SOC设计原理与实战-轻松设计机器人

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 *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.7

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