SoC 作为软硬件一体化集成程度较高的IT 技术表达方式，是保护设计者知识产权的完美介质。随着SoC 设计技术的普及和芯片制造成本的不断降低，SoC 成为每一个IT 公司的标配。SoC设计其实不是一件神秘的事情，有明确的方法可以遵循。本书详细介绍了SoC 全流程技术，从概念到需求分析，即从总体设计到模块分割，从详细设计到仿真验证，从生产到封测，从硬件集成到系统集成，从验收测试到第二轮迭代的完整过程。
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内容简介
前言
目录
第1章 SoC及AI芯片行业分析
1.1 背景分析
1.2 AI芯片产业分析
1.2.1 AI芯片研发现状分析
1.2.2 机器人端的研发现状
1.2.3 云端的研发现状
1.3 机器人研发背景分析
1.3.1 工业机器人
1.3.2 特殊环境下作业机器人
1.3.3 面向大众的服务机器人
第2章 警用机器人需求定义
2.1 为什么是警用机器人
2.1.1 机器人组装将会日益简单
2.1.2 机器人的故障率将居高不下
2.1.3 机器人故障将造成严重危害
2.2 我们的定位
2.2.1 技术方案确定
2.2.2 适应场景分析
2.2.3 功能需求定义
第3章 警用机器人的总体架构
3.1 警用机器人的总体架构设计
3.1.1 系统组成设计
3.1.2 运行流程设计
3.2 “观察者”子系统总体架构设计
3.2.1 飞行的技术选型
3.2.2 悬挂缆绳的技术选型
3.2.3 折叠的技术选型
3.2.4 通信的技术选型
3.2.5 续航能力的技术选型
3.3 “摧毁者”子系统总体架构设计
3.3.1 背景技术介绍
3.3.2 吸附方法的技术选型
3.3.3 吸附探测的技术选型
3.3.4 爬行方法的技术选型
3.3.5 摧毁方法的技术选型
第4章 警用机器人SoC总体设计
4.1 SoC总体流程
4.1.1 SoC芯片设计整体流程
4.1.2 数字芯片设计流程
4.1.3 模拟芯片设计流程
4.2 系统组流程
4.2.1 需求分析
4.2.2 架构设计
4.3 工艺设计
4.4 封装设计
第5章 需求分析
5.1 功能需求
5.2 Pin需求
第6章 数字设计——结构设计
6.1 芯片架构原理
6.1.1 芯片构成原理介绍
6.1.2 CPU
6.1.3 Bus
6.1.4 核心外设
6.2 掌握设计方法
6.2.1 建模工具UML
6.2.2 设计工具
6.3 设计总体结构
第7章 数字设计——概要设计
7.1 CPU设计
7.1.1 CPU内部设计
7.1.2 CPU引脚接口
7.1.3 Register接口
7.2 Bus设计
7.2.1 AHB总线设计
7.2.2 APB总线设计
7.3 Memory Controller器件设计
7.3.1 电路原理设计
7.3.2 引脚接口设计
7.3.3 Register接口
7.4 Clock器件设计
7.4.1 电路原理设计
7.4.2 引脚接口
7.4.3 Register接口
7.5 Interrupt Controller设计
7.5.1 电路原理设计
7.5.2 引脚接口
7.5.3 Register接口
7.6 Internal Memory器件设计
7.6.1 电路原理设计
7.6.2 引脚接口
7.6.3 Register接口
7.7 DMA器件设计
7.7.1 电路原理设计
7.7.2 引脚接口
7.7.3 Register接口
7.8 USB Controller器件设计
7.8.1 电路原理设计
7.8.2 引脚接口
7.8.3 Register接口
7.9 GPIO器件设计
7.9.1 电路原理设计
7.9.2 引脚接口
7.9.3 Register接口
7.10 FIFO器件设计
7.10.1 电路原理设计
7.10.2 引脚接口
7.10.3 Register接口
第8章 数字设计——AI协处理器设计
8.1 AI协处理器工作原理
8.1.1 AI综合打分法
8.1.2 AI的适用范围
8.2 AI的主要算法性能分析
8.3 AI芯片的架构设计
8.4 AI芯片的使用步骤是先训练再使用
8.5 警用机器人为何使用AI芯片
第9章 数字设计——详细设计
9.1 编程语言
9.1.1 芯片语言的基本概念
9.1.2 芯片语言的基本结构
9.1.3 设计原理
9.2 设计方法举例
第10章 数字设计——单元验证
10.1 单一部件的时序分析
10.1.1 时序分析方法
10.1.2 实验波形
10.2 单元测试的主要检查项
10.3 多部件的集成验证
10.3.1 拓扑分析
10.3.2 接口验证
10.4 地址映射
10.5 系统仿真语言
10.5.1 System C语言介绍
10.5.2 System C仿真工具
10.6 System C仿真实例
10.6.1 划分模块
10.6.2 行为定义
10.7 System C仿真结论
第11章 模拟设计——概要设计
11.1 PWM器件设计
11.1.1 电路原理设计
11.1.2 引脚接口
11.1.3 Register接口
11.2 AD/DA器件设计
11.2.1 ADC电路原理设计
11.2.2 DAC电路原理设计
11.2.3 引脚接口
11.2.4 Register接口
11.3 加速度计器件设计
11.3.1 加速度测量原理
11.3.2 电路原理设计
11.3.3 引脚接口
11.3.4 Register接口
第12章 模拟设计——详细设计和单元测试
12.1 编程语言
12.1.1 使用VHDL-AMS编程
12.1.2 使用Verilog-AMS编程
12.2 电路仿真
12.2.1 仿真工具
12.2.2 测试向量
12.2.3 SPICE仿真
第13章 模拟设计——集成验证和系统验证
13.1 噪声来源分析
13.1.1 低频噪声
13.1.2 半导体器件产生的散粒噪声
13.1.3 高频热噪声
13.1.4 电路板上电磁元件的干扰
13.1.5 晶体管的噪声
13.1.6 电阻器的噪声
13.1.7 集成电路的噪声
13.2 数字电路带来的电源噪声分析
13.2.1 电源线上的噪声
13.2.2 地线上的噪声
13.3 模拟电路噪声分析
13.4 功耗分析
第14章 后端设计
14.1 后端设计工具
14.1.1 Synopsys Design Compiler逻辑综合工具
14.1.2 Astro自动布局布线工具
14.2 怎样把设计变成芯片
14.2.1 布局分区
14.2.2 验证的具体方法
14.2.3 生产工艺
14.2.4 封装工艺
14.2.5 生产验证
14.3 实物验证
14.4 成本估算
第15章 警用机器人的硬件集成
15.1 通过3D打印设计连接结构
15.1.1 3D打印设备
15.1.2 打印机身和机翼
15.1.3 打印爬行脚
15.1.4 打印其他组件
15.2 设计PCB
15.2.1 总体设计
15.2.2 最小系统设计
15.2.3 启动和复位电路设计
15.2.4 供电电路设计
15.2.5 充电电路设计
15.2.6 姿态控制电路设计
15.2.7 电机驱动电路设计
15.3 连接与组装
15.3.1 安装发动机
15.3.2 安装螺旋桨
15.3.3 安装摄像头和云台
15.3.4 安装爬行脚
15.3.5 安装摧毁头
第16章 警用机器人的软件集成
16.1 操作系统选型
16.1.1 Arduino操作系统
16.1.2 OpenPilot操作系统
16.2 驱动程序设计
16.2.1 驱动程序设计原理
16.2.2 加速度传感器驱动程序设计
16.2.3 陀螺仪驱动程序设计
16.2.4 AI协处理器驱动程序设计
16.3 “观察者”应用程序设计
16.3.1 整体架构
16.3.2 初始化
16.3.3 主循环——100 Hz循环
16.3.4 主循环——50 Hz循环
16.3.5 主循环——10 Hz循环
16.4 “摧毁者”应用程序设计
16.4.1 整体架构
16.4.2 命令接收模块设计
16.4.3 吸附模块设计
16.4.4 爬行模块设计
16.4.5 执行模块设计
第17章 警用机器人的AI训练
17.1 收集自动校准图像样本
17.1.1 样本收集
17.1.2 样本标注
17.2 利用云端资源进行AI训练
17.2.1 TensorFlow简介
17.2.2 安装CUDA
17.2.3 安装CUDNN
17.2.4 安装virtualenv并下载TensorFlow文件
17.2.5 安装Bazel编译器
17.2.6 TensorFlow编译
17.2.7 测试
17.2.8 利用TensorFlow训练图像分类的模型
17.3 把AI训练结果导入“观察者”芯片上
第18章 警用机器人的全系统测试
18.1 飞行能力测试
18.1.1 测试目的
18.1.2 测试方法
18.1.3 测试结论
18.2 爬行能力测试
18.2.1 测试目的
18.2.2 测试方法
18.2.3 测试结论
18.3 吸附能力测试
18.3.1 测试目的
18.3.2 测试方法
18.3.3 测试结论
18.4 实施能力测试
18.4.1 测试目的
18.4.2 测试方法
18.4.3 测试结论
18.5 观测能力测试
18.5.1 测试目的
18.5.2 测试方法
18.5.3 测试结论
18.6 各部件耗电测试
18.6.1 测试目的
18.6.2 测试方法
18.6.3 测试结论
18.7 稳定性测试
18.7.1 测试目的
18.7.2 测试方法
18.7.3 测试结论
第19章 警用机器人的商业模式设计
19.1 市场规模分析
19.2 投资需求分析
19.3 商业模式策划
第20章 下一步研究：AI总线技术
20.1 AI总线技术是产业发展的趋势
20.1.1 为什么要做AI总线
20.1.2 AI总线的优势
20.2 AI总线对产业界的影响
20.2.1 AI总线的市场
20.2.2 AI总线的作用
20.2.3 AI总线是否会与现有技术、厂商发生冲突
20.2.4 AI总线对产业链的影响
20.3 AI总线的核心技术
20.3.1 总线的仲裁技术
20.3.2 设备的自我注册技术
20.3.3 设备间的传输技术
附录A
A.1 存储控制器设计完整代码
A.2 ADC设计完整代码
A.3 AI训练设计完整代码
附录B 相关设计资源
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