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(shí)、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(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)為硬件平臺(tái)，介紹了嵌入式系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)過程。本書力求實(shí)用，側(cè)重于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程，力爭能夠指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一個(gè)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(chǔ)知識(shí)。包括嵌入式系統(tǒng)的概念、特點(diǎn)、應(yīng)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(shí)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(xì)介紹了處理器工作狀態(tài)、寄存器的組織、異常處理、ARM存儲(chǔ)器映射和ARM內(nèi)核技術(shù)等內(nèi)容。第3章詳細(xì)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(yīng)用場(chǎng)合及方法。第4章介紹了ARM匯編語言程序設(shè)計(jì)的基本方法，詳細(xì)講解了ARM偽操作、偽指令，ARM匯編語言中的符號(hào)、表達(dá)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(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的硬件資源，詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，包括電源和時(shí)鐘系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、LCD及觸摸屏人機(jī)接口系統(tǒng)以及多種通信接口的應(yīng)用電路。另外，通過介紹三個(gè)程序設(shè)計(jì)實(shí)例，給讀者提供了PX．A270實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)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(yīng)用程序和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。為了對(duì)所介紹的重點(diǎn)知識(shí)有更進(jìn)一步的理解，每一小節(jié)都給出了具體的實(shí)例。第8章詳細(xì)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(shí)例，以便于更好地進(jìn)行應(yīng)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(yīng)用實(shí)例的設(shè)計(jì)方案，包括3G手機(jī)、基于PXA270處理器的嵌入式流媒體播放器以及車載多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)。本書的編寫是在多輪教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)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(xiàng)目、作者指導(dǎo)本科生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)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(yīng)用技術(shù)論文大獎(jiǎng)賽獲獎(jiǎng)?wù)撐?。本書?nèi)容充實(shí)，系統(tǒng)全面，重點(diǎn)突出。闡述循序漸進(jìn)，由淺入深。各章均安排了豐富的例題、思考題和習(xí)題，便于學(xué)生自學(xué)和自測(cè)。

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(shè)計(jì)基礎(chǔ)。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(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。然后，以PXA270實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)為硬件平臺(tái)，介紹了嵌入式Linux應(yīng)用程序和驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)。最后介紹了三種基于PXA270處理器的應(yīng)用實(shí)例的設(shè)計(jì)方案?！　　禔RM嵌入式系統(tǒng)教程》配有免費(fèi)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(shí)例豐富，所列舉的實(shí)例全部經(jīng)過調(diào)試?！禔RM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(jí)學(xué)生和研究生的教材，也可作為嵌入式系統(tǒng)應(yīng)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(diǎn)1.3 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)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(xí)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(jì)算機(jī)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(chǔ)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(jí)2.6.5 ARM異常中斷使用的寄存器2.7 ARM存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器映射I/O2.7.1 ARM體系的存儲(chǔ)空間2.7.2 ARM存儲(chǔ)器格式2.7.3 非對(duì)齊存儲(chǔ)訪問操作2.7.4 存儲(chǔ)器映射I/O2.8 ARM總線技術(shù)2.9 ARM存儲(chǔ)系統(tǒng)2.9.1 高速緩沖存儲(chǔ)器cache和緊耦合存儲(chǔ)器TCM2.9.2 存儲(chǔ)管理2.10 基于JTAG的調(diào)試系統(tǒng)本章小結(jié)思考題與習(xí)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(duì)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(chǔ)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(xí)題第4章 ARM匯編程序設(shè)計(jì)4.1 ARM匯編語言語句格式4.2 ARM匯編偽操作4.2.1 符號(hào)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(bào)告?zhèn)尾僮?.2.6 其他雜項(xiàng)偽操作4.3 ARM匯編語言偽指令4.4 ARM匯編語言中的符號(hào)4.5 ARM匯編語言中的表達(dá)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(yīng)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(zhǔn)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(shè)計(jì)實(shí)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(xí)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(diǎn)5.1.2 XScale內(nèi)核與StrongARM的區(qū)別5.2 PXA270結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)5.3 PXA270存儲(chǔ)管理單元5.3.1 MMU內(nèi)存管理單元5.3.2 系統(tǒng)存儲(chǔ)控制接口5.3.3 DMA控制器5.4 PXA270時(shí)鐘及電源管理單元5.4.1 時(shí)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(shí)器單元5.8.1 實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元5.8.2 OS定時(shí)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(dòng)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(xí)題第6章 PXA270實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例6.1 EELIOD XScale PXA270實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)資源概述6.2 EELIOD系統(tǒng)硬件接口設(shè)計(jì)6.2.1 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.2.2 存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.2.3 LCD及觸摸屏接口設(shè)計(jì)6.2.4 多媒體接口設(shè)計(jì)6.2.5 通信接口設(shè)計(jì)6.2.6 通用I/O接口設(shè)計(jì)6.3 EELIOD系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)實(shí)例6.3.1 系統(tǒng)引導(dǎo)程序分析6.3.2 通用I/O程序設(shè)計(jì)實(shí)例6.3.3 LCD程序設(shè)計(jì)實(shí)例本章小結(jié)思考題與習(xí)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(dòng)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(shè)備驅(qū)動(dòng)7.3.1 Linux的設(shè)備管理7.3.2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)7.3.3 GPIO驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)7.3.4 基于輪循的UART驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)7.3.5 基于中斷的UART驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)7.4 ARM Linux下應(yīng)用程序設(shè)計(jì)7.4.1 UART應(yīng)用程序設(shè)計(jì)7.4.2 基于SOCKET的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)7.4.3 USB攝像頭接口應(yīng)用程序設(shè)計(jì)7.4.4 Framebuffer圖片顯示應(yīng)用程序設(shè)計(jì)7.5 嵌入式GUI簡介本章小結(jié)思考題與習(xí)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(shè)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(xí)題第9章 ARM應(yīng)用實(shí)例9.1 3G手機(jī)9.1.1 3G手機(jī)簡介9.1.2 3G手機(jī)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(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)9.3.1 系統(tǒng)簡介9.3.2 功能與指標(biāo)9.3.3 方案設(shè)計(jì)本章小結(jié)思考題與習(xí)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(chǔ)課程規(guī)劃教材?ARM嵌入式系統(tǒng)教程》內(nèi)容全面，實(shí)例豐富，所列舉的實(shí)例全部經(jīng)過調(diào)試。《普通高等教育"十一五"電子電氣基礎(chǔ)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(jí)學(xué)生和研究生的教材，也可作為嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用工程技術(shù)人員的參考用書。

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