xilinx fpga上的嵌入式系统设计实例

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1、序这本书的写作可以说是勉为其难。Xilinx公司计划出版系列培训用书，而组织者谢凯年博士与笔者曾一起合作《嵌入式系统设计》课程的授课工作，并曾合作有关嵌入式系统的工程项目的开发。受托完成此书的写作，既感荣幸，更多惶恐。直待定位于培训用书，方敢应承下来。系统设计非一人可完成，笔者一直接受开源项目的开发模式，亦于google网上申请建立一开源项目，利用SVN协调此书的写作，并最终完成此书的写作。自2007年5月间始，至同年10月间止，参与者众，且多为笔者的本科班学生和硕士班学生，赖google的项目托管和SVN客户端工具，自始至终，绝大部分工作均于网上完

2、成。所以本书的写作本身也可以算是一个开源项目。由于作者的经验有限，而组织如此之多的参与者一起写作决非易事，因为开源项目的激励机制实难在此项目中有较好体现，故而虽历时数月，且参与者众，亦未满意的完成此书，实是心中有愧，幸赖团队中责任心较强之数人，总归勉强完成写作的工作。上海交通大学微电子学院大三学生马迪铭完成了第3章的最初写作，和第7章的项目设计，对此书的完成起到了重要作用；研三的学生孙炜参与了笔者的人脸检测的工程项目，并且从中提取出第6章的内容；大三学生梁天翼完成第8章的项目设计，并且严守信用，准时提交了详细的设计文档。这三位都是本书的作者。研三学生

3、张忠、施跃华、徐淑峰、杨泽宏等人完成第2章的主要内容；研二学生李寅祺、吴岘、高文、纪琮、唐豪川等人完成第四章的翻译和整理工作，并对第3、5、6、7、8章进行了修改。大三的阙志强同学亦完成了本书第三章的部分内容。由于本书的写作采用开源项目的方式，所以日后的修改亦可以通过网络维护。惟愿尽量减少此书的错误之处，并能给读者带来启发。作者2007-12-2前言在国内，《嵌入式系统设计》作为一门独立的课程已经有10余年的历史了，有关嵌入式系统的书籍可谓玲琅满目。笔者接触嵌入式系统有8年的时间了，而从事嵌入式系统课程的教学也有两个年头了。期间看了一些有关嵌入式系统

4、的书籍，也做了不少实际的嵌入式系统项目，根据个人的学习心得，以及授课的感受，嵌入式系统作为一门课程，其教学特点是异于其他的课程的。首先嵌入式系统是一个实践性极强的课程，对于动手能力要求很高，常常会碰到学生理论考试成绩很好，但是课程项目设计却做不出结果；基本概念说起来头头是道，碰到具体问题则束手无策。其次嵌入式系统的内容非常庞杂，通过老师上课时间的讲授仅仅能够涉及皮毛，建立基本概念，如果实践环节配合不上，那么教学工作很可能会颗粒无收。笔者总结多年的嵌入式系统设计经验，认为嵌入式系统功能容易实现，而提高性能则较为困难；设计过程容易掌握，而调试能力非常难于

5、建立。对于新手上路，建议少看书，多做项目，因为嵌入式系统概念容易理解，但是提升能力却是要靠实际项目积累经验的。一句话，嵌入式系统是做出来的，不是学出来的。嵌入式系统的设计往往是由一个团队完成的，该团队进展的顺利与否，常常取决于项目管理的好坏，而版本管理作为项目管理的一部分，又起着非常重要的作用。在此书的写作过程中，弱化基本概念，而强调实验和项目设计，并且强调版本管理的作用。本书的前三章是基本概念的介绍；第四章是XilinxFPGA上基于MicroBlaze软核的基础实验；第五章则为基于MicroBlaze软核的硬件系统构建了ucLinux操作系统平台

6、；第六、七、八三章是案例分析。第六章是XilinxXUPVIIPRO开发板上基于PowerPC硬核的嵌入式人脸检测系统的设计；第七章是XilinxSpartan3EStarterKit上基于Microblaze软核的MiniVOS服务器的设计；第八章是XilinxXUPVIIPRO开发板上基于Microblaze软核的快速点餐系统的设计。其中第一个案例源于笔者的工程课题；后面两个项目是嵌入式系统课程设计中的学生优胜组的作品。作者2007-12-2目录第一章嵌入式系统...........................................

7、.............................................................................71.1嵌入式系统概述................................................................................................................71.1.1嵌入式系统的定义................................................................

8、.................................71.1.2嵌入式系统的发展.......