ARM SoC设计的软件和硬件协同验证

　　第1章 嵌入式系统验证简介
　　1.1 什么是嵌入式系统？2
　　1.2 嵌入式系统无所不在3
　　1.3 设计的约束4
　　1.4 嵌入式系统分解6
　　1.4.1 微处理器、芯片与电路板6
　　1.4.2 嵌入式系统的分类7
　　1.5 嵌入式系统设计流程9
　　1.6 验证与确认11
　　1.7 人际互动12
　　1.8 关于这本书13
　　1.9 范围与纲要14
　　第2章 软件和硬件设计过程
　　2.1 SoC协同验证的三个组成部分16
　　2.2 验证平台16
　　2.3 软件工程师对嵌入式系统的观点22
　　2.4 硬件工程师对嵌入式系统的观点23
　　2.5 软件开发工具24
　　2.5.1 编辑器24
　　2.5.2 源代码修订控制25
　　2.5.3 编译器26
　　2.5.4 调试器26
　　2.5.5 模拟器27
　　2.5.6 开发板27
　　2.5.7 集成开发环境（IDE）27
　　2.6 软件调试连接27
　　2.6.1 JTAG28
　　2.6.2 Stub28
　　2.6.3 直接连接29
　　2.7 软件的类型29
　　2.7.1 系统初始化软件和HAL29
　　2.7.2 硬件诊断测试套件29
　　2.7.3 RTOS30
　　2.7.4 RTOS设备驱动程序和应用软件30
　　2.8 软件开发过程30
　　2.9 硬件开发工具35
　　2.9.1 编辑器35
　　2.9.2 源代码修订控制36
　　2.9.3 Lint工具36
　　2.9.4 代码覆盖37
　　2.9.5 调试工具37
　　2.9.6 验证语言38
　　2.9.7 断言38
　　2.9.8 调试的定义40
　　2.9.9 存储器模型40
　　2.9.10 微处理器模型41
　　2.10 硬件设计过程43
　　2.11 微处理器回顾43
　　2.12 软件和硬件的交互44
　　2.12.1 软件调试特征44
　　2.12.2 硬件调试特征44
　　第3章 ARM体系结构的SoC协同验证课题
　　3.1 ARM的背景47
　　3.2 ARM的体系结构48
　　3.2.1 ARM的体系结构、家族及CPU内核49
　　3.2.2 Thumb指令集51
　　3.2.3 编程模型52
　　3.3 指令集53
　　3.3.1 数据传输指令53
　　3.3.2 协处理器指令54
　　3.3.3 异常和中断54
　　3.3.4 内存规划和字节顺序56
　　3.4 ARM总线接口协议57
　　3.4.1 ARM7TDMI总线协议58
　　3.4.2 AMBA规范60
　　3.4.3 AMBA协议简介61
　　3.4.4 AMBA ASB61
　　3.4.5 AMBA AHB62
　　3.4.6 AMBA APB62
　　3.4.7 AMBA 3.0与AXI63
　　3.4.8 对ARM CPU总线接口的总结63
　　3.4.9 AHB指南64
　　3.4.10 复位时的配置67
　　3.4.11 AHB传输的各个阶段68
　　3.4.12 AHB仲裁68
　　3.4.13 AHB地址阶段70
　　3.4.14 AHB数据阶段70
　　3.4.15 AHB-Lite72
　　3.4.16 单层和多层AHB72
　　3.4.17 ARM926EJS例子73
　　3.4.18 中断信号75
　　3.4.19 指令和数据高速缓存75
　　3.4.20 TCM78
　　3.5 ARM总结79
　　第4章软件和硬件协同验证
　　4.1 协同验证的历史81
　　4.2 商业协同验证工具的出现82
　　4.3 协同验证的定义84
　　4.3.1 定义84
　　4.3.2 协同验证的作用85
　　4.3.3 项目进度的节省85
　　4.3.4 通过协同验证提供的可视性来了解运行情况86
　　4.3.5 协同验证促进了交流87
　　4.3.6 协同验证与协同模拟的比较87
　　4.3.7 协同验证与协同设计的比较87
　　4.3.8 真的需要协同验证吗？88
　　4.4 协同验证的方法88
　　4.4.1 本地编译软件89
　　4.4.2 指令集模拟89
　　4.4.3 硬件Stub89
　　4.4.4 RTOS模拟器90
　　4.4.5 微处理器评估板91
　　4.4.6 波形、日志文件和反汇编91
　　4.5 协同验证方法的一个例子92
　　4.5.1 带有逻辑模拟的主机代码模式92
　　4.5.2 带有逻辑模拟的指令集模拟94
　　4.5.3 C语言模拟96
　　4.5.4 带有软件调试功能的CPU的RTL模型98
　　4.5.5 带有逻辑模拟的硬件模型100
　　4.5.6 带有逻辑模拟的评估板101
　　4.5.7 在线仿真102
　　4.5.8 FPGA原型104
　　4.6 协同验证的衡量标准105
　　4.6.1 性能105
　　4.6.2 验证的准确性105
　　4.6.3 AHB仲裁和周期精确的问题107
　　4.6.4 模型设计总结109
　　4.6.5 同步110
　　4.6.6 软件的类型110
　　4.6.7 其他的衡量标准111
　　第5章 高级软件和硬件协同验证
　　5.1 直接访问模拟内存112
　　5.2 内存优化与性能116
　　5.3 同步的模式119
　　5.4 进程间通信120
　　5.5 HDL模型和C语言模型的混合122
　　5.6 隐式访问124
　　5.7 保存并重启127
　　5.8 后处理软件调试技巧128
　　5.9 嵌入式软件工具的问题131
　　5.10 协同验证的调试问题132
　　第6章 硬件验证环境与协同验证
　　6.1 总线监测器133
　　6.2 协议检测144
　　6.2.1 地址对齐144
　　6.2.2 发送空闲传输145
　　6.3 断言146
　　6.3.1 断言的定义146
　　6.3.2 断言的实现方法147
　　6.3.3 声明式断言147
　　6.3.4 程序式断言148
　　6.3.5 形式化特性语言148
　　6.3.6 伪注释指令149
　　6.3.7 后处理模拟历史记录149
　　6.3.8 用于模拟加速和仿真的断言150
　　6.4 使用总线功能模型的测试平台151
　　6.4.1 定向测试151
　　6.4.2 受约束的随机测试152
　　6.4.3 测试平台的结构153
　　6.4.4 功能覆盖率154
　　6.4.5 兼容性测试155
　　6.4.6 软件验证155
　　6.4.7 软件打印语句156
　　第7章 ARM SoC设计方法举例
　　7.1 SoC设计的难点162
　　7.2 验证效率162
　　7.3 调试的循环163
　　7.4 协同验证的方法164
　　7.4.1 系统初始化和HAL开发165
　　7.4.2 诊断程序165
　　7.4.3 RTOS和设备驱动程序165
　　7.4.4 应用软件166
　　7.4.5 测试平台的开发166
　　7.4.6 三个验证阶段166
　　7.5 ARM验证流程的例子168
　　7.5.1 模块和子系统验证168
　　7.5.2 初始系统集成169
　　7.5.3 集中的硬件验证170
　　7.5.4 协同验证170
　　7.5.5 系统软件测试171
　　7.6 协同验证工程师173
　　7.7 结论174
　　后记177

　　Jason Arldrews现在是Verisity公司的一员，目前正在从事软件和硬件协同验证以及SoC设计的测试平台方案领域的工作。他实现了许多商业协同验证工具以及很多自定义的协同验证解决方案。他在Verisity、Axis System、Simpod、StJmmit Design以及SimLJlation Tecrmologies公司所从事的软件开发和产品管理工作使他在EDA和嵌入式市场方面拥有丰富的经验。他曾经在嵌入式系统委员会（Embedded Systems Confererlce）、通信设计委员会（CommurlicatiorI Design Conference）以及IP／SoC上发表过论文和教学课程，并撰写了大量有关软件和硬件协同验证、设计验证的文章。他在Citadel（Charleston，SC）大学拥有电子工程学学士学位，在Mirmesota大学拥有电子工程学硕士学位。他现在与他的妻子Deborah和四个孩子住在Minneapolis地区。

　　本书涵盖了有关使用ARM微处理器内核来进行开发和验证的SoC设计的重要信息。运用具体的ARM SoC的例子来描述软件和硬件协同验证的概念，并提供了采甩ARM微处理器进行设计的与协同验证相关的有用信息。主要内容包括：嵌入式系统验证、软件和硬件设计过程、ARM体系结构的SoC协同验证课题、软件和硬件协同验证、高级软件和硬件协同验证、硬件验证环境与协同验证以及ARM SoC设计方法举例。
　　主要面向的读者是开发软件和硬件SoC协同验证技术的工程师。可作为从事集成电路设计的工程技术人员、基于ARM嵌入式系统应用与开发的技术人员的参考书。