硬件/固件接口設(shè)計

內(nèi)容概要

　　無論您是一位硬件工程師還是固件工程師，斯特林漢姆編寫的《硬件/
固件接口設(shè)計——提高嵌入式系統(tǒng)開發(fā)效率的最佳實踐》都將幫助您優(yōu)化項目或產(chǎn)品中的硬件/固件接口，并理解、計劃和消除因項目中的硬件和固件之間不具有最佳的兼容性而可能導(dǎo)致的問題。
《硬件/固件接口設(shè)計——提高嵌入式系統(tǒng)開發(fā)效率的最佳實踐》給出的原則和最佳實踐對于硬件工程師和固件工程師都是極具價值的資料。其中的要點包括寄存器布局、中斷、時序與性能、中止與錯誤等。實際的案例研究將有助于鞏固原則和最佳實踐，并使您將精力集中于更清晰的設(shè)計、更快的進度，以及更好的實現(xiàn)。

作者簡介

作者：(美國)斯特林漢姆(Gary Stringham) 譯者：張鼎 賀小川

書籍目錄

第1章 引言
1.1 硬件/固件接口
1.1.1 硬件、芯片及組件
1.1.2 固件和設(shè)備驅(qū)動程序
1.2 最佳實踐
1.2.1 原則
1.2.2 原則和實踐帶來的好處
1.3 “一次成功”還意味著……
1.3.1 更易于編程
1.3.2 更易于調(diào)試
1.3.3 更易于變通地解決缺陷
1.4 目標(biāo)讀者
1.4.1 硬件工程師
1.4.2 固件工程師
1.4.3 本書在大學(xué)環(huán)境中的應(yīng)用
1.5 項目的生命周期
1.6 案例研究
1.6.1 unity asic中的單色 視頻組件
1.6.2 優(yōu)秀示例的案例研究
1.7 小結(jié)
1.8 參考文獻
第2章 原則
2.1 硬件/固件接口設(shè)計的七項 原則
2.1.1 協(xié)同設(shè)計
2.1.2 確定并遵循標(biāo)準(zhǔn)
2.1.3 均衡負(fù)載
2.1.4 設(shè)計要考慮兼容性
2.1.5 預(yù)測影響
2.1.6 設(shè)計要考慮意外
2.1.7 事先計劃
2.2 小結(jié)
第3章 合作
3.1 第一步
3.1.1 角色
3.1.2 啟動會議
3.2 正式合作
3.2.1 例會
3.2.2 初期的固件支持
3.2.3 聯(lián)合開發(fā)技巧
3.2.4 后期的硬件支持
3.2.5 文檔
3.3 非正式合作
3.3.1 正式的組織結(jié)構(gòu)
3.3.2 硬件工程師的主動性
3.3.3 固件工程師的主動性
3.3.4 合作解決問題
3.4 小結(jié)
3.5 參考文獻
第4章 計劃
4.1 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
4.1.1 既有標(biāo)準(zhǔn)
4.1.2 實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)
4.1.3 標(biāo)準(zhǔn)的擴展與創(chuàng)建
4.2 通用版本
4.3 兼容性
4.3.1 向后及向前兼容的范圍
4.3.2 新舊版本的組合
4.4 缺陷
4.4.1 歸檔缺陷
4.4.2 修復(fù)缺陷
4.4.3 查找缺陷的測試計劃
4.5 分析
4.5.1 共用引腳
4.5.2 緩沖區(qū)管理
4.5.3 硬件/固件交互
4.5.4 分析第三方的ip
4.6 事后檢查
4.7 小結(jié)
第5章 文檔
5.1 類型
5.1.1 文檔的級別和類型
5.1.2 芯片級文檔與組件級文檔
5.1.3 支持與不支持文檔
5.2 文檔管理
5.2.1 文檔標(biāo)準(zhǔn)
5.2.2 何時編寫文檔
5.2.3 準(zhǔn)確性
5.3 審閱
5.3.1 何時審閱
5.3.2 跟蹤文檔變化
5.3.3 固件工程師應(yīng)承擔(dān)的 審閱責(zé)任
5.4 內(nèi)容
5.4.1 大體內(nèi)容
5.4.2 模板文檔示例
5.4.3 歷史
5.4.4 功能與假設(shè)
5.4.5 參考和教程
5.4.6 術(shù)語表和勘誤表
5.5 寄存器
5.5.1 寄存器文檔
5.5.2 寄存器設(shè)計工具
5.5.3 寄存器表
5.5.4 寄存器的細(xì)節(jié)和描述
5.6 數(shù)據(jù)位
5.6.1 寄存器映射格式
5.6.2 數(shù)據(jù)位的位置、 類型及默認(rèn)值
5.6.3 數(shù)據(jù)位的描述
5.6.4 中止的影響
5.6.5 測試及調(diào)試數(shù)據(jù)位
5.7 中斷
5.7.1 邊沿觸發(fā)型中斷和電平觸
發(fā)型中斷
5.7.2 中斷的使能與應(yīng)答
5.7.3 中斷尚未完全完成
5.7.4 無介入的重復(fù)中斷
5.8 時間
5.8.1 時間范圍
5.8.2 時間單位
5.9 錯誤
5.9.1 兩種類型的錯誤
5.9.2 有關(guān)錯誤的豐富信息
5.9.3 發(fā)生錯誤后組件的狀態(tài)
5.9.4 固件恢復(fù)的步驟
5.10 信息
5.10.1 非法配置
5.10.2 狀態(tài)機
5.10.3 如何中止
5.11 小結(jié)
第6章 超級組件
6.1 超級組件的優(yōu)點
6.1.1 組件的附屬資源
6.1.2 包含未使用邏輯的理由
6.1.3 反對包含未使用邏輯的 理由
6.2 聯(lián)合
6.2.1 設(shè)計超級組件
6.2.2 制作超級模塊
6.2.3 改進設(shè)計
6.2.4 添加未來的功能
6.2.5 超級組件的版本號
6.3 i/o信號
6.4 參數(shù)化
6.4.1 減少硅片空間
6.4.2 參數(shù)化風(fēng)險的最小化
6.4.3 固件的參數(shù)化信息
6.4.4 可選的與固定的寄存器及 數(shù)據(jù)位
6.5 小結(jié)
6.6 參考文獻
第7章 設(shè)計
7.1 事件通知
7.1.1 無指示
7.1.2 延時
7.1.3 狀態(tài)位
7.1.4 中斷
7.2 性能
7.2.1 增大緩沖區(qū)
7.2.2 提前工作
7.2.3 調(diào)整
7.2.4 裕度
7.3 上電
7.3.1 上電時的交互
7.3.2 i/o線路的上電狀態(tài)
7.3.3 組件級的電源控制
7.4 通信與控制
7.4.1 錯誤信息
7.4.2 dma功能
7.4.3 i/o引腳共享
7.4.4 隱藏實現(xiàn)細(xì)節(jié)
7.5 小結(jié)
第8章 寄存器
8.1 尋址
8.1.1 處理器訪問
8.1.2 芯片的基址
8.1.3 組件的偏移量和基址
8.1.4 寄存器的偏移量
8.1.5 子組件
8.1.6 迸發(fā)
8.1.7 未使用的地址單元
8.1.8 下一代芯片的變化
8.2 位分配
8.2.1 分配數(shù)據(jù)位的位置
8.2.2 多位字段
8.2.3 多寄存器字段
8.2.4 未使用的數(shù)據(jù)位單元
8.2.5 下一版本的變化
8.2.6 數(shù)據(jù)位類型
8.2.7 寄存器中的數(shù)據(jù)位類型
8.2.8 根據(jù)操作模式編組
8.2.9 組件的多次例化
8.3 數(shù)據(jù)類型
8.3.1 整數(shù)
8.3.2 實數(shù)
8.3.3 指針
8.3.4 常數(shù)
8.4 硬件標(biāo)識
8.4.1 芯片id和版本
8.4.2 組件id和版本
8.5 通信與控制
8.5.1 必要的信息
8.5.2 組件中的排隊任務(wù)
8.5.3 一致的寄存器內(nèi)容
8.5.4 訪問原子寄存器
8.6 小結(jié)
第9章 中斷
9.1 設(shè)計
9.1.1 中斷超級模塊
9.1.2 分級的中斷結(jié)構(gòu)
9.1.3 中斷共享
9.1.4 中斷源信號的完整性
9.1.5 中斷觸發(fā)的類型
9.2 待決寄存器
9.2.1 應(yīng)答中斷
9.2.2 中斷位置的次序
9.3 使能寄存器
9.3.1 使能中斷
9.3.2 使能控制中斷
9.3.3 使能的默認(rèn)設(shè)置
9.4 可選的寄存器
9.4.1 中斷源狀態(tài)寄存器
9.4.2 搶占寄存器
9.4.3 原子使能寄存器/原子關(guān)閉 寄存器
9.4.4 屏蔽寄存器
9.4.5 例化寄存器
9.4.6 可選寄存器的地址
9.5 中斷模塊回顧
9.5.1 中斷通道
9.5.2 中斷模塊
9.5.3 外部連接
9.6 雙邊沿觸發(fā)
9.6.1 利用兩個中斷通道
9.6.2 頭邊沿和尾邊沿中斷的 通道位置
9.7 使用中斷模塊
9.7.1 何時分配中斷通道
9.7.2 重復(fù)中斷
9.7.3 地址映射
9.8 小結(jié)
第10章 中止等
10.1 定義
10.2 停止
10.3 復(fù)位
10.4 中止
10.4.1 中止的必要性
10.4.2 固件與中止的交互
10.4.3 中止的行為
10.4.4 中止組件間的交互
10.5 小結(jié)
第11章 鉤子
11.1 針對鉤子的設(shè)計
11.1.1 增加哪些鉤子
11.1.2 增加寄存器
11.1.3 查找潛在問題區(qū)域
11.1.4 刪除變通措施
11.2 查看
11.2.1 內(nèi)部寄存器
11.2.2 信號
11.2.3 存儲器
11.2.4 狀態(tài)機
11.3 打探
11.3.1 破壞性的讀寫
11.3.2 輸入和輸出信號
11.3.3 重寫寄存器
11.4 監(jiān)視
11.4.1 事件跟蹤
11.4.2 定時器
11.4.3 數(shù)據(jù)觀察
11.5 其他鉤子
11.5.1 旁路
11.5.2 測試和調(diào)試所需的 附加資源
11.5.3 專用處理器
11.6 小結(jié)
第12章 結(jié)束語
12.1 要點
12.2 受益
12.3 硬件/固件接口設(shè)計的七項 原則
12.4 產(chǎn)品終于可以運轉(zhuǎn)了！
開始發(fā)貨吧！
附錄a 最佳實踐
附錄b 電動車控制器的規(guī)范
附錄c 將本書作為大學(xué)教材
附錄d 術(shù)語表

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：設(shè)想一下駕駛員（是設(shè)備驅(qū)動程序還是汽車駕駛員？）要打開車蓋才能開車上路，還要在車蓋底下用一根長桿子才能控制油門。由于剎車無法工作，因此汽車側(cè)面還裝有控制桿用來壓下剎車制動器。安全氣囊已經(jīng)預(yù)先充氣，因為傳感器無法工作。這些都不算什么，因為他的頭還得探出窗外，因為前面的車蓋打開了。氣囊已經(jīng)充氣，這使得方向盤上的喇叭不穩(wěn)定。因此只好用膠帶纏在車側(cè)面的浮子罐喇叭代替。因為主油箱漏油，所以車頂還加裝了一個油箱，并將油管通入發(fā)動機。加裝的油管比設(shè)計的更粗，因為發(fā)動機需要的汽油比預(yù)想的多。車頭還安裝了尺寸更大的散熱器和風(fēng)扇，因為發(fā)動機運轉(zhuǎn)起來比預(yù)想的溫度更高。變通使用的剎車制動器使車門無法打開，因此車門上裝有梯子，以便駕駛員進出汽車。車?yán)镞€有一位驚慌的乘客，他害怕和駕駛員坐在這樣的車?yán)?。駕駛員正將頭探出窗外看看該如何行駛。他看起來很歡欣、很有成就感。他說，“終于可以運轉(zhuǎn)了！開始發(fā)貨！！”圖12-2展示了這輛車。這輛車之所以還能出發(fā)，是因為它的硬件和固件中包含足夠多的鉤子以便使其運轉(zhuǎn)起來。盡管這輛汽車的質(zhì)量不太好，但是它還能運轉(zhuǎn)，能將乘客送到目的地，還能賣給客戶。這其中的很多問題將在下一代汽車中修改。在分析充滿漏洞的視頻處理器組件時，我們修復(fù)了固件并且順利發(fā)貨。然而，客戶永遠不知道必須要這么做。在客戶看來，這就是一臺正確工作的打印機。并且我們在未增加重新流片的花費和時延的情況下成功研發(fā)出產(chǎn)品。

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