嵌入式系統(tǒng)

前言

近年來(lái)，以手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、機(jī)頂盒（STB）、MOBTV、PDA、MP4和IPTV等為代表的嵌入式系統(tǒng)新產(chǎn)品不斷問(wèn)世，國(guó)內(nèi)外各大IT公司紛紛投入巨資加緊研發(fā)，嵌入式技術(shù)人才需求猛增。后PC時(shí)代的來(lái)臨，促進(jìn)了科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。與此同時(shí)，隨著通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的高速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已成為了IT業(yè)的一個(gè)焦點(diǎn)。在數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的后：PC時(shí)代，嵌入式系統(tǒng)因其體積小、可靠性高、功能強(qiáng)、靈活方便等許多優(yōu)點(diǎn)，已滲透到工業(yè)、軍事、醫(yī)療以及日常生活等各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)各行各業(yè)的技術(shù)改造、產(chǎn)品更新?lián)Q代、加速自動(dòng)化進(jìn)程和提高生產(chǎn)率等方面起到了極其重要的推動(dòng)作用。實(shí)際上，嵌入式系統(tǒng)無(wú)處不在，無(wú)所不在。ARM微處理器因其卓越的低功耗、高性能的特點(diǎn)，在32位嵌入式應(yīng)用中已位居世界第一，是高性能、低功耗嵌入式處理器的代名詞。為了順應(yīng)當(dāng)今世界技術(shù)革新的潮流，學(xué)習(xí)和掌握嵌入式技術(shù)，就必然要學(xué)習(xí)和掌握以ARM微處理器為核心的嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境和開(kāi)發(fā)平臺(tái)，這對(duì)于研究和開(kāi)發(fā)高性能微處理器、DSP以及開(kāi)發(fā)基于微處理器的SOC芯片設(shè)計(jì)及應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)是非常必要的。當(dāng)前，嵌入式系統(tǒng)還是處在發(fā)展中的年輕的技術(shù)課程，課程涉及計(jì)算機(jī)軟硬件、電子學(xué)及自動(dòng)化。不同的專業(yè)、不同層次要求具有不同的特點(diǎn)。同時(shí)，嵌入式系統(tǒng)課程又是一門(mén)多學(xué)科交叉的課程，涉及微機(jī)原理與接口、計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)、編譯技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、人機(jī)交互、軟件測(cè)試、軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)等諸多知識(shí)點(diǎn)。如何在有限的時(shí)間內(nèi)通過(guò)理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐練習(xí)，快速了解嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建的方法、工程文件的生成、項(xiàng)目文件的添加、文件的編譯和源程序的調(diào)試以及工程的開(kāi)發(fā)方法等，是我們應(yīng)該關(guān)注的問(wèn)題。在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中，對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，為使其具有資源管理、系統(tǒng)管理和中斷處理等能力，提供多任務(wù)處理，更好地分配系統(tǒng)資源的功能，很有必要針對(duì)特定的硬件平臺(tái)和實(shí)際應(yīng)用移植操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中具有一定的核心作用，因此很有必要結(jié)合操作系統(tǒng)更深入地學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)。

內(nèi)容概要

本書(shū)是“嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用”課程的配套實(shí)驗(yàn)教材。本書(shū)基于北京達(dá)盛科技的ARM7（EL-ARM-820型，ARM7TDMI）和北京奧爾斯公司的ARM9（OURS-2410RP，基于Linux）微處理器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。    本書(shū)第1部分簡(jiǎn)要介紹嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)、原理和組成；第2部分涉及一些必要的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作；第3部分介紹一些基本的實(shí)驗(yàn)操作，在后面部分重點(diǎn)介紹了基于Linux的嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)優(yōu)點(diǎn)及其開(kāi)發(fā)的一般過(guò)程和方法。最后，在熟悉了必要的理論和實(shí)踐的知識(shí)之后，適當(dāng)安排了一些創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)供讀者學(xué)習(xí)。教材結(jié)構(gòu)安排由淺入深，在潛移默化的過(guò)程中提高讀者理論知識(shí)和實(shí)踐能力。    本書(shū)可作為電子學(xué)信息技術(shù)專業(yè)、通信專業(yè)及計(jì)算機(jī)技術(shù)相關(guān)專業(yè)本科三、四年級(jí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教材，也可以作為職業(yè)技術(shù)專業(yè)的學(xué)習(xí)參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1部分　基本理論　第1章　嵌入式系統(tǒng)的概述    1.1　嵌入式系統(tǒng)    1.2　基本概念    1.3　嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍　第2章　嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)    2.1　嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)綜述    2.2　交叉編譯    2.3　建立宿主PC端的開(kāi)發(fā)環(huán)境    2.4  BootLoader　第3章　嵌入式系統(tǒng)的組成及開(kāi)發(fā)    3.1　嵌入式系統(tǒng)的組成    3.2　嵌入式系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)  　  3.2.1　嵌入式系統(tǒng)的硬件　    3.2.2　嵌入式處理器的分類  　  3.2.3　ARM處理器特點(diǎn)　    3.2.4　嵌入式系統(tǒng)的軟件    3.3　嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基本流程    3.4　基于Linux的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程    3.5　嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試    3.6　嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)和面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)　第4章　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展機(jī)遇與趨勢(shì)    4.1　嵌入式技術(shù)是中國(guó)IT發(fā)展的難得機(jī)遇    4.2　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)　第5章　實(shí)驗(yàn)預(yù)備    5.1　ARM7和ARM9的比較    5.2　哈佛結(jié)構(gòu)與馮·諾依曼結(jié)構(gòu)比較    5.3　ADS實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建、配置與實(shí)例分析    實(shí)驗(yàn)1　基于ADS的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建與配置    實(shí)驗(yàn)2　基于ADS的環(huán)境的實(shí)例分析第2部分　基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)　第6章　基于ARM7的實(shí)驗(yàn)    6.1　與硬件資源相關(guān)的接口實(shí)驗(yàn)    6.2　交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境    6.3　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介    實(shí)驗(yàn)3　基于ARM的硬件BOOT的基本設(shè)計(jì)    實(shí)驗(yàn)4　ARM的I/O接口      實(shí)驗(yàn)5　ARM的中斷過(guò)程    實(shí)驗(yàn)6　基于ARM的DMA實(shí)驗(yàn)    實(shí)驗(yàn)7　ARM的UART通信實(shí)驗(yàn)    實(shí)驗(yàn)8　ARM的A/D接13實(shí)驗(yàn)　第7章　基于μC/OS-Ⅱ的ARM系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)　第8章　基于μCLinux ARM系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)　第9章　基于ARM9與硬件資源相關(guān)的實(shí)驗(yàn)第3部分　基于ARM＆Linux嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)　第10章　基于ARM＆Linux嵌入式系統(tǒng)的基本實(shí)驗(yàn)　第4部分　基于ARM自主設(shè)計(jì)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)附錄　嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)資源參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 嵌入式系統(tǒng)的概述1.1 嵌入式系統(tǒng)近幾年來(lái)，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品（如手機(jī)、MP3、IPOD、機(jī)頂盒和掌上計(jì)算機(jī)等）成為大眾廣泛使用的產(chǎn)品。新型的嵌入式產(chǎn)品不斷問(wèn)世，市場(chǎng)購(gòu)銷兩旺。IT公司紛紛投入巨資加緊研發(fā)，嵌入式技術(shù)人才需求猛增。這些反映后PC時(shí)代的科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，直接推動(dòng)了嵌入式系統(tǒng)教學(xué)快速發(fā)展。從2002年起，全國(guó)許多高等院校的計(jì)算機(jī)系、電子系、自動(dòng)化系和軟件學(xué)院陸續(xù)開(kāi)設(shè)了嵌入式系統(tǒng)課程，據(jù)估計(jì)大約有200多所院校開(kāi)設(shè)了這門(mén)課。有的院校甚至還設(shè)立了嵌入式技術(shù)專業(yè)和嵌入式技術(shù)系。預(yù)計(jì)這種嵌入式系統(tǒng)教學(xué)大發(fā)展的趨勢(shì)將會(huì)延續(xù)下去，并且擴(kuò)大到更多的技術(shù)專業(yè)。嵌人式系統(tǒng)課程是一門(mén)多學(xué)科交叉的課程，包含了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成原理、微機(jī)原理與接口、操作系統(tǒng)、編譯技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、人機(jī)交互、軟件測(cè)試等學(xué)科領(lǐng)域的諸多知識(shí)點(diǎn)，授課內(nèi)容概括性強(qiáng)。為了讓學(xué)生們透徹地學(xué)懂理論，穩(wěn)固地掌握知識(shí)，光靠課堂講授的理論教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)讓學(xué)生深刻體驗(yàn)嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際軟硬件知識(shí)，并由此來(lái)提高他們的動(dòng)手能力。隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的高速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已成為了IT業(yè)的一個(gè)焦點(diǎn)。同時(shí)在數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的后PC時(shí)代，嵌入式系統(tǒng)因其體積小、可靠性高、功能強(qiáng)和靈活方便等許多優(yōu)點(diǎn)，已滲透到工業(yè)、軍事、醫(yī)療以及日常生活等各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)各行各業(yè)的技術(shù)改造、產(chǎn)品更新?lián)Q代、加速自動(dòng)化進(jìn)程及提高生產(chǎn)率等方面起到了極其重要的推動(dòng)作用。

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