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第1章 嵌入式系统概述 1

1.1 嵌入式系统的基本概念 1

1.1.1 嵌入式系统的定义 1

1.1.2 嵌入式系统的特点 1

1.1.3 嵌入式系统的发展 2

1.1.4 嵌入式系统的应用 4

1.1.5 嵌入式系统的学习方法 4

1.2 嵌入式处理器 5

1.2.1 嵌入式处理器的种类 5

1.2.2 ARM微处理器简介 6

1.3 嵌入式系统的组成 7

1.3.1 嵌入式系统的硬件 8

1.3.2 嵌入式系统的软件 9

1.4 嵌入式操作系统 10

1.4.1 嵌入式操作系统及其特点 10

1.4.2 几种嵌入式操作系统 10

习题 12

第2章 嵌入式处理器体系结构 13

2.1 嵌入式处理器内核 13

2.2 ARM体系结构的发展 14

2.3 ARM体系结构的技术特征 16

2.4 ARM处理器工作状态与工作模式 16

2.4.1 ARM处理器工作状态 17

2.4.2 ARM处理器工作模式 17

2.5 ARM处理器寄存器组 18

2.5.1 ARM状态下的寄存器组 18

2.5.2 Thumb状态下的寄存器组 19

2.6 ARM处理器的异常中断 20

2.6.1 ARM异常种类及异常中断向量 20

2.6.2 异常中断的优先级 21

2.6.3 ARM异常中断的响应过程 22

2.6.4 从异常处理程序中返回 22

2.7 ARM的存储器格式及数据类型 24

2.7.1 ARM存储字数据的格式 24

2.7.2 ARM微处理器数据类型 25

2.8 ARM流水线技术 25

2.8.1 指令流水线处理 25

2.8.2 ARM的3级指令流水线 26

2.8.3 ARM的5级指令流水线 27

2.9 ARM处理器内核结构 28

2.9.1 ARM处理器内核概述 28

2.9.2 ARM7TDMI处理器内核 29

2.9.3 ARM7TDMI存储器接口 32

2.9.4 ARM7TDMI的调试接口 34

2.9.5 ARM920T处理器核 36

2.9.6 ARM的AMBA总线体系结构 37

2.9.7 ARM的MMU部件 38

习题 46

第3章 典型嵌入式处理器 47

3.1 LPC2000系列嵌入式微控制器 47

3.1.1 LPC2000系列微控制器概述 47

3.1.2 LPC2000系列微控制器结构 49

3.2 嵌入式微处理器S3C44B0X 50

3.2.1 S3C44B0X简介 50

3.2.2 S3C44B0X体系结构 52

3.2.3 S3C44B0X引脚信号 53

3.3 S3C44B0X内部可编程组件 57

3.3.1 存储控制组件 57

3.3.2 端口组件 61

3.3.3 中断组件 64

3.3.4 UART组件 68

3.3.5 DMA组件 72

3.3.6 PWM组件 74

3.3.7 时钟与电源组件 78

3.3.8 I2C总线组件 81

3.3.9 I2S总线组件 84

3.3.10 SIO组件 88

3.3.11 RTC组件 91

3.3.12 WDT组件 95

3.3.13 ADC组件 97

3.3.14 LCD控制组件 98

3.4 嵌入式微处理器S3C2410X/S3C2440X 103

3.4.1 S3C2410X/S3C2440X简介 103

3.4.2 S3C2410X/S3C2440X体系结构 105

3.5 AT91系列嵌入式微控制器 107

3.5.1 AT91系列嵌入式微控制器概述 107

3.5.2 AT91FR40162嵌入式微控制器 107

3.6 XScale嵌入式微处理器 109

3.6.1 XScale微体系结构简介 109

3.6.2 XScale嵌入式微处理器PXA250 109

3.7 STR710F系列嵌入式处理器 111

3.7.1 STR710F系列嵌入式处理器概述 111

3.7.2 STR710F系列嵌入式处理器的内部体系结构 112

习题 113

第4章 嵌入式处理器指令系统 115

4.1 ARM指令分类及指令格式 115

4.1.1 ARM指令分类 115

4.1.2 ARM指令格式 116

4.1.3 ARM指令中的操作数符号 117

4.1.4 ARM指令中的移位操作 118

4.2 ARM指令的寻址方式 119

4.2.1 立即寻址 119

4.2.2 寄存器寻址 120

4.2.3 寄存器间接寻址 120

4.2.4 基址加变址寻址 120

4.2.5 相对寻址 121

4.2.6 堆栈寻址 121

4.2.7 多寄存器寻址 121

4.3 ARM指令集 122

4.3.1 数据处理指令 122

4.3.2 程序状态寄存器访问指令 128

4.3.3 分支指令 129

4.3.4 加载／存储指令 130

4.3.5 协处理器指令 134

4.3.6 异常中断指令 136

4.4 Thumb指令集 136

4.4.1 数据处理指令 137

4.4.2 分支指令 138

4.4.3 加载／存储指令 138

4.4.4 异常中断指令 140

习题 140

第5章 嵌入式系统程序设计基础 142

5.1 ARM汇编器所支持的伪指令 142

5.1.1 符号定义伪指令 142

5.1.2 数据定义伪指令 143

5.1.3 汇编控制伪指令 146

5.1.4 宏指令 147

5.1.5 其他常用的伪指令 147

5.2 汇编语言的语句格式 151

5.2.1 在汇编语言程序中常用的符号 151

5.2.2 汇编语言程序中的表达式和运算符 152

5.3 ARM汇编语言的程序结构 154

5.3.1 汇编语言的程序结构 155

5.3.2 汇编语言的子程序调用 155

5.3.3 汇编语言与C/C＋＋的混合编程 156

习题 160

第6章 嵌入式操作系统μCLinux 161

6.1 μCLinux概述 161

6.1.1 背景 161

6.1.2 μCLinux的特点 162

6.2 μCLinux体系结构 162

6.2.1 Linux内核体系结构 163

6.2.2 μCLinux的内存管理 165

6.2.3 μCLinux的内核结构 167

6.2.4 内存保护 168

6.2.5 编程接口的改变 169

6.2.6 μCLinux的应用程序库 169

6.2.7 μCLinux支持的文件系统 170

6.3 μCLinux在基于S3C44B0X系统上的移植 171

6.3.1 μCLinux内核移值概述 171

6.3.2 μCLinux内核移植方法 172

6.4 开发工具GNU的使用 173

6.4.1 GCC编译器 174

6.4.2 GNU Make 175

6.5 建立μCLinux开发环境 178

6.5.1 建立交叉编译器 178

6.5.2 μCLinux针对硬件的改动 179

6.5.3 μCLinux内核编译 181

6.5.4 μCLinux内核加载运行 182

6.6 μCLinux下的应用程序开发 182

习题 184

第7章 嵌入式系统的Boot Loader 185

7.1 Boot Loader概述 185

7.2 Boot Loader与嵌入式系统的关系 186

7.2.1 Boot Loader的操作模式 186

7.2.2 Boot Loader的总体设计 187

7.3 Boot Loader的主要功能及典型结构 188

7.3.1 Boot Loader的阶段1 189

7.3.2 Boot Loader的阶段2 191

7.4 S3C44B0X下μCLinux的Boot Loader分析 192

7.5 其他的初始化方式 194

习题 206

第8章 嵌入式系统设计 207

8.1 嵌入式系统设计概述 207

8.2 嵌入式系统的设计方法 208

8.2.1 嵌入式系统的设计步骤 208

8.2.2 嵌入式系统的一般设计方法 209

8.2.3 嵌入式系统的硬、软件协同设计技术 210

8.3 ARM处理器芯片的选择 212

8.3.1 选择ARM处理器芯片应考虑的因素 212

8.3.2 主要ARM芯片供应商 215

8.3.3 选择ARM芯片示例 216

8.4 嵌入式系统应用与接口设计 217

8.4.1 电源模块的选择及电路设计 217

8.4.2 时钟源的设计与分配 218

8.4.3 复位电路设计与模式选择 219

8.4.4 存储器接口电路设计及应用 220

8.4.5 键盘及LED显示器接口设计 225

8.4.6 中断系统应用 228

8.4.7 LCD控制器接口应用 230

8.4.8 I2C总线接口应用 234

8.4.9 SPI总线接口应用 240

8.4.10 通信接口设计及应用 246

8.4.11 RTC组件的应用 254

8.4.12 PWM组件的应用 255

8.4.13 WDT组件的应用 259

8.4.14 ADC组件的应用 259

8.4.15 I2S总线接口应用 260

8.4.16 USB接口设计及应用 268

8.4.17 JTAG接口电路设计 272

8.5 嵌入式系统的软件设计 274

8.5.1 嵌入式系统的软件设计过程 274

8.5.2 嵌入式操作系统的选择 275

8.5.3 嵌入式软件开发工具链的构建 276

8.6 嵌入式系统开发与调试工具 280

8.6.1 嵌入式系统硬件开发与调试工具 280

8.6.2 嵌入式系统软件开发工具 282

8.7 嵌入式系统设计实例 283

8.7.1 车载信息系统的功能分析 283

8.7.2 车载信息系统的设计方案 284

8.7.3 车载系统硬件设计 285

8.7.4 车载系统软件设计 287

习题 288

附录：关键词索引 290

参考资料 297