《ARM硬件平臺設(shè)計》課件

ARM硬件平臺設(shè)計了解ARM硬件平臺設(shè)計的基本概念，掌握ARM架構(gòu)與指令集，介紹最新的芯片設(shè)計技術(shù)與工具。ARM架構(gòu)與指令集了解ARM微觀架構(gòu)掌握各級緩存及內(nèi)存等關(guān)鍵技術(shù)，加深理解ARM指令集的實現(xiàn)原理。深度剖析ARM指令集指導(dǎo)性的案例分析與實驗，掌握ARM的執(zhí)行管道和計算架構(gòu)，實現(xiàn)高效指令執(zhí)行。ARM處理器家族Cortex-A系列面向高性能應(yīng)用程序的微處理器，性能更出色。Cortex-R系列適用于實時操作系統(tǒng)(RTOS)和嵌入式系統(tǒng)上更對時的CPU芯片。Cortex-M系列低功耗、成本效益高的微控制器，在物聯(lián)網(wǎng)和智能家居等低功耗應(yīng)用方面更為常用。ARM嵌入式處理器芯片設(shè)計基于微控制器的芯片設(shè)計借助ARM的開發(fā)工具和源設(shè)計之初，可快速創(chuàng)建適合特定應(yīng)用方案的芯片。定制化處理器核的方案設(shè)計ARMDesignStart可實現(xiàn)處理器核的快速建模、開發(fā)與仿真，完全適應(yīng)所需。ARM系統(tǒng)內(nèi)存層次結(jié)構(gòu)與內(nèi)存管理1內(nèi)存分級及介紹介紹集成電路中內(nèi)存分級的基本原理與實現(xiàn)方法，幫助用戶理解現(xiàn)實世界中的設(shè)計決策。2流式UED的設(shè)計方法使用ARM流式UE的設(shè)計方法，可有效提高ARM系統(tǒng)內(nèi)存的使用效率及性能保證。3Cache機制分析學(xué)習(xí)CPUCache機制，掌握Cache的常見優(yōu)化算法，深入理解Cache技術(shù)在ARM體系中的應(yīng)用。ARM互聯(lián)與總線協(xié)議-AMBA高速并行總線分析分析AMBA總線架構(gòu)，掌握高速并行總線架構(gòu)設(shè)計方法。信號傳輸及處理方式介紹AMBA及其他總線結(jié)構(gòu)成員，學(xué)習(xí)以AXI、APB和AHB為代表的常見總線協(xié)議。連接組件使用了樹形和鎖存器加載等協(xié)議的連接組件(AHB)可提高ARM系統(tǒng)總線流和總線吞吐量。ARM系統(tǒng)引導(dǎo)流程和初始化1啟動UEFI覆蓋了在ARM架構(gòu)中，平臺固件與操作系統(tǒng)啟動機制的實現(xiàn)細(xì)節(jié)及之間關(guān)系的講解等。2UEFI所帶來的挑戰(zhàn)分析UEFI在ARM中的調(diào)試等挑戰(zhàn)，掌握ARM模塊寄存器，查看及控制CPU的狀態(tài)。3MAC-PHY層級的介紹掌握最近和硬件的基本抽象思想及千兆位以太網(wǎng)物理層同網(wǎng)卡的結(jié)構(gòu)等，在嵌入式ARM平臺實現(xiàn)首層的高速通訊。ARM嵌入式系統(tǒng)低功耗設(shè)計技術(shù)功耗問題分析學(xué)習(xí)ARM嵌入式系統(tǒng)電源管理技術(shù)，實現(xiàn)低功耗系統(tǒng)CPU的節(jié)能，進一步提高全局性指標(biāo)。LowPowerPersonalAreaNetworks(LoPAN)探討ARM的理論基礎(chǔ)，掌握在較小功耗下無線網(wǎng)絡(luò)的配置和實現(xiàn)方法。穩(wěn)定性與容錯學(xué)習(xí)ARM內(nèi)存等部件的低功耗時轉(zhuǎn)態(tài)保持及數(shù)據(jù)恢復(fù)與穩(wěn)定性措施。ARM嵌入式系統(tǒng)調(diào)試與跟蹤技術(shù)跟蹤技術(shù)掌握ARM硬件調(diào)試技術(shù)，理解系統(tǒng)運行過程中的IO情況，找到程序編寫中的出現(xiàn)問題。程序安裝學(xué)習(xí)ARM微控制器在線調(diào)試技術(shù)，掌握在線漏洞分析和修補技巧，進行問題排除和調(diào)整。ARM暈癥熟悉ARM暈癥分析和解決方法。ARM嵌入式系統(tǒng)接口設(shè)計和IP集成串口接口UART設(shè)計UART是最常用的串口接口，掌握ARM嵌入式系統(tǒng)用戶層與UART的API應(yīng)用編程，理解數(shù)據(jù)幀格式處理原理。嵌入式系統(tǒng)接口設(shè)計學(xué)習(xí)ARM嵌入式系統(tǒng)的接口設(shè)計方法、接口控制編程及各種通信接口協(xié)議的實現(xiàn)方法。平臺內(nèi)部接口設(shè)計學(xué)習(xí)ARM容器內(nèi)部各模塊之間數(shù)據(jù)的傳遞、信號的傳遞和容器運行狀態(tài)的可監(jiān)控性的實現(xiàn)方法。ARM硬件安全與嵌入式系統(tǒng)運行時的脆弱性探討現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)可能面臨的不同類型的攻擊，討論ARM芯片如何保護系統(tǒng)運行及數(shù)據(jù)安全性的基本思想。物理硬件安全以TSMC的硬件安全標(biāo)準(zhǔn)模塊為例，學(xué)習(xí)硬件側(cè)各種物理攻擊后果分析與安全控制內(nèi)容。固件、軟件和系統(tǒng)整體的安全分析分析ARM微控制器的安全問題，學(xué)習(xí)安全驅(qū)動程序開發(fā)及安全性的評估和驗證技術(shù)。ARM嵌入式實時操作系統(tǒng)支持1NucleusRTOS介紹嵌入式實時操作系統(tǒng)NucleusRTOS下典型應(yīng)用及其題材，學(xué)習(xí)嵌入式RTOS操作系統(tǒng)開發(fā)的原理及實驗方法。2MicriumRTOS熟悉在Micrium中，各個RTSOS都比較典型，幾種不同頻率的時鐘，各種不同等級的中斷實時任務(wù)，YIS及其相關(guān)任務(wù)。3FreeRTOS掌握基于FreeRTOS的ARM嵌入式實時操作系統(tǒng)開發(fā)方法。探討在ARM嵌入式實時操作系統(tǒng)中應(yīng)用管理、數(shù)據(jù)處理應(yīng)用和擴展應(yīng)用等領(lǐng)域中的問題。ARM-basedEmbeddedSystemsintheIoTEra云計算學(xué)習(xí)ARM的云計算概念，熟悉云計算的技術(shù)，構(gòu)建云計算模型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的高性能、高可靠性和高可擴展性。人工智能和機器學(xué)習(xí)掌握嵌入式ARM平臺上AI技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)習(xí)機器學(xué)習(xí)算法的最新進展及與ARM體系結(jié)構(gòu)的結(jié)合。全連接應(yīng)用以智能家居為例，探討在ARM體系結(jié)構(gòu)下，嵌入式設(shè)計帶來的新能力。ARM:未來嵌入式系統(tǒng)的架構(gòu)之王嵌入式核心處理器的趨勢及分析了解ARM嵌入式核心處理器的發(fā)展趨勢，掌握未來嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計模式，發(fā)掘嵌入式系統(tǒng)的新領(lǐng)域。ARM生態(tài)環(huán)境及資源分享