嵌入式系統原理及應用（簡體書）

本書以嵌入式系統為核心，全面介紹了32位ARM嵌入式系統的基礎理論知識，主要內容包括：嵌入式系統基本概念、ARM體系結構與調試方法、軟件與硬件開發技術、存儲與接口技術、總線與外圍設備、實時操作系統與調度算法、液晶觸摸屏應用程序開發實例。本書在內容設計上，首先完整講述了嵌入式系統的基礎知識和ARM技術，然后結合基於ARM處理器的實際工程例程，講述了嵌入式應用開發流程，形成了從易到難、相對完整、貼近實際工程應用的嵌入式理論教學體系。結合本書的實驗內容，可使讀者快速、全面地掌握嵌入式系統開發與應用技術。 本書可作為高等院校計算機、電類專業本科生或研究生嵌入式系統教學的教材，也可作為基於ARM核嵌入式系統開發的工程技術人員的參考資料。 ★本書配有電子教案，需要者可登錄出版社網站，免費下載。

第1章 嵌入式系統概論
1.1 嵌入式系統
1.1.1 嵌入式系統概述
1.1.2 嵌入式系統的定義
1.2 嵌入式系統的發展
1.3 嵌入式系統的特點
1.4 嵌入式系統的基本分類
1.5 嵌入式系統的組成結構
1.6 嵌入式處理器
1.7 嵌入式系統的發展趨勢
1.7.1 嵌入式系統的現狀
1.7.2 嵌入式系統的發展方向
1.8 嵌入式系統的相關研究領域
1.8.1 嵌入式系統的主干學科領域
1.8.2 與嵌入式系統關係密切的技術領域
本章小結
習題與思考題
第2章 ARM核及ARM處理器的體系結構
2.1 ARM的發展歷史
2.2 ARM系列處理器概述
2.2.1 ARM處理器家族
2.2.2 ARM核與體系結構版本
2.2.3 ARM體系結構版本的變種
2.2.4 ARM體系結構版本的命名規則
2.3 ARM芯片選型
2.4 ARM處理器的結構
2.4.1 ARM處理器的RSIC特徵
2.4.2 流水線
2.4.3 ARM的工作模式和工作狀態
2.4.4 ARM寄存器的組織
2.5 ARM存儲器的組織
2.5.1 ARM存儲器的數據類型和存儲格式
2.5.2 ARM的存儲體系
2.5.3 片內存儲器的用法
2.5.4 協處理器CP15
2.6 存儲管理單元
2.7 ARM處理器的Cache
2.8 快速上下文切換擴展
2.9 寫緩存區
2.10 哈佛結構
2.11 桶型移位器
2.12 看門狗定時器
2.13 邊界對準與端序
2.14 地址重映射
2.15 ARM處理器的片上總線標準AMBA
2.16 AMBA 2.0片上總線的主控單元和從動單元
2.17 AMBA2.0總線的時序
2.18 ARM7處理器核的S3C4510B
2.18.1 復位
2.18.2 總線周期
2.18.3 ARM7TDMI處理器的總線優先級
2.19 I／O端口統一編址與特殊功能寄存器
本章小結
習題與思考題
第3章 ARM指令集與程序設計
3.1 ARM體系結構指令集
3.2 ARM處理器的尋址方式和指令系統
3.2.1 ARM指令集的編碼格式和語法
3.2.2 ARM處理器的尋址方式
3.2.3 ARM指令的分類說明
3.3 ARM的異常中斷處理
3.3.1 ARM的異常中斷響應過程
3.3.2 從異常中斷處理程序返回
3.4 ARM匯編語言程序設計
3.4.1 ARM匯編語言程序的格式
3.4.2 ARM匯編語言程序編寫規範
3.4.3 ARM匯編語言指示符
3.4.4 ARM過程調用標準ATPCS和AAPCS
3.5 典型ARM匯編語言程序舉例
3.5.1 入門的範例
3.5.2 基本結構
3.6 ARM匯編、C和C++混合編程
3.6.1 內嵌匯編
3.6.2 C／C++與匯編程序的相互調用
3.6.3 軟中斷和半主機方式ARM匯編程序設計
3.7 GNU格式的ARM匯編語言程序設計
3.7.1 GNU格式的ARM匯編語言程序的設計要點
3.7.2 GNU格式ARM匯編語言程序舉例
本章小結
習題與思考題
第4章 嵌入式系統外部設備
4.1 嵌入式系統的半導體存儲器
4.1.1 靜態存儲器和同步動態存儲器
4.1.2 嵌入式處理器上配接SDRAM
4.2 閃速存儲器
4.3 嵌入式系統總線
4.3.1 I2C總線
4.3.2 SPI總線接口
4.3.3 CAN總線
4.3.4 PCI04總線
4.4 嵌入式系統接口
4.4.1 UART接口
4.4.2 通用輸入／輸出接口
4.4.3 USB接口
4.4.4 以太網接口
4.5 嵌入式系統的外部設備
4.5.1 鍵盤
4.5.2 液晶顯示器
4.5.3 觸摸屏
本章小結
習題與思考題
第5章 嵌入式系統開發工具
5.1 基於ARM的嵌入式開發工具概述
5.1.1 交叉開發
5.1.2 指令集模擬器
5.1.3 ROM仿真器
5.1.4 片上調試技術與背景調試模式(BDM)
5.1.5 半主機調試方式
5.1.6 評估電路板
5.2 各種ARM開發工具簡介
5.2.1 ARM SDT
5.2.2 ARM ADS
5.2.3 RealView MDK
5.2.4 ARM的Multi－ICE仿真器
5.2.5 ULINK 2.0仿真器
5.3 基於ARM的嵌入式系統開發方法
5.4 Embest ARM實驗教學系統
5.4.1 教學系統介紹
5.4.2 uVision IDE集成開發環境
5.4.3 ULINK USB－JTAG仿真器
5.4.4 Embest Edukit－Ⅲ嵌入式教學實驗平臺
5.4.5 教學系統的安裝
5.5 集成開發環境使用說明
5.5.1 μVision IDE主框架窗口
5.5.2 工程管理
5.5.3 工程基本配置
5.5.4 工程的編譯鏈接
5.5.5 加載調試
5.5.6 Flash編程工具
本章小結
第6章 嵌入式操作系統概論
6.1 嵌入式操作系統概述
6.1.1 基本特點
6.1.2 搶占式內核
6.2 嵌入式操作系統分類
6.3 實時系統
6.3.1 概念
6.3.2 實時系統的屬性和指標
6.3.3 實時系統的分類
6.3.4 實時調度
6.4 嵌入式系統啟動程序BootLoader
6.4.1 嵌入式系統的啟動方式
6.4.2 BootLoader的程序結構與調試
6.4.3 BootLoader人機交互接口設計
6.5 嵌入式實時操作系統內核
6.5.1 實時操作系統內核
6.5.2 網絡支持
6.5.3 用戶交互環境界面
6.6 嵌入式Linux系統
6.6.1 基於Linux的嵌入式系統
6.6.2 μCLinux
6.6.3 實時RTLinux
6.6.4 嵌入式RTLinux的創建
本章小結
第7章 嵌入式Linux系統開發環境
7.1 Linux的歷史和現狀
7.2 協同開發模式
7.3 基於Edukit－Ⅲ開發板的開發環境介紹
7.3.1 交叉編譯工具鏈的創建
7.3.2 Linux宿主機環境設置及項目空間建立
7.3.3 Windows工作機環境設置
7.4 嵌入式系統移植
7.4.1 系統移植概述
7.4.2 基於Edukit－Ⅲ開發板的BootLoader實現
7.4.3 嵌入式Linux內核移植
7.4.4 嵌入式根文件系統創建
7.4.5 系統燒寫過程
7.4.6 系統測試結果
7.5 觸摸屏驅動程序設計
7.5.1 嵌入式Linux驅動程序
7.5.2 觸摸屏硬件原理
7.5.3 觸摸屏驅動流程設計
7.5.4 觸摸屏驅動設計分析
7.5.5 配置和編譯驅動程序
7.5.6 測試觸摸屏驅動程序
本章小結
參考文獻
參考網站