嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論

內(nèi)容概要

《嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論》內(nèi)容簡介：嵌入式系統(tǒng)是“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，它以應(yīng)用為中心、計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟／硬件可裁剪，適用于對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用應(yīng)用系統(tǒng)?！肚度胧较到y(tǒng)導(dǎo)論》以嵌入式系統(tǒng)的基本概念與主要設(shè)計(jì)流程為出發(fā)點(diǎn)，分別介紹了嵌入式處理器、嵌入式存儲(chǔ)器、嵌入式設(shè)備接口技術(shù)、嵌入式操作系統(tǒng)等嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，并結(jié)合全書內(nèi)容詳細(xì)闡述了一個(gè)典型的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例。
《嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論》所選內(nèi)容和實(shí)例具有實(shí)用性與代表性，是系統(tǒng)學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用的入門教材。
《嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論》適合作為高等院校計(jì)算機(jī)、電子、機(jī)械控制及自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)的教材，也可供工程技術(shù)人員參考。

作者簡介

徐成教授，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)工作于湖南大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院。從事高等學(xué)校教學(xué)工作20多年，主持和作為主要研發(fā)人員完成各類科學(xué)研究、產(chǎn)品開發(fā)以及教學(xué)研究項(xiàng)目20余項(xiàng)，形成產(chǎn)品10余種，研究成果曾獲得2005教育部提名國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)、國家級教學(xué)成果二等獎(jiǎng)、湖南省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等省部級以上獎(jiǎng)勵(lì)5項(xiàng)。近年來為本科生、研究生開設(shè)的課程有：數(shù)字邏輯、VHDL語言與集成電路設(shè)計(jì)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理及其應(yīng)用、DSP原理及其應(yīng)用、復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)等圍繞嵌入式系統(tǒng)及其相關(guān)方向的系列課程；課外指導(dǎo)學(xué)生完成的項(xiàng)目和作品曾獲得“2009"首屆中國智能車未來挑戰(zhàn)賽”冠軍、“全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽——2008年嵌入式系統(tǒng)專題邀請賽”一等獎(jiǎng)、“全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽——2004年嵌入式系統(tǒng)專題邀請賽”二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。當(dāng)前主要研究方向是嵌入式系統(tǒng)、數(shù)字視頻處理、自動(dòng)測試與控制技術(shù)。

書籍目錄

第1章 嵌入式系統(tǒng)介紹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)基本結(jié)構(gòu)1.3.1 嵌入式系統(tǒng)的硬件1.3.2 嵌入式系統(tǒng)的軟件1.4 嵌入式系統(tǒng)發(fā)展歷程1.4.1 嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的初始階段1.4.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)的兩大分支形成階段1.4.3 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展階段1.4.4 未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢1.5 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用1.5.1 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域1.5.2 嵌入式系統(tǒng)的具體應(yīng)用小結(jié)習(xí)題 第2章 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)級設(shè)計(jì)方法概述2.1.1 先硬件后軟件的設(shè)計(jì)方法2.1.2 軟／硬件協(xié)同設(shè)計(jì)2.2 嵌入式設(shè)計(jì)流程2.2.1 系統(tǒng)需求分析2.2.2 軟／硬件劃分2.2.3 迭代與實(shí)現(xiàn)2.2.4 詳細(xì)的硬件與軟件實(shí)現(xiàn)2.2.5 系統(tǒng)集成2.2.6 產(chǎn)品測試和發(fā)布2.2.7 產(chǎn)品維護(hù)和升級小結(jié)習(xí)題第3章 嵌入式處理器3.1 嵌入式處理器的分類3.2 嵌入式處理器的構(gòu)架3.2.1 CISC與RISC指令集介紹3.2.2 嵌人式處理器的幾種構(gòu)架3.3 嵌入式處理器的技術(shù)指標(biāo)3.4典型的嵌入式處理器3.4.1 ARM處理器3.4.2 MIPS處理器3.4.3 PowerPC處理器3.4..4 國產(chǎn)嵌入式處理器3.5 基于FPGA的嵌入式軟核處理器3.5.1 MieroBlaze及NiosII處理器簡介3.5.2 NiosII系統(tǒng)的開發(fā)3.6 如何選擇嵌入式處理器3.6.1 選擇處理器的總原則3.6.2 選擇嵌入式處理器的具體方法小結(jié)習(xí)題第4章 嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)器4.1 概述4.1.1 嵌入式存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和組織4.1.2 嵌入式存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)4.1.3 嵌入式存儲(chǔ)器的分類4.2 隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)4.2.1 RAM電路的基本結(jié)構(gòu)4.2.2 RAM存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展4.2.3 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)4.2.4.動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)4.2.5 多端口存儲(chǔ)器(MPRAM)4.3 只讀存儲(chǔ)器(ROM)4.3.1 ROM的結(jié)構(gòu)及工作原理4.3.2 ROM的分類4.3.3 ROM容量的擴(kuò)展4.3.4 掩膜ROM4.3.5 可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)4.3.6 可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(E.PR()M)4.3.7 電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(E。PROM)4.3.8 閃存(flash)4.4 混合類型存儲(chǔ)器4.4.1 NVSRAM作原理4.4.2 幾種新型的非易失存儲(chǔ)器4.5 存儲(chǔ)器的測試和驗(yàn)證4.6 如何選擇嵌入式存儲(chǔ)器4.7 PXA255存儲(chǔ)器系統(tǒng)4.7.1 PXA255的存儲(chǔ)器控制器4.7.2 PXA255開發(fā)板的存儲(chǔ)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)小結(jié)習(xí)題第5章 嵌入式系統(tǒng)的I／O設(shè)備及接口5.1 I／O接口概述5.1.1 I／O接口的基本結(jié)構(gòu)5.1.2 I／O接口的功能5.1.3 I／O接口芯片的尋址5.2 系統(tǒng)時(shí)鐘及復(fù)位電路5.2.1 系統(tǒng)時(shí)鐘5.2.2 復(fù)位電路5.3 譯碼器5.3.1 譯碼器的作用和種類5-3.2 普通的譯碼器5-3.3 可編程器件譯碼器5.3.4 嵌入式處理器上的集成譯碼模塊5.4 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器5.4.1 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的基本結(jié)構(gòu)5.4.2 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的工作模式5.4.3 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的功能5.5 串行接口5.5.1 通用異步收發(fā)器(UART)5.5.2 串行外圍接口(SPI)5.5.3 串行接口：RS系列標(biāo)準(zhǔn)5.6 并行接口5.7 其他接口5.7.1 通用串行總線(LJSB)接口5.7.2 EEE13945.7.3 紅外通信接口5.7.4 藍(lán)牙通信接口5.7.5 I2C總線接口5.7.6 IEEE802.1 15.8 I／O設(shè)備5.8.1 觸摸屏5.8.2 液晶顯示屏(LCD)5.9 PXA255LCD接口電路5.9.1 PXA255LCD控制器5.9.2 PXA255LCD控制器的操作5.9.3 顯示屏PDD軟件設(shè)計(jì)5.10 以太網(wǎng)控制器5.10.1 以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)5.10.2 以太網(wǎng)控制器CS8900A簡介5.10.3 CS8900A與：PXA255的接口5.10.4 CS8900A寄存器地址映射5.10.5 CS8900A的相關(guān)配置小結(jié)習(xí)題第6章 嵌入式操作系統(tǒng)6.1 概述6.1.1 嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程6.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)6.1.3 嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用前景6.2 常用嵌入式操作系統(tǒng)6.2.1 嵌入式操作系統(tǒng)分類6.2.2 典型嵌入式操作系統(tǒng)6.2.3 嵌入式操作系統(tǒng)的選擇6_3嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)6.3.1 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)概述6.3.2 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的發(fā)展過程6.3.3 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)6.4 PXA255操作系統(tǒng)實(shí)例6.4.1 基于Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)6.4.2 基于windows CE操作系統(tǒng)的開發(fā)小結(jié)習(xí)題第7章 基于Linux的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例7.1 開發(fā)環(huán)境的搭建7.1.1 PXA255系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)介紹7.1.2 宿主機(jī)環(huán)境搭建7.1.3 交叉編譯環(huán)境的搭建7.2 bootloader移植7.2.1 bootloader簡介7.2.2 u-B00T的移植7.3 Linux內(nèi)核移植7.3.1 Linux內(nèi)核定制7.3.2 內(nèi)核燒寫7.4 Linux根文件系統(tǒng)移植7.4.1 Linux系統(tǒng)簡介7.4.2 Linux根文件系統(tǒng)構(gòu)建7.4.3 下載并燒寫根文件系統(tǒng)7.5 應(yīng)用程序開發(fā)7.5.1 LCD驅(qū)動(dòng)移植7.5.2 CF卡的驅(qū)動(dòng)移植7.5.3 USB主控接口的驅(qū)動(dòng)移植7.5.4 應(yīng)用程序開發(fā)實(shí)例7.6 PXA系列典型嵌入式系統(tǒng)小結(jié)習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：此階段很少有可以直接采用的開發(fā)工具，這也將大大增加維護(hù)和升級人員的負(fù)擔(dān)。由于人員流動(dòng)等各種原因，產(chǎn)品維護(hù)人員不一定就是原始開發(fā)人員。由一個(gè)之前對產(chǎn)品完全不了解的技術(shù)人員來維護(hù)升級產(chǎn)品不是一件易事。他可能要花費(fèi)更多的時(shí)間去了解整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成，深層次了解系統(tǒng)各細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)過程。只有在這基礎(chǔ)上，才可能對產(chǎn)品進(jìn)行很好的維護(hù)，并結(jié)合現(xiàn)實(shí)的環(huán)境和客戶新的需求，對原來產(chǎn)品進(jìn)行升級。對于大型的系統(tǒng)開發(fā)來說，技術(shù)文檔和源代碼的數(shù)量是驚人的，需要付出很大的努力才能真正理解整個(gè)系統(tǒng)。在拿到技術(shù)文檔及源代碼之后，維護(hù)人員理解系統(tǒng)最常用的方法就是設(shè)計(jì)過程重現(xiàn)。在文檔的指導(dǎo)下，對源代碼按要求運(yùn)行，在運(yùn)行過程中仔細(xì)體會(huì)設(shè)計(jì)過程，從而更深地了解設(shè)計(jì)人員當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)思路，明白每部分程序的優(yōu)缺點(diǎn)。這樣才能有的放矢，很好地完成維護(hù)和升級任務(wù)。如果對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較了解，并且需要維護(hù)的只是一部分，就可以從需要維護(hù)的那部分著手，有針對性地進(jìn)行設(shè)計(jì)過程重現(xiàn)，從而找出問題所在，付出最小代價(jià)來維護(hù)產(chǎn)品。如果要對產(chǎn)品進(jìn)行升級，這是一個(gè)比維護(hù)更困難的事情。它的前提還是充分理解系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，在此基礎(chǔ)上，許多工作還得像產(chǎn)品需求分析那樣開展?？赡芤M織小組人員對產(chǎn)品的缺陷及用戶的反映情況進(jìn)行匯總評價(jià)，然后一起商討問題的本質(zhì)，把用戶新的需求轉(zhuǎn)化為明確的技術(shù)指標(biāo)，形成書面的需求分析，明確需要完成的工作，在此基礎(chǔ)上對原有設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，加入新的需求，完成升級過程。對于產(chǎn)品升級，一般都不會(huì)進(jìn)行太大改動(dòng)。由于產(chǎn)品在應(yīng)用過程中，用戶能更好地感受產(chǎn)品的各種功能，與自己心中所設(shè)想的功能實(shí)行對比，這樣就能更好地表達(dá)出自己的想法，所提出的問題更有針對性和代表性。在升級過程中，要考慮到改動(dòng)的幅度和代價(jià)。一般產(chǎn)品升級是很少對硬件進(jìn)行更改的，因?yàn)橐坏τ布M(jìn)行修改，會(huì)影響到系統(tǒng)的美觀和可靠性。如果必須對硬件進(jìn)行大改動(dòng)，那么設(shè)計(jì)人員一般會(huì)選擇重新開發(fā)產(chǎn)品。所以產(chǎn)品升級基本上都是圍繞著軟件進(jìn)行的，例如做出更好的用戶界面、更方便的操作方法、更正以前忽略了的一些實(shí)際問題。其實(shí)產(chǎn)品在應(yīng)用過程中，也就是進(jìn)行廣泛的性能測試過程。不過這時(shí)的測試人員是真正的用戶，他們一般不會(huì)擁有多少專業(yè)知識(shí)，只會(huì)從自己使用的角度來提出意見；而且他們對產(chǎn)品的使用不一定按照常規(guī)操作進(jìn)行，容易跳出設(shè)計(jì)人員的思路，能夠發(fā)現(xiàn)專業(yè)人員所不能發(fā)現(xiàn)的問題，經(jīng)過這樣測試提出的問題更具有代表性。維護(hù)和升級人員正是要好好傾聽這些信息，才能使產(chǎn)品越來越好，滿足市場的真正需要。

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