PREFACE
前言

在过去，除了微处理器和微控制器产品外，芯片设计很少集成内部嵌入式处理器，但这种情况从Arm Cortex-M系列处理器问世以后，发生了巨大变化。随着物联网产业的迅速发展，出现了越来越多的应用于不同场景的处理器产品。如今，Arm处理器已经被应用于智能传感器、智能电池（如用于电池健康监测系统）、无线通信芯片组、电力电子控制器等。越来越多的芯片中开始集成嵌入式处理器，出现这种趋势的原因是现代产品需要更高的系统集成度、更丰富多样的功能、更高的系统可靠性以及更小的供应链依赖性。

SoC设计是一个充满机遇、朝气蓬勃的行业。基于Cortex-M处理器的SoC产品应用范围包括消费电子、工业和汽车、通信、农业、交通运输、医疗保健等。随着物联网设备市场的不断扩大，SoC芯片中集成嵌入式处理器的需求也在不断增加。

Cortex-M0、Cortex-M0+和Cortex-M3这类小规模Cortex-M处理器因占用面积较小，更易于集成到各种SoC设计中。得益于Arm DesignStart项目的支持，使用Cortex-M处理器的成本较低，这有利于众多小型和初创企业开展SoC解决方案开发，提供更好的差异化产品。在这样的背景下，行业急需大量SoC设计人员，同时Arm DesignStart项目也引起了学术界的强烈兴趣，一些大学也通过该项目的支持将SoC设计引入了它们的课程体系中。

除了业界流行的Armv6-M和Armv7-M处理器外，基于Armv8-M处理器（如Cortex-M23和Cortex-M33处理器）的最新SoC/微控制器，提供了支持Arm TrustZone技术的增强安全解决方案。2019年2月，Arm宣布推出采用Arm Helium技术的Armv8.1-M架构，为Arm Cortex-M处理器带来了向量处理能力，这些技术改进使Cortex-M处理器能够在更广泛的领域内使用。

虽然互联网上有许多Arm芯片的软件开发的技术资源，但是基于Arm的SoC设计的信息非常有限，特别是关于集成Arm处理器和片上总线协议方面的内容。这本书正是为了填补这一空白而写的，它可以让初学者理解SoC设计的一系列技术概念。书中详细阐述了与Arm Cortex-M处理器设计集成相关的知识，还涉及系统组件设计、SoC设计流程和软件开发等内容。

对于SoC设计的初学者，本书能够帮助读者获取SoC设计的相关知识，带领读者开展SoC或FPGA设计项目；对于有经验的芯片设计者，本书可作为一本极具价值的参考书。

享受这本书——尽情发挥你的SoC设计创意，Arm SoC朝气蓬勃，市场前景无限！

免费下载示例代码和项目

本书的读者可以下载配套示例代码和项目，其中包括：

● 基于Arm Cortex-M3处理器评估版DesignStart的Cortex-M3系统设计实例；

● 实例系统的仿真平台；

● 针对Digilent Arty-S7-50T FPGA板和Xilinx Vivado 2019.1的实例系统设计的FPGA项目。

软件包可以从Arm Education Media网站https://pages.arm.com/socrefbook.html的本书资源处注册下载。

免责声明

本书中Verilog设计实例和相关的软件文件是为了教学而设计的，并没有像Arm IP产品标准那样经过全面验证。Arm Education Media和本书作者对上述内容不做任何保证。

关于本书范围的说明

本书重点介绍基于Cortex-M0和Cortex-M3处理器的系统设计概念。由于提供DesignStart项目和DesignStart FPGA的产品将随着时间的推移而变化，因此本文不会详细介绍使用这些软件包的全部细节，但本书中的系统设计概念和一些技术细节基本适用于大多数Cortex-M系统设计。

致谢

非常感谢编辑Michael Shuff，他在本书的校对方面做了大量的工作，提出了很多有用的建议。还要感谢Christopher Seidl、Chris Shore和Jon Marsh，他们为本书的编写提供了很多素材，同时也要感谢Arm公司营销团队对这个项目的支持。