本文首发于知乎。
写在前面
本文主要记录本人最近折腾的一些经历，总结近期学习心得。由于本人水平有限，文中不足之处欢迎指出。
为什么想写这篇文章
学过一门计算机系统结构相关的课（微电子专业），上过这课的同学应该都“深（yi）有（yan）体（nan）会（jin）”。我一直认为学习新事物需要从尽量简单的地方入手，但实验使用的硬件平台是Zynq，不知道厉害的同学是怎么做的，我只记得我做得很糟糕。但是，过了很长一段时间我才意识到自己对计算机系统结构的无知。幸得大佬指点，在不断摸索中，慢慢熟悉了cortex m0/m3，总线，各种外设，也慢慢解开了之前上系统结构相关的那门课时的很多疑惑......
直接用Zynq也许更适合一部分人的学习习惯，但对于我来说，从裸核开始一步步搭建出完整的SoC或许是更好的学习方式。有道是“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，如果想要理解SoC，自己搭建SoC可能是最好的方法。
对比两种亲身体会的学习过程后，深知正确的方法对于快速入门的意义，于是写下这篇文章，作为记录，也作为分享。
什么是Arm DesignStart
Arm DesignStart是Arm的一个项目，开放了一系列IP，包括Cortex-M0，Cortex-M3，Cortex-A5等，每一种IP也有不同的版本：Eval版，FPGA版，Pro版等。
Arm开放的Cortex M0/M3让我们有机会学习研究，在DesignStart官网上可以获取到。
https://developer.arm.com/ip-...
其中，Eval版本提供处理器核的网表形式的Verilog代码，学习时下载的Cortex M0 Eval版，其余部分版本需要申请License，具体申请事宜可以在网站上查询。
搭建SoC
在下载的Eval版文件资源中找到"cortexm0ds_logic.v"的文件，便是处理器核的网表形式的Verilog代码。
想要搭建出一个完整的SoC（如具有图像采集功能的SoC），从获取cortex m0开始，还需要完成以下步骤：
- 理解处理器核端口信号并进行正确的端口配置
- 学习AHB Lite总线协议，理解数据传输时序，编写总线互连模块
- 编写基本外设及接口-存储机器码和数据的RAM
- 编写扩展外设接口-如摄像头，LCD显示屏
- 学习中断控制，编写UART进行与PC间通信，或利用矩阵键盘交互，在显示屏上观察反馈
经过以上一系列看似简单实则到处都是坑的步骤后，就具备了继续研究更复杂的处理器、总线协议、外设的基础，而这种基础，似乎在做Zynq相关实验时我并没有获得（吐槽+1）。
扯远了。
在加了显示屏和摄像头之后可以拍照显示了。
搭建SoC之后
在获得新知识的快感后，因为知道自己还是很菜，所以冷静下来继续深入研究：
- 更复杂的处理器（多核/众核）、更复杂的总线协议（如果有必要~
- 如何在SoC中嵌入硬件加速器（可以参考知乎用户 其实我是老莫 的系列文章《以软制硬，以硬助软：在芯片中嵌入处理器的两种形式》）
- 学习更多算法及其高效硬件实现方法，如卷积运算等
- 增强代码能力（雾
总结
我们可以用Arm DesignStart开放的处理器核搭建简单的SoC，并在这个过程中逐步学习处理器、总线互连、软硬协同的基础知识，同时增强代码能力（和抗压能力）。
敬请期待
使用Cortex M0搭建的SoC已经在github上开源：
https://github.com/liufengrui...
为了方便一步步地搭建SoC，还整理了一份将SoC搭建分为多个Task的版本（以下简称Task版）。Tianjin Zhao和我针对Task版写了一本简单的教程，从获取处理器核开始，一步一步搭建SoC，对FPGA及相关软件的使用也有必要的提示。本教程将于2020年在电子工业出版社出版，敬请期待。下面附上目录。
参考书目
《ARM Cortex-M0与Cortex-M0+权威指南》第2版，Joseph Yiu
《计算机组成与设计硬件软件接口》第5版ARM版，David Patterson and John Hennessy
