嵌入式硬件

內(nèi)容概要

　　《Embedded Hardware：Know IT All》一書(shū)堪稱(chēng)嵌入式硬件設(shè)計(jì)領(lǐng)域的巨著，是多位暢銷(xiāo)書(shū)專(zhuān)家傾心打造的全新力作?！　”緯?shū)在嵌入式硬件基礎(chǔ)之上，詳細(xì)闡述了邏輯電路、嵌入式處理器、微控制器、存儲(chǔ)系統(tǒng)和硬件設(shè)計(jì)技巧等方方面面。其內(nèi)容之豐富，實(shí)例之經(jīng)典，可謂嵌入式硬件設(shè)計(jì)大全?！　”緯?shū)覆蓋面廣，結(jié)構(gòu)清晰。無(wú)論是嵌入式硬件設(shè)計(jì)者還是軟件開(kāi)發(fā)者，都能從中受益。本書(shū)詳細(xì)解析了經(jīng)典的電路原理設(shè)計(jì)圖，這都是硬件設(shè)計(jì)在工程應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。即使初學(xué)者也能通過(guò)學(xué)習(xí)這些電路原理圖完成更為復(fù)雜的硬件設(shè)計(jì)。通過(guò)本書(shū)的學(xué)習(xí)，嵌入式程序員會(huì)逐步領(lǐng)悟到軟件設(shè)計(jì)思想，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)滿(mǎn)足硬件兼容性的需求。從某種意義上講，本書(shū)為軟件開(kāi)發(fā)者與硬件設(shè)計(jì)者之間的有效溝通奠定了對(duì)話基礎(chǔ)。

書(shū)籍目錄

第1章 嵌入式硬件基礎(chǔ)  　1.1 硬件學(xué)習(xí)第一講：閱讀電路原理圖  　1.2 嵌入式電路板和馮·諾依曼模型  　1.3 硬件功率估計(jì)  　　1.3.1 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)簡(jiǎn)談  　1.4 基礎(chǔ)電路  　　1.4.1 DC電路  　　1.4.2 AC電路  　　1.4.3 有源器件  　1.5 連接到一起：一個(gè)電源系統(tǒng)  　　1.5.1 示波器  　　1.5.2 控制  　　1.5.3 探頭  第2章 邏輯電路  　2.1 譯碼  　　2.1.1 BCD碼  　2.2 組合邏輯  　　2.2.1 非門(mén)（NOT）  　　2.2.2 與門(mén)（AND）和與非門(mén)（NAND）  　　2.2.3 或門(mén)（OR）和或非門(mén)（NOR）  　　2.2.4 異或門(mén)（XOR）  　　2.2.5 電路  　　2.2.6 三態(tài)器件  　2.3 時(shí)序電路  　　2.3.1 邏輯部分總結(jié)  　2.4 封裝在一起：集成電路  第3章 嵌入式處理器  　3.1 概述  　3.2 ISA架構(gòu)模型  　　3.2.1 操作  　　3.2.2 操作數(shù)  　　3.2.3 存儲(chǔ)  　　3.2.4 尋址模式  　　3.2.5 中斷與異常處理  　　3.2.6 應(yīng)用描述ISA模型  　　3.2.7 通用ISA模型  　　3.2.8 指令并行ISA模型  　3.3 處理器內(nèi)部設(shè)計(jì)  　　3.3.1 中央處理單元（CPU）  　　3.3.2 片上存儲(chǔ)器  　　3.3.3 處理器的輸入/輸出（I/O）  　　3.3.4 處理器總線  　3.4 處理器性能  　　3.4.1 基準(zhǔn)程序  第4章 嵌入式系統(tǒng)板總線和I/O  　4.1 系統(tǒng)板I/O  　4.2 數(shù)據(jù)管理：串行I/O與并行I/O  　　4.2.1 串行I/O實(shí)例1：網(wǎng)絡(luò)與通信——RS-232  　　4.2.2 實(shí)例：Motorola/Freescale MPC823 FADS板RS-232系統(tǒng)模型  　　4.2.3 串行I/O實(shí)例 ：網(wǎng)絡(luò)和通信——IEEE .11無(wú)線局域網(wǎng)  　　4.2.4 并行I/O  　　4.2.5 并行I/O實(shí)例3：“并行”輸出和圖形I/O  　　4.2.6 并行和串行I/O實(shí)例4：網(wǎng)絡(luò)和通信——以太網(wǎng)  　　4.2.7 實(shí)例 ：Motorola/Freescale MPC823 FADS板以太網(wǎng)系統(tǒng)模型  　　4.2.8 實(shí)例2：Net Silicon ARM7 (6127001)開(kāi)發(fā)板以太網(wǎng)系統(tǒng)模型  　　4.2.9 實(shí)例3：Adastra Neptune x86板上以太網(wǎng)系統(tǒng)模型  　4.3 與I/O部件接口  　　4.3.1 嵌入式系統(tǒng)板與I/O設(shè)備的接口  　　4.3.2 主CPU與I/O控制器接口  　4.4 I/O和性能  　4.5 系統(tǒng)板總線  　4.6 總線仲裁與時(shí)序  　　4.6.1 不可擴(kuò)展總線：I2C總線實(shí)例  　　4.6.2 PCI（外設(shè)部件互連）總線實(shí)例：可擴(kuò)展總線  　4.7 將其他系統(tǒng)板部件集成到總線  　4.8 總線性能  第5章 存儲(chǔ)系統(tǒng)  　5.1 概述  　5.2 存儲(chǔ)器空間  　　5.2.1 L1 Instruction Memory（L1指令存儲(chǔ)）  　　5.2.2 使用L1指令存儲(chǔ)器存放數(shù)據(jù)  　　5.2.3 L1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器  　5.3 cache概述  　　5.3.1 什么是cache  　　5.3.2 直接映射cache  　　5.3.3 全相連cache  　　5.3.4 N路組相連cache  　　5.3.5 更多的cache細(xì)節(jié)  　　5.3.6 直寫(xiě)和回寫(xiě)數(shù)據(jù)cache  　5.4 外部存儲(chǔ)器  　　5.4.1 同步存儲(chǔ)器  　　5.4.2 異步存儲(chǔ)器  　　5.4.3 非易失性存儲(chǔ)器  　5.5 Direct Memory Access直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)  　　5.5.1 DMA控制器概述  　　5.5.2 更多關(guān)于DMA控制器  　　5.5.3 DMA控制器編程  　　5.5.4 DMA分類(lèi)  　　5.5.5 基于寄存器的DMA  　　5.5.6 基于描述符的DMA  　　5.5.7 高級(jí)DMA特性  第6章 嵌入式系統(tǒng)時(shí)序分析  第7章 選擇微控制器和其他設(shè)計(jì)決策  第8章 微控制器網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)：RS-232  第9章 傳感器和驅(qū)動(dòng)器接口  第10章 其他常用硬件設(shè)計(jì)技巧與方法  附錄A 電路原理圖符號(hào)  附錄B 縮略詞  附錄C 印制電路板設(shè)計(jì)問(wèn)題

章節(jié)摘錄

　　最籠統(tǒng)地講，大多數(shù)電路板的主要硬件可以分為以下五大類(lèi)：　　·中央處理器單元（CPU），即主處理器?！　　?nèi)存。系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)在這里?！　　ぽ斎朐O(shè)備。輸入從處理器和相關(guān)的電子模塊。　　·輸出設(shè)備。輸出從處理器和相關(guān)的電子模塊?！　　?shù)據(jù)總線。連接其他模塊，提供模塊之間的高速數(shù)據(jù)通道，包含所有的走線、母線及　　總線控制器?！　∵@五大類(lèi)來(lái)自于馮·諾依曼模型（見(jiàn)圖1.4）對(duì)其主要組成的定義。馮·諾依曼模型可以用來(lái)解釋任何電子設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)。馮·諾依曼模型是約翰·馮·諾依曼在1945年公布的，定義了通用電子計(jì)算機(jī)的必要條件。因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)是一種計(jì)算系統(tǒng)，所以這個(gè)模型可以用來(lái)理解嵌入式系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)?！　”M管電路板的設(shè)計(jì)變化多樣，但是所有在嵌入式電路板上的主要元件或者說(shuō)所有的嵌入式電路板都能夠被分為主CPU、內(nèi)存、輸入／輸出及總線。　　想要知道嵌入式電路板上的主要組件是如何工作的，首先要知道這些組件包含什么以及為什么包含這些。嵌入式電路板中所有的組件，包括在馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)中介紹的都是由一些相互連接的基礎(chǔ)電子設(shè)備比如導(dǎo)線、電阻、電容、電感和二極管等組成的。這些元件同樣可以把電路板上的主要組件連接起來(lái)?？傮w來(lái)說(shuō)，這些元件被分為有源器件和無(wú)源器件。簡(jiǎn)而言之，無(wú)源器件包括導(dǎo)線、電阻器、電容器和電感器。這些器件只能接收或存儲(chǔ)能量。有源器件包括晶體管，二極管和集成電路等，它們可以輸送、接收或存儲(chǔ)能量。在某些情況下，有源器件能由無(wú)源器件組成。

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