ARM嵌入式系統(tǒng)教程

前言

本書以嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)為主線，全面系統(tǒng)地講述了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基本知識、基本流程和基本方法。以Intel公司的PX．A270處理器和深圳市億道電子技術(shù)有限公司的EELIOD實驗教學系統(tǒng)為硬件平臺，介紹了嵌入式系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)過程。本書力求實用，側(cè)重于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程，力爭能夠指導學生進行一個完整的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。本書在內(nèi)容的組織上共分9章，各章的具體內(nèi)容如下：第1章介紹了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基礎知識。包括嵌入式系統(tǒng)的概念、特點、應用、組成，以及嵌入式處理器、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具，全面介紹了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基本知識和概念。第2章介紹了ARM體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展和特征，詳細介紹了處理器工作狀態(tài)、寄存器的組織、異常處理、ARM存儲器映射和ARM內(nèi)核技術(shù)等內(nèi)容。第3章詳細講述了ARM處理器的尋址方式、ARM指令系統(tǒng)中的各種指令，以及指令的應用場合及方法。第4章介紹了ARM匯編語言程序設計的基本方法，詳細講解了ARM偽操作、偽指令，ARM匯編語言中的符號、表達式、程序格式，以及ARM匯編語言與C語言混合編程的方法。第5章簡要介紹了XSeale內(nèi)核，然后介紹了基于XScale內(nèi)核的PXA270處理器的一些特性以及功能模塊。第6章介紹了PX．A270實驗教學系統(tǒng)的硬件資源，詳細介紹了實驗教學系統(tǒng)的硬件設計，包括電源和時鐘系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、LCD及觸摸屏人機接口系統(tǒng)以及多種通信接口的應用電路。另外，通過介紹三個程序設計實例，給讀者提供了PX．A270實驗教學系統(tǒng)的軟件設計的方法和步驟。第7章系統(tǒng)地介紹了嵌入式Linux操作系統(tǒng)，以及如何在嵌入式IAnux下開發(fā)各種應用程序和設備驅(qū)動程序。為了對所介紹的重點知識有更進一步的理解，每一小節(jié)都給出了具體的實例。第8章詳細介紹了ARM開發(fā)工具和ADS集成開發(fā)環(huán)境的使用方法，并且給出了一些實例，以便于更好地進行應用程序開發(fā)與調(diào)試。第9章介紹了三種基于PXA270處理器的應用實例的設計方案，包括3G手機、基于PXA270處理器的嵌入式流媒體播放器以及車載多媒體遠程監(jiān)控服務系統(tǒng)。本書的編寫是在多輪教學實踐的基礎上完成的。部分內(nèi)容取材于作者的嵌入式系統(tǒng)科研開發(fā)項目、作者指導本科生參加全國大學生電子設計競賽——嵌入式系統(tǒng)專題競賽的參賽作品，以及作者參加ARM應用技術(shù)論文大獎賽獲獎論文。本書內(nèi)容充實，系統(tǒng)全面，重點突出。闡述循序漸進，由淺入深。各章均安排了豐富的例題、思考題和習題，便于學生自學和自測。

內(nèi)容概要

　　本書首先引入嵌入式系統(tǒng)的基本概念，介紹了嵌入式系統(tǒng)中廣泛使用的ARM技術(shù)，包括ARM處理器的體系結(jié)構(gòu)、尋址方式、指令系統(tǒng)、匯編語言程序和C語言程序設計基礎。之后介紹了基于Xscale內(nèi)核的PXA270處理器，以及基于PXA270處理器的實驗教學系統(tǒng)。然后，以PXA270實驗教學系統(tǒng)為硬件平臺，介紹了嵌入式Linux應用程序和驅(qū)動程序的設計。最后介紹了三種基于PXA270處理器的應用實例的設計方案?！　　禔RM嵌入式系統(tǒng)教程》配有免費電子課件，歡迎選用《ARM嵌入式系統(tǒng)教程》作教材的老師下載或發(fā)郵件索取?！　　禔RM嵌入式系統(tǒng)教程》內(nèi)容全面，實例豐富，所列舉的實例全部經(jīng)過調(diào)試。《ARM嵌入式系統(tǒng)教程》可作為高等院校電子信息類專業(yè)高年級學生和研究生的教材，也可作為嵌入式系統(tǒng)應用工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

第1章 嵌入式系統(tǒng)概述1.1 嵌入式系統(tǒng)的概念1.2 嵌入式系統(tǒng)的特點1.3 嵌入式系統(tǒng)的應用1.4 嵌入式系統(tǒng)的組成1.5 嵌入式處理器1.6 嵌入式操作系統(tǒng)1.7 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具本章小結(jié)思考題與習題第2章 ARM體系結(jié)構(gòu)2.1 RISC技術(shù)和流水線技術(shù)2.1.1 計算機體系結(jié)構(gòu)2.1.2 RISC技術(shù)2.1.3 流水線技術(shù)2.2 ARM體系結(jié)構(gòu)簡介2.2.1 ARM體系結(jié)構(gòu)的演變2.2.2 ARM體系結(jié)構(gòu)的特征2.2.3 ARM體系的變種2.2.4 ARM系列2.2.5 ARM存儲數(shù)據(jù)類型2.3 ARM處理器工作狀態(tài)2.3.1 兩種工作狀態(tài)2.3.2 工作狀態(tài)的切換2.4 ARM處理器工作模式2.5 ARM處理器寄存器組織2.5.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織2.5.2 Thumb狀態(tài)下的寄存器組織2.6 ARM異常2.6.1 ARM異常概述2.6.2 ARM異常處理2.6.3 ARM異常向量表2.6.4 ARM異常優(yōu)先級2.6.5 ARM異常中斷使用的寄存器2.7 ARM存儲器和存儲器映射I/O2.7.1 ARM體系的存儲空間2.7.2 ARM存儲器格式2.7.3 非對齊存儲訪問操作2.7.4 存儲器映射I/O2.8 ARM總線技術(shù)2.9 ARM存儲系統(tǒng)2.9.1 高速緩沖存儲器cache和緊耦合存儲器TCM2.9.2 存儲管理2.10 基于JTAG的調(diào)試系統(tǒng)本章小結(jié)思考題與習題第3章 ARM指令系統(tǒng)3.1 ARM指令集概述3.1.1 指令分類和指令格式3.1.2 ARM指令的條件碼3.1.3 ARM指令集編碼3.2 ARM指令尋址方式3.2.1 立即尋址3.2.2 寄存器尋址3.2.3 寄存器移位尋址3.2.4 寄存器間接尋址3.2.5 變址尋址3.2.6 多寄存器尋址3.2.7 堆棧尋址3.2.8 塊拷貝尋址3.2.9 相對尋址3.3 ARM指令分類介紹3.3.1 跳轉(zhuǎn)指令3.3.2 數(shù)據(jù)處理指令3.3.3 程序狀態(tài)寄存器傳送指令3.3.4 加載和存儲指令3.3.5 協(xié)處理器指令3.3.6 異常產(chǎn)生指令3.4 Thumb指令本章小結(jié)思考題與習題第4章 ARM匯編程序設計4.1 ARM匯編語言語句格式4.2 ARM匯編偽操作4.2.1 符號定義偽操作4.2.2 數(shù)據(jù)定義偽操作4.2.3 匯編控制偽操作4.2.4 數(shù)據(jù)幀描述偽操作4.2.5 信息報告?zhèn)尾僮?.2.6 其他雜項偽操作4.3 ARM匯編語言偽指令4.4 ARM匯編語言中的符號4.5 ARM匯編語言中的表達式4.6 ARM匯編語言程序結(jié)構(gòu)4.6.1 ARM映像文件的結(jié)構(gòu)4.6.2 ARM映像文件各組成部分的地址映射關(guān)系4.6.3 scatter文件的應用4.7 匯編語言子程序調(diào)用4.7.1 子程序調(diào)用4.7.2 ATPCS準則4.8 C語言和匯編語言混合編程4.8.1 內(nèi)嵌匯編4.8.2 C語言和匯編語言互相調(diào)用4.8.3 ARM C編譯器的特定關(guān)鍵字4.9 ARM匯編語言設計實例4.9.1 分支結(jié)構(gòu)4.9.2 循環(huán)結(jié)構(gòu)本章小結(jié)思考題與習題第5章 XScale內(nèi)核及PXA270處理器簡介5.1 XScale內(nèi)核簡介5.1.1 XScale內(nèi)核的特點5.1.2 XScale內(nèi)核與StrongARM的區(qū)別5.2 PXA270結(jié)構(gòu)及特點5.3 PXA270存儲管理單元5.3.1 MMU內(nèi)存管理單元5.3.2 系統(tǒng)存儲控制接口5.3.3 DMA控制器5.4 PXA270時鐘及電源管理單元5.4.1 時鐘管理單元5.4.2 電源管理單元5.5 PXA270中斷控制器5.6 PXA270 I/O模塊5.6.1 GPIO5.6.2 專用鍵盤接口5.7 PXA270串行通信單元5.7.1 USB主控制器5.7.2 USB從控制器5.7.3 UART控制器5.7.4 快速紅外接口5.7.5 SSP通信控制器5.7.6 I2C總線控制器5.8 PXA270定時器單元5.8.1 實時時鐘單元5.8.2 OS定時器5.8.3 PWM控制器5.9 多媒體控制單元5.9.1 AC'97控制器5.9.2 I2S控制器5.9.3 多媒體卡控制器5.9.4 Memory Stick Host控制器5.9.5 視頻快速捕捉單元5.10 移動通信接口5.10.1 Mobile Scalable Link（MSL）接口5.10.2 Universal Subscriber ID 接口5.11 LCD控制器本章小結(jié)思考題與習題第6章 PXA270實驗教學系統(tǒng)設計及應用程序設計實例6.1 EELIOD XScale PXA270實驗教學系統(tǒng)資源概述6.2 EELIOD系統(tǒng)硬件接口設計6.2.1 電源系統(tǒng)設計6.2.2 存儲系統(tǒng)設計6.2.3 LCD及觸摸屏接口設計6.2.4 多媒體接口設計6.2.5 通信接口設計6.2.6 通用I/O接口設計6.3 EELIOD系統(tǒng)程序設計實例6.3.1 系統(tǒng)引導程序分析6.3.2 通用I/O程序設計實例6.3.3 LCD程序設計實例本章小結(jié)思考題與習題第7章 嵌入式Linux7.1 概述7.1.1 Linux7.1.2 嵌入式Linux系統(tǒng)交叉開發(fā)環(huán)境7.1.3 開發(fā)工具GNU介紹7.2 ARM Linux在EELIOD系統(tǒng)上的移植7.2.1 ARM Linux開發(fā)環(huán)境的建立7.2.2 ARM Linux的交叉編譯7.2.3 ARM Linux啟動代碼的編譯及下載7.2.4 ARM Linux內(nèi)核的配置與編譯7.2.5 嵌入式Linux的文件系統(tǒng)7.3 ARM Linux的設備驅(qū)動7.3.1 Linux的設備管理7.3.2 設備驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)7.3.3 GPIO驅(qū)動程序設計7.3.4 基于輪循的UART驅(qū)動程序設計7.3.5 基于中斷的UART驅(qū)動程序設計7.4 ARM Linux下應用程序設計7.4.1 UART應用程序設計7.4.2 基于SOCKET的網(wǎng)絡應用程序設計7.4.3 USB攝像頭接口應用程序設計7.4.4 Framebuffer圖片顯示應用程序設計7.5 嵌入式GUI簡介本章小結(jié)思考題與習題第8章 ARMADS集成開發(fā)環(huán)境8.1 ARM開發(fā)工具及開發(fā)環(huán)境簡介8.1.1 ARM開發(fā)工具簡介8.1.2 Banyan-U ARM TAG仿真工具8.1.3 ARM ADS集成開發(fā)環(huán)境8.2 工程創(chuàng)建、調(diào)試和程序固化8.2.1 工程創(chuàng)建及參數(shù)設置8.2.2 使用ARMulator來調(diào)試簡單程序8.2.3 使用JTAG仿真器來調(diào)試嵌入式程序8.2.4 Semihosting調(diào)試技術(shù)8.2.5 程序的固化本章小結(jié)思考題與習題第9章 ARM應用實例9.1 3G手機9.1.1 3G手機簡介9.1.2 3G手機的功能9.1.3 硬件方案9.1.4 軟件方案9.2 基于PXA270的嵌入式流媒體播放器9.2.1 系統(tǒng)簡介9.2.2 嵌入式流媒體播放器的硬件方案9.2.3 嵌入式流媒體播放器的軟件方案9.3 車載多媒體遠程監(jiān)控服務系統(tǒng)9.3.1 系統(tǒng)簡介9.3.2 功能與指標9.3.3 方案設計本章小結(jié)思考題與習題

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《普通高等教育"十一五"電子電氣基礎課程規(guī)劃教材?ARM嵌入式系統(tǒng)教程》內(nèi)容全面，實例豐富，所列舉的實例全部經(jīng)過調(diào)試?！镀胀ǜ叩冉逃?十一五"電子電氣基礎課程規(guī)劃教材?ARM嵌入式系統(tǒng)教程》可作為高等院校電子信息類專業(yè)高年級學生和研究生的教材，也可作為嵌入式系統(tǒng)應用工程技術(shù)人員的參考用書。

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