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第1章　嵌入式系统概论 1

1.1　嵌入式系统 1

1.1.1　嵌入式系统概述 1

1.1.2　嵌入式系统的定义 2

1.2　嵌入式系统的发展 2

1.3　嵌入式系统的特点 3

1.4　嵌入式系统的基本分类 4

1.5　嵌入式系统的组成结构 4

1.6　嵌入式处理器 9

1.7　嵌入式系统的发展趋势 11

1.7.1　嵌入式系统的现状 11

1.7.2　嵌入式系统的发展方向 12

1.8　嵌入式系统的相关研究领域 12

1.8.1　嵌入式系统的主干学科领域 12

1.8.2　与嵌入式系统关系密切的技术领域 13

本章小结 14

习题与思考题 14

第2章 ARM核及ARM处理器的体系结构 15

2.1　ARM的发展历史 15

2.2　ARM系列处理器概述 15

2.2.1　ARM处理器家族 15

2.2.2　ARM核与体系结构版本 17

2.2.3　ARM体系结构版本的变种 18

2.2.4　ARM体系结构版本的命名规则 18

2.3　ARM芯片选型 19

2.4　ARM处理器的结构 21

2.4.1　ARM处理器的RSIC特征 21

2.4.2　流水线 22

2.4.3　ARM的工作模式和工作状态 25

2.4.4　ARM寄存器的组织 26

2.5　ARM存储器的组织 29

2.5.1　ARM存储器的数据类型和存储格式 29

2.5.2　ARM的存储体系 30

2.5.3　片内存储器的用法 31

2.5.4　协处理器CP15 31

2.6　存储管理单元 31

2.7　ARM处理器的Cache 36

2.8　快速上下文切换扩展 37

2.9　写缓存区 37

2.10　哈佛结构 38

2.11　桶型移位器 39

2.12　看门狗定时器 39

2.13　边界对准与端序 40

2.14　地址重映射 41

2.15　ARM处理器的片上总线标准AMBA 42

2.16　AMBA 2.0片上总线的主控单元和从动单元 43

2.17　AMBA 2.0总线的时序 43

2.18　ARM7处理器核的S3C4510B 44

2.18.1　复位 45

2.18.2　总线周期 45

2.18.3　ARM7TDMI处理器的总线优先级 47

2.19　I/O端口统一编址与特殊功能寄存器 47

本章小结 49

习题与思考题 49

第3章 ARM指令集与程序设计 51

3.1　ARM体系结构指令集 51

3.2　ARM处理器的寻址方式和指令系统 52

3.2.1　ARM指令集的编码格式和语法 52

3.2.2　ARM处理器的寻址方式 55

3.2.3 ARM指令的分类说明 59

3.3　ARM的异常中断处理 68

3.3.1　ARM的异常中断响应过程 68

3.3.2　从异常中断处理程序返回 69

3.4　ARM汇编语言程序设计 69

3.4.1　ARM汇编语言程序的格式 70

3.4.2　ARM汇编语言程序编写规范 74

3.4.3　ARM汇编语言指示符 74

3.4.4　ARM过程调用标准ATPCS和AAPCS 81

3.5　典型ARM汇编语言程序举例 83

3.5.1　入门的范例 83

3.5.2　基本结构 84

3.6　ARM汇编、C和C++混合编程 86

3.6.1 内嵌汇编 86

3.6.2　C/C++与汇编程序的相互调用 89

3.6.3　软中断和半主机方式ARM汇编程序设计 93

3.7　GNU格式的ARM汇编语言程序设计 95

3.7.1　GNU格式的ARM汇编语言程序的设计要点 95

3.7.2　GNU格式ARM汇编语言程序举例 97

本章小结 98

习题与思考题 98

第4章　嵌入式系统外部设备 100

4.1　嵌入式系统的半导体存储器 100

4.1.1　静态存储器和同步动态存储器 100

4.1.2　嵌入式处理器上配接SDRAM 102

4.2　闪速存储器 104

4.3　嵌入式系统总线 110

4.3.1　I2C总线 110

4.3.2　SPI总线接口 113

4.3.3　CAN总线 114

4.3.4　PC104总线 115

4.4　嵌入式系统接口 116

4.4.1　UART接口 116

4.4.2　通用输入／输出接口 121

4.4.3　USB接口 122

4.4.4　以太网接口 126

4.5　嵌入式系统的外部设备 130

4.5.1　键盘 131

4.5.2　液晶显示器 135

4.5.3　触摸屏 141

本章小结 145

习题与思考题 145

第5章　嵌入式系统开发工具 146

5.1 基于ARM的嵌入式开发工具概述 146

5.1.1　交叉开发 146

5.1.2　指令集模拟器 151

5.1.3　ROM仿真器 151

5.1.4　片上调试技术与背景调试模式（BDM） 151

5.1.5　半主机调试方式 152

5.1.6　评估电路板 153

5.2　各种ARM开发工具简介 154

5.2.1　ARM SDT 154

5.2.2　ARM ADS 155

5.2.3　RealView MDK 156

5.2.4　ARM的Multi-ICE仿真器 156

5.2.5　ULINK 2.0仿真器 157

5.3　基于ARM的嵌入式系统开发方法 158

5.4　Embest ARM实验教学系统 159

5.4.1　教学系统介绍 159

5.4.2　μ Vision IDE集成开发环境 159

5.4.3　ULINK USB-JTAG仿真器 162

5.4.4　Embest Edukit-Ⅲ嵌入式教学实验平台 163

5.4.5　教学系统的安装 163

5.5　集成开发环境使用说明 166

5.5.1　μVision IDE主框架窗口 166

5.5.2　工程管理 166

5.5.3　工程基本配置 170

5.5.4　工程的编译链接 178

5.5.5　加载调试 179

5.5.6　Flash编程工具 185

本章小结 186

第6章　嵌入式操作系统概论 187

6.1　嵌入式操作系统概述 187

6.1.1　基本特点 187

6.1.2　抢占式内核 188

6.2　嵌入式操作系统分类 191

6.3　实时系统 194

6.3.1 概念 194

6.3.2　实时系统的属性和指标 196

6.3.3　实时系统的分类 197

6.3.4　实时调度 198

6.4　嵌入式系统启动程序BootLoader 207

6.4.1 嵌入式系统的启动方式 207

6.4.2　BootLoader的程序结构与调试 209

6.4.3　BootLoader人机交互接口设计 212

6.5　嵌入式实时操作系统内核 213

6.5.1　实时操作系统内核 213

6.5.2　网络支持 215

6.5.3　用户交互环境界面 215

6.6　嵌入式Linux系统 215

6.6.1　基于Linux的嵌入式系统 216

6.6.2　μCLinux 217

6.6.3　实时RTLinux 222

6.6.4　嵌入式RTLinux的创建 233

本章小结 235

第7章　嵌入式Linux系统开发环境 236

7.1　Linux的历史和现状 236

7.2　协同开发模式 237

7.3　基于Edukit-Ⅲ开发板的开发环境介绍 240

7.3.1　交叉编译工具链的创建 240

7.3.2　Linux宿主机环境设置及项目空间建立 243

7.3.3　Windows工作机环境设置 245

7.4　嵌入式系统移植 246

7.4.1　系统移植概述 246

7.4.2　基于Edukit-Ⅲ开发板的BootLoader实现 248

7.4.3　嵌入式Linux核移植 254

7.4.4　嵌入式根文件系统创建 261

7.4.5　系统烧写过程 268

7.4.6　系统测试结果 270

7.5　触摸屏驱动程序设计 271

7.5.1　嵌入式Linux驱动程序 271

7.5.2　触摸屏硬件原理 272

7.5.3　触摸屏驱动流程设计 274

7.5.4　触摸屏驱动设计分析 275

7.5.5　配置和编译驱动程序 279

7.5.6　测试触摸屏驱动程序 280

本章小结 281

参考文献 282

参考网站 283