIFO器件设计
- 7.10.1 电路原理设计
- 7.10.2 引脚接口
- 7.10.3 Register接口
- 第8章 数字设计——AI协处理器设计
- 8.1 AI协处理器工作原理
- 8.1.1 AI综合打分法
- 8.1.2 AI的适用范围
- 8.2 AI的主要算法性能分析
- 8.3 AI芯片的架构设计
- 8.4 AI芯片的使用步骤是先训练再使用
- 8.5 警用机器人为何使用AI芯片
- 第9章 数字设计——详细设计
- 9.1 编程语言
- 9.1.1 芯片语言的基本概念
- 9.1.2 芯片语言的基本结构
- 9.1.3 设计原理
- 9.2 设计方法举例
- 第10章 数字设计——单元验证
- 10.1 单一部件的时序分析
- 10.1.1 时序分析方法
- 10.1.2 实验波形
- 10.2 单元测试的主要检查项
- 10.3 多部件的集成验证
- 10.3.1 拓扑分析
- 10.3.2 接口验证
- 10.4 地址映射
- 10.5 系统仿真语言
- 10.5.1 System C语言介绍
- 10.5.2 System C仿真工具
- 10.6 System C仿真实例
- 10.6.1 划分模块
- 10.6.2 行为定义
- 10.7 System C仿真结论
- 第11章 模拟设计——概要设计
- 11.1 PWM器件设计
- 11.1.1 电路原理设计
- 11.1.2 引脚接口
- 11.1.3 Register接口
- 11.2 AD/DA器件设计
- 11.2.1 ADC电路原理设计
- 11.2.2 DAC电路原理设计
- 11.2.3 引脚接口
- 11.2.4 Register接口
- 11.3 加速度计器件设计
- 11.3.1 加速度测量原理
- 11.3.2 电路原理设计
- 11.3.3 引脚接口
- 11.3.4 Register接口
- 第12章 模拟设计——详细设计和单元测试
- 12.1 编程语言
- 12.1.1 使用VHDL-AMS编程
- 12.1.2 使用Verilog-AMS编程
- 12.2 电路仿真
- 12.2.1 仿真工具
- 12.2.2 测试向量
- 12.2.3 SPICE仿真
- 第13章 模拟设计——集成验证和系统验证
- 13.1 噪声来源分析
- 13.1.1 低频噪声
- 13.1.2 半导体器件产生的散粒噪声
- 13.1.3 高频热噪声
- 13.1.4 电路板上电磁元件的干扰
- 13.1.5 晶体管的噪声
- 13.1.6 电阻器的噪声
- 13.1.7 集成电路的噪声
- 13.2 数字电路带来的电源噪声分析
- 13.2.1 电源线上的噪声
- 13.2.2 地线上的噪声
- 13.3 模拟电路噪声分析
- 13.4 功耗分析
- 第14章 后端设计
- 14.1 后端设计工具
- 14.1.1 Synopsys Design Compiler逻辑综合工具
- 14.1.2 Astro自动布局布线工具
- 14.2 怎样把设计变成芯片
- 14.2.1 布局分区
- 14.2.2 验证的具体方法
- 14.2.3 生产工艺
- 14.2.4 封装工艺
- 14.2.5 生产验证
- 14.3 实物验证
- 14.4 成本估算
- 第15章 警用机器人的硬件集成
- 15.1 通过3D打印设计连接结构
- 15.1.1 3D打印设备
- 15.1.2 打印机身和机翼
- 15.1.3 打印爬行脚
- 15.1.4 打印其他组件
- 15.2 设计PCB
- 15.2.1 总体设计
- 15.2.2 最小系统设计
- 15.2.3 启动和复位电路设计
- 15.2.4 供电电路设计
- 15.2.5 充电电路设计
- 15.2.6 姿态控制电路设计
- 15.2.7 电机驱动电路设计
- 15.3 连接与组装
- 15.3.1 安装发动机
- 15.3.2 安装螺旋桨
- 15.3.3 安装摄像头和云台
- 15.3.4 安装爬行脚
- 15.3.5 安装摧毁头
- 第16章 警用机器人的软件集成
- 16.1 操作系统选型
- 16.1.1 Arduino操作系统
- 16.1.2 OpenPilot操作系统
- 16.2 驱动程序设计
- 16.2.1 驱动程序设计原理
- 16.2.2 加速度传感器驱动程序设计
- 16.2.3 陀螺仪驱动程序设计
- 16.2.4 AI协处理器驱动程序设计
- 16.3 “观察者”应用程序设计
- 16.3.1 整体架构
- 16.3.2 初始化
- 16.3.3 主循环——100 Hz循环
- 16.3.4 主循环——50 Hz循环
- 16.3.5 主循环——10 Hz循环
- 16.4 “摧毁者”应用程序设计
- 16.4.1 整体架构
- 16.4.2 命令接收模块设计
- 16.4.3 吸附模块设计
- 16.4.4 爬行模块设计
- 16.4.5 执行模块设计
- 第17章 警用机器人的AI训练
- 17.1 收集自动校准图像样本
- 17.1.1 样本收集
- 17.1.2 样本标注
- 17.2 利用云端资源进行AI训练
- 17.2.1 TensorFlow简介
- 17.2.2 安装CUDA
- 17.2.3 安装CUDNN
- 17.2.4 安装virtualenv并下载TensorFlow文件
- 17.2.5 安装Bazel编译器
- 17.2.6 TensorFlow编译
- 17.2.7 测试
- 17.2.8 利用TensorFlow训练图像分类的模型
- 17.3 把AI训练结果导入“观察者”芯片上
- 第18章 警用机器人的全系统测试
- 18.1 飞行能力测试
- 18.1.1 测试目的
- 18.1.2 测试方法
- 18.1.3 测试结论
- 18.2 爬行能力测试
- 18.2.1 测试目的
- 18.2.2 测试方法
- 18.2.3 测试结论
- 18.3 吸附能力测试
- 18.3.1 测试目的
- 18.3.2 测试方法
- 18.3.3 测试结论
- 18.4 实施能力测试
- 18.4.1 测试目的
- 18.4.2 测试方法
- 18.4.3 测试结论
- 18.5 观测能力测试
- 18.5.1 测试目的
- 18.5.2 测试方法
- 18.5.3 测试结论
- 18.6 各部件耗电测试
- 18.6.1 测试目的
- 18.6.2 测试方法
- 18.6.3 测试结论
- 18.7 稳定性测试
- 18.7.1 测试目的
- 18.7.2 测试方法
- 18.7.3 测试结论
- 第19章 警用机器人的商业模式设计
- 19.1 市场规模分析
- 19.2 投资需求分析
- 19.3 商业模式策划
- 第20章 下一步研究：AI总线技术
- 20.1 AI总线技术是产业发展的趋势
- 20.1.1 为什么要做AI总线
- 20.1.2 AI总线的优势
- 20.2 AI总线对产业界的影响
- 20.2.1 AI总线的市场
- 20.2.2 AI总线的作用
- 20.2.3 AI总线是否会与现有技术、厂商发生冲突
- 20.2.4 AI总线对产业链的影响
- 20.3 AI总线的核心技术
- 20.3.1 总线的仲裁技术
- 20.3.2 设备的自我注册技术
- 20.3.3 设备间的传输技术
- 附录A
- A.1 存储控制器设计完整代码
- A.2 ADC设计完整代码
- A.3 AI训练设计完整代码
- 附录B 相关设计资源
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出版方
清华大学出版社
清华大学出版社成立于1980年6月，是由教育部主管、清华大学主办的综合出版单位。植根于“清华”这座久负盛名的高等学府，秉承清华人“自强不息，厚德载物”的人文精神，清华大学出版社在短短二十多年的时间里，迅速成长起来。清华大学出版社始终坚持弘扬科技文化产业、服务科教兴国战略的出版方向，把出版高等学校教学用书和科技图书作为主要任务，并为促进学术交流、繁荣出版事业设立了多项出版基金，逐渐形成了以出版高水平的教材和学术专著为主的鲜明特色，在教育出版领域树立了强势品牌。
