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FPGA开发系统级设计：SoC FPGA与Zynq从入门到精通

共计 30 章节

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课程导论与学习路径

了解SoC FPGA与Zynq的定位 · 优势 · 应用领域

课程导论学习路径

FPGA基础回顾

复习FPGA内部结构（LUT · FF · BRAM

FPGA基础回顾

SoC FPGA架构概览

对比传统FPGA与SoC FPGA · 理解ARM处理器与可编程逻辑的集成方… · 总线互联（AXI）与启动流程

Zynq-7000平台详解

掌握Zynq的PS（处理系统）与PL… · PS端外设（UART · SPI

Zynq-7000平台详解

开发环境搭建与工具链

安装Vivado · Vitis（或SDK） · PetaLinux

开发环境搭建工具链

硬件描述语言进阶

学习时序逻辑 · 状态机 · FIFO

硬件描述语言进阶学习时序逻辑

AXI总线协议详解

掌握AXI4 · AXI4-Lite · AXI4-Stream协议规范

AXI总线协议详解

基于Vivado的IP集成设计

使用Block Design创建PS… · 添加 · 配置和连接IP核

PS端软件开发基础

使用Vitis编写C程序控制PS外设 · 实现GPIO · UART

PS端软件开发基础

PL端逻辑设计与仿真

编写Verilog模块实现自定义功能 · 进行行为仿真 · 时序仿真

PL端逻辑设计

PS与PL协同设计

通过AXI接口实现PS与PL的数据交… · 掌握寄存器读写 · 中断协同

中断系统与异常处理

理解GIC（通用中断控制器）配置 · 实现PS端与PL端中断的触发 · 响应与处理

断系统异常处理

DMA与高性能数据传输

学习AXI DMA · VDMA的使用 · 实现PS与PL间大数据量高速传输

DMA高性能数据传输

嵌入式Linux基础

了解PetaLinux工具 · 构建Linux内核 · 设备树

Linux设备驱动开发

编写简单的字符设备驱动 · 实现用户空间与硬件交互 · 掌握platform驱动模型

Linux设备驱动开发

FPGA与Linux协同

在Linux下使用UIO或FPGA管… · 实现动态配置PL逻辑

实时操作系统（RTOS）应用

在Zynq上运行FreeRTOS · 实现多任务调度 · 任务间通信与硬件中断管理

RTOS实时操作系统

高速接口设计

学习LVDS · DDR3/DDR4控制器 · 千兆以太网

高速接口设计LVDS

视频图像处理系统设计

使用VDMA和图像处理IP（如色彩空… · 滤波）搭建视频通路 · 实现实时视频采集与显示

视频图像处理系统…VDMA

数字信号处理（DSP）实现

利用FPGA并行优势实现FIR · FFT等算法 · 并与PS端协同处理

DSP数字信号处理

电机控制与工业自动化

基于Zynq实现PWM · 编码器接口 · PID控制算法

电机控制工业自动化

软件定义无线电（SDR）基础

了解AD9361等射频收发器与Zyn… · 实现简单的SDR收发链路

SDR软件定义无线电

多核处理与AMP/SMP

配置Zynq双核ARM · 实现对称多处理（SMP）与非对称多处…

AMP/SMP多核处理

系统调试与性能优化

使用Vivado逻辑分析仪（ILA） · Vitis调试器 · 性能计数器定位问题

系统调试性能优化

功耗与可靠性设计

分析SoC FPGA功耗构成 · 采用时钟门控 · 电源管理

功耗可靠性设计

安全与加密

了解Zynq安全特性（RSA认证 · AES解密 · Secure Boot）

智能小车控制系统 · PWM · 摄像头

项目实战智能小车控制系统

数据采集与处理系统 · DMA传输 · 实时滤波与上位机通信

项目实战数据采集

常见问题与调试技巧

总结开发中常见的启动失败 · 时序问题 · 内存冲突

常见问题调试技巧

课程总结与进阶方向

回顾核心知识 · 梳理SoC FPGA学习路线 · 推荐进阶资源与开源项目

课程总结进阶方向