Cortex-R52+ 架构深度解析与国产芯片实战

Cortex-R52+ 架构深度解析与国产芯片实战
第一部分：基础与开发环境
第1章 Cortex-R52+ 与国产芯片生态概览

1.1 ARMv8-R AArch32 架构特性与Cortex-R52+定位

1.2 国产R52+芯片选型（国芯、赛昉、紫光同芯等）与生态分析

1.3 锁步核、ECC与功能安全(ASIL-D)设计哲学

1.4 开发环境搭建：ARM Toolchain + 国产芯片SDK

第2章 最小系统工程与启动代码剖析

2.1 国产芯片SDK目录结构解析

2.2 启动文件深度剖析：从复位向量到C环境

2.3 最小外设驱动：GPIO控制实战

2.4 调试环境配置与第一个工程

---

持续更新中

第二部分：核心架构理论
第3章 ARMv8-R AArch32 编程模型精讲

3.1 核心寄存器组与各模式Banked寄存器

3.2 异常等级EL0-EL2的特权级与权限模型

3.3 安全状态与两种世界（Secure/Non-secure）

3.4 SMC指令实现EL1到EL2切换实战

第4章 存储架构与Cache一致性

4.1 R52+存储层次：TCM、Cache、主存

4.2 内存类型与属性（Normal, Device, Strongly-ordered）

4.3 缓存维护操作指令实战

4.4 共享内存的多核一致性协议

第5章 内存保护单元实战

5.1 MPU与MMU的本质区别

5.2 MPU区域寄存器详解

5.3 保护Bootloader与安全关键代码区域

5.4 内存访问权限故障诊断

第三部分：关键子系统实战
第6章 GICv3架构与中断处理实战

6.1 GICv3架构组成：分发器、重分发器、CPU接口

6.2 中断分类：SGI、PPI、SPI、LPI

6.3 中断状态机与优先级抢占机制

6.4 国产芯片GICv3完整配置实战

第7章 系统时钟、定时器与电源管理

7.1 国产芯片时钟树分析与PLL配置

7.2 阶梯式倍频与动态频率调节实战

7.3 通用定时器与虚拟定时器配置

7.4 低功耗模式与外设时钟门控

第8章 Cache配置与一致性维护

8.1 Cache层次结构与替换策略

8.2 Cache设置与维护操作实战

8.3 DMA与多核环境Cache一致性

8.4 性能优化策略

第9章 启动流程深度解析

9.1 国产芯片Boot ROM分析

9.2 阶梯式时钟初始化与内存训练

9.3 多核启动流程：主核引导从核

9.4 安全启动与信任链建立

第10章 多核通信与同步机制

10.1 核间中断与邮箱机制

10.2 共享内存通信实战

10.3 自旋锁、信号量多核实现

10.4 数据一致性保证

第四部分：功能安全与认证
第11章 芯片设计生命周期与权限管理

11.1 芯片设计生命周期阶段

11.2 不同生命周期下的安全状态

11.3 权限控制与安全状态转换

11.4 生产部署阶段的安全管理

第12章 ISO 26262 ASIL D软件要求

12.1 ASIL D对软件架构的要求

12.2 分区保护与内存保护机制

12.3 时间监控与窗口看门狗

12.4 软件测试策略与安全案例

第13章 锁步核机制与安全监控

13.1 锁步错误检测与诊断

13.2 ECC内存保护机制

13.3 安全监控模式与故障处理

13.4 错误注入测试实战

第五部分：高级调试与优化
第14章 CoreSight调试与跟踪系统

14.1 CoreSight架构与ETM指令跟踪

14.2 系统性能计数器配置

14.3 运行时故障诊断与崩溃分析

14.4 跟踪数据解析

第15章 系统性能优化

15.1 TCM与Cache优化策略

15.2 关键路径代码优化

15.3 中断延迟分析与优化

15.4 内存访问模式优化

第六部分：综合项目实战
第16章 项目一：汽车电子稳定控制系统(ESC)

16.1 ESC系统架构与安全要求

• 16.1.1 ESC系统原理与ASIL D安全要求
• 16.1.2 硬件架构：主控核与监控核分工
• 16.1.3 软件分区：安全关键任务隔离

16.2 传感器数据采集与处理

• 16.2.1 轮速传感器信号处理
• 16.2.2 陀螺仪与加速度计数据处理

16.3 制动压力控制算法

• 16.3.1 PID压力控制算法实现
• 16.3.2 电磁阀PWM控制

16.4 安全监控与故障处理

• 16.4.1 主从核交叉监控机制
• 16.4.2 故障注入测试与恢复

16.5 系统集成与功能安全测试

• 16.5.1 基于ISO 26262的测试用例设计
• 16.5.2 硬件在环(HIL)测试环境
• 16.5.3 安全案例编制

第17章 项目二：电池管理系统(BMS)

17.1 BMS系统架构

• 17.1.1 电池包拓扑与ASIL C安全要求
• 17.1.2 主控板与从板通信架构
• 17.1.3 安全监控策略

17.2 电池数据采集与均衡

• 17.2.1 电芯电压/温度监控
• 17.2.2 主动均衡算法实现

17.3 状态估算算法

• 17.3.1 SOC（State of Charge）估算
• 17.3.2 SOH（State of Health）估算

17.4 安全监控与故障保护

• 17.4.1 过压/欠压/过温保护
• 17.4.2 绝缘电阻检测
• 17.4.3 接触器控制与预充电管理

17.5 功能安全实现

• 17.5.1 安全机制：电压传感器冗余
• 17.5.2 故障处理与安全状态转换

17.6 系统集成与验证

• 17.6.1 BMS系统集成测试
• 17.6.2 功能安全验证
• 17.6.3 性能测试与优化

第七部分：认证与总结
第18章 功能安全认证准备

18.1 认证材料准备与流程

18.2 测试用例设计与安全审计

18.3 认证机构沟通与应对

第19章 总结与展望

19.1 Cortex-R52+ 开发经验总结

19.2 国产芯片开发生态展望

19.3 功能安全技术发展趋势