嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程

內(nèi)容概要

　　《嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程》全面介紹了32位嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和知識(shí)，教學(xué)重點(diǎn)是基于ARM處理器的32位嵌入式硬件平臺(tái)。主要內(nèi)容包括：嵌入式系統(tǒng)的基本概念、可編程邏輯器件(FPGA)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)(1P)核基礎(chǔ)、低功耗原理；嵌入式微處理器特色硬件技術(shù)、嵌入式調(diào)試方法；ARM處理器體系結(jié)構(gòu)、ARM尋址方式和ARM指令集、ARM匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)和ARM開(kāi)發(fā)工具；嵌入式處理器的中斷控制、DAM控制和時(shí)間管理；嵌入式存儲(chǔ)器、嵌入式總線、嵌入式接口和嵌入式常用外部設(shè)備；實(shí)時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)常用調(diào)度算法、嵌人式系統(tǒng)的引導(dǎo)加載程序、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)IxC／OS-II。　　本書可以作為高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)、嵌入式專業(yè)、電子專業(yè)以及其他相關(guān)專業(yè)的本科生或者研究生的嵌入式系統(tǒng)課程教材，也可以作為嵌入式開(kāi)發(fā)技術(shù)人員的技術(shù)培訓(xùn)教材或者開(kāi)發(fā)參考書。

書籍目錄

前言第1章　嵌入式系統(tǒng)概論1.1　嵌入式系統(tǒng)概述1.2　嵌入式系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史1.2.1　微處理器的發(fā)展1.2.2　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展1.3　嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)1.4　嵌入式系統(tǒng)的基本分類1.5　嵌入式系統(tǒng)的基本組成1.6　嵌入式處理器1.7　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)1.7.1　嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀及主要制約因素1.7.2　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展方向1.8　嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)研究領(lǐng)域1.8.1　嵌入式系統(tǒng)的主干學(xué)科領(lǐng)域1.8.2　與嵌入式系統(tǒng)關(guān)系密切的技術(shù)領(lǐng)域1.9 本章小結(jié)1.10　習(xí)題和思考題第2章　可編程邏輯器件與IP核2.1　EDA與可編程邏輯器件2.1.1　EDA2.1.2　硬件描述語(yǔ)言2.1.3　可編程邏輯器件2.1.4　主流的CPLD／FPGA開(kāi)發(fā)工具2.1.5　可編程邏輯器件CPLD／FPGA的設(shè)計(jì)流程2.2　FPGA應(yīng)用舉例2.2.1　FPGA應(yīng)用舉例一：16位m序列偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器2.2.2　FPGA應(yīng)用舉例二：擴(kuò)展的凱撒密碼加密器2.3　系統(tǒng)級(jí)芯片2.3.1　硅知識(shí)產(chǎn)權(quán)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)核2.3.2　系統(tǒng)芯片2.3.3　IP核標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)2.3.4　IP核形態(tài)與優(yōu)選原則2.4　IP核互連與片上總線2.4.1　IP核互連的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.4.2　片上總線2.4.3　片上總線CoreConnect2.4.4　片上總線Avalon2.4.5　五種片上總線的性能比較2.5　低功耗設(shè)計(jì)的基本原理2.5.1　硬件低功耗設(shè)計(jì)2.5.2　軟件低功耗設(shè)計(jì)2.6　本章小結(jié)2.7　習(xí)題和思考題第3章　嵌入式微處理器技術(shù)基礎(chǔ)3.1　嵌入式微處理器的典型技術(shù)3.1.1　I／O端口統(tǒng)一編址與特殊功能寄存器3.1.2　哈佛結(jié)構(gòu)3.1.3　桶型移位器3.1.4　正交指令集3.1.5　雙密度指令集3.1.6　看門狗定時(shí)器3.1.7　邊界對(duì)準(zhǔn)與端序3.1.8　地址重映射3.1.9　FIF0緩沖寄存器3.1.10　主存控制器3.2　主流嵌入式微處理器3.2.1　ARM系列嵌入式微處理器3.2.2　MIPS RISC嵌入式　微處理器3.2.3　PowerPC系列嵌入式微處理器3.3　嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)3.3.1　指令集模擬器3.3.2　ROM仿真器3.3.3　實(shí)時(shí)在線仿真3.3.4　片上調(diào)試技術(shù)與背景調(diào)試模式……第4章 組合邏輯電路第5章 觸發(fā)器第6章 時(shí)序邏輯電路第7章 脈沖波形的產(chǎn)生與整形第8章 半導(dǎo)體儲(chǔ)存器宇可編程邏輯器件第9章 A/D與D/A轉(zhuǎn)換器第10章 數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章　嵌入式系統(tǒng)概論本章將主要介紹嵌入式系統(tǒng)的定義、特點(diǎn)、組成、分類和發(fā)展，對(duì)嵌入式系統(tǒng)的核心硬件——嵌入式處理器的分類、特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單描述，并且簡(jiǎn)要說(shuō)明嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)研究領(lǐng)域。1.1 嵌入式系統(tǒng)概述1.嵌入式系統(tǒng)的基本認(rèn)識(shí)手機(jī)、PDA、機(jī)頂盒、數(shù)碼相機(jī)、媒體播放器等嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在人們的H常生活和工作中。然而，當(dāng)談?wù)摰绞裁词乔度胧较到y(tǒng)時(shí)，許多人在概念上還比較模糊，往往不能給出一個(gè)簡(jiǎn)明扼要的正確定義。從字面來(lái)看，嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)軟件與計(jì)算機(jī)硬件集成在一起，并嵌入到應(yīng)用對(duì)象內(nèi)部的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)往往同應(yīng)用對(duì)象技術(shù)，如通信技術(shù)、傳感技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)等結(jié)合在一起，成為嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用對(duì)象的控制中樞。嵌入式系統(tǒng)具有芯片集成度高、硬件軟件最小化、高度自動(dòng)化、響應(yīng)速度快以及性能可靠等基本特點(diǎn)，特別適合于要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)的場(chǎng)合。從應(yīng)用角度考察，目前相當(dāng)一部分嵌入式產(chǎn)品都具有3C融合特征，即計(jì)算機(jī)（computer）、通信（communication）和消費(fèi)電子（consume electronic）一體化。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)和嵌入式設(shè)備是有區(qū)別的。嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)比PC更加小型化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，只是它通常被嵌入到應(yīng)用設(shè)備或應(yīng)用系統(tǒng)中成為一個(gè)專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；而嵌入式設(shè)備是指某一包含嵌入式系統(tǒng)的專用設(shè)備。通常，在典型的嵌入式設(shè)備中幾乎感覺(jué)不到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存在，我們?nèi)粘Ｋ?jiàn)的PDA、手機(jī)、微波爐等都屬于嵌入式設(shè)備。2.嵌入式系統(tǒng)的定義迄今為止，關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的定義有很多。例如，“嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，它強(qiáng)調(diào)嵌入式系統(tǒng)的三個(gè)基本要素：嵌入性、專用性與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；又例如，“一種用于控制、監(jiān)測(cè)或協(xié)助特定機(jī)器和設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的計(jì)算機(jī)”，它強(qiáng)調(diào)的是嵌入式計(jì)算機(jī)的功能。本書采用國(guó)內(nèi)流行的較為完整和規(guī)范的定義：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式技術(shù)（embedded technology）也是產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界常用的術(shù)語(yǔ)，它指的是嵌入式系統(tǒng)在研發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中使用的芯片技術(shù)、硬件技術(shù)和軟件技術(shù)。由于嵌入式系統(tǒng)日益普及，人們往往還使用更為簡(jiǎn)潔的術(shù)語(yǔ)“嵌入式”，它是嵌入式系統(tǒng)、嵌入式技術(shù)或者嵌入式產(chǎn)品的簡(jiǎn)稱，具體含義視場(chǎng)合而定。本書也會(huì)使用“嵌入式”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，讀者應(yīng)根據(jù)上下文予以理解。

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