嵌入式系統(tǒng)基礎與應用

前言

　　嵌入式系統(tǒng)是指以應用為中心、以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，以及適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗等指標嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)?！　∏度胧较到y(tǒng)在工業(yè)生產控制、車載系統(tǒng)、移動設備、智能儀表、信息家電、多媒體技術和網絡通信等領域都有廣泛的應用。特別是近些年，嵌入式系統(tǒng)取得了前所未有的快速發(fā)展。例如，智能手機、數字個人助理PDA、MP3/MP4、DVD播放機、錄音筆和網絡路由器等產品都屬于嵌入式系統(tǒng)?？梢灶A料，隨著數字多媒體技術的發(fā)展與應用，嵌入式系統(tǒng)將會滲透到社會的每一個角落。　　基于嵌入式系統(tǒng)應用的嵌入式處理器的發(fā)展也非常迅猛。嵌入式處理器種類很多，其中ARM處理器占有絕大部分的市場。ARM處理器經歷了近10年的發(fā)展，從早期的ARM7發(fā)展到現在的ARM 11，已經形成了系列的產品線。與此同時，越來越多的開發(fā)人員從單片機系統(tǒng)開發(fā)轉向基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。因此，本文主要介紹基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)?！　∏度胧较到y(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)有較大的差異。因此，嵌入式系統(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)在設計與開發(fā)的過程和方法上有很大的不同。本書系統(tǒng)地介紹了嵌入式系統(tǒng)的設計原理與開發(fā)方法，并通過大量的實例來幫助讀者了解和掌握以上知識，為今后的工作打下扎實的理論基礎，并能提高分析問題與解決問題的能力?！　”緯卜?1章。第1章介紹了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史、概念、特點、發(fā)展趨勢等內容。第2章介紹了嵌入式硬件系統(tǒng)，主要分為兩個部分：嵌入式系統(tǒng)硬件組成和硬件開發(fā)技術。第3章以SMDK2410為例，介紹了ARM開發(fā)平臺。第4章介紹了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，包括ARM SDT、ADS和超級終端等。第5章介紹了嵌入式操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、系統(tǒng)引導和移植方法。第6章介紹了嵌入式圖形界面和移植方法。第7章詳細介紹了AMR程序設計方法。第8章詳細介紹了基于ARM的軟件開發(fā)的方法。第9章介紹了設備驅動程序的開發(fā)方法。第10章講解了嵌入式系統(tǒng)的調試方法。第11章給出了3個典型的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實例。這3個典型系統(tǒng)分別是：PDA系統(tǒng)、GPRS系統(tǒng)和車載信息平臺SoC系統(tǒng)。通過這些開發(fā)實例，可以使讀者對嵌入式應用系統(tǒng)及開發(fā)有一個全面的把握，并且深入理解和掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的各個環(huán)節(jié)，從這些開發(fā)實例中最大程度地吸取經驗，在最短的時間內獲得獨立開發(fā)的能力?！　”緯蓜喥?、姜海、趙鵬、趙雁編著。由于時間倉促，加之水平有限，書中難免會有一些錯誤和不妥之處，敬請讀者批評指正?！　【幷摺　?008年12月

內容概要

　　《國家“十一五”高等院校計算機應用型規(guī)劃教材：嵌入式系統(tǒng)基礎與應用》系統(tǒng)地介紹了嵌入式系統(tǒng)的設計和開發(fā)原理及方法，并給出了3個詳細的設計實例，幫助讀者進一步了解與掌握嵌入式系統(tǒng)的設計方法?！秶摇笆晃濉备叩仍盒Ｓ嬎銠C應用型規(guī)劃教材：嵌入式系統(tǒng)基礎與應用》主要內容包括嵌入式系統(tǒng)概述，嵌入式系統(tǒng)硬件平臺，ARM開發(fā)平臺，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，嵌入式操作系統(tǒng)，嵌入式圖形界面，ARM程序設計基礎，嵌入式軟件開發(fā)，設備驅動程序開發(fā)，嵌入式系統(tǒng)的調試，嵌入式系統(tǒng)應用開發(fā)實例?！　　秶摇笆晃濉备叩仍盒Ｓ嬎銠C應用型規(guī)劃教材：嵌入式系統(tǒng)基礎與應用》注重內容的實用性，既可作為工程型、應用型高等院校嵌入式系統(tǒng)課程的教材，也可作為自學嵌入式系統(tǒng)的教材和參考書。

書籍目錄

第1章 嵌入式系統(tǒng)概述1.1 現代計算機的技術發(fā)展史1.1.1 始于微型機時代的嵌入式應用1.1.2 現代計算機技術的兩大分支1.1.3 兩大分支發(fā)展的里程碑事件1.2 嵌入式系統(tǒng)1.2.1 嵌入式系統(tǒng)的概念1.2.2 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展1.2.3 嵌入式系統(tǒng)的特點1.2.4 嵌入式系統(tǒng)的種類1.2.5 嵌入式系統(tǒng)的結構1.2.6 嵌入式系統(tǒng)的應用范圍1.2.7 嵌入式技術的重要性與兩面性1.3 嵌入式SoC技術1.3.1 嵌入式SoC概述1.3.2 嵌入式SoC的特點1.3.3 IP復用技術1.3.4 嵌入式SoC的優(yōu)缺點1.4 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)1.4.1 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢1.4.2 嵌入式系統(tǒng)設計的挑戰(zhàn)練習題1第2章 嵌入式硬件系統(tǒng)2.1 嵌入式系統(tǒng)的硬件組成2.1.1 嵌入式處理器2.1.2 存儲器2.1.3 輸入/輸出設備2.1.4 電源2.2 嵌入式系統(tǒng)的硬件開發(fā)技術2.2.1 接口技術2.2.2 總線技術2.2.3 硬件調試技術2.2.4 不同電壓設備互連練習題2第3章 ARM開發(fā)平臺3.1 SMDK2410概述3.2 噸路描述3.2.1 供電系統(tǒng)3.2.2 SMDK2410的體系結構3.3 系統(tǒng)配置3.3.1 時鐘3.3.2 復位邏輯3.3.3 電源選擇3.3.4 引導ROM （BANK0）3.3.5 NAND Flash配置3.3.6 通用I/O口3.3.7 U4 （EPM7032） XDMA通道選擇3.3.8 LCD接口3.3.9 觸摸屏3.3.10 鍵盤和SPI接口3.3.11 A/D轉換器接口3.3.12 SD （MMC）主接口3.3.13 USB接口3.3.14 UART接口3.3.15 IrDA接口3.4 S3C2410X介紹3.4.1 S3C2410X特性3.4.2 內部結構圖3.4.3 芯片引腳定義3.4.4 S3C2410X啟動分析練習題3第4章 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境簡介4.1 ARM SDT 2.5開發(fā)環(huán)境4.1.1 建立工程文件4.1.2 進行程序的在線仿真4.2 ADS l.2開發(fā)環(huán)境4.2.1 配置ADS集成開發(fā)環(huán)境4.2.2 建立工程文件4.2.3 進行程序的在線仿真、調試4.3 超級終端設置及BIOS功能使用練習題4第5章 嵌入式操作系統(tǒng)5.1 概述5.2 uC/OS-II操作系統(tǒng)5.3 嵌入式Linux操作系統(tǒng)5.3.1 Linux概述5.3.2 uClinux操作系統(tǒng)5.3.3 uClinux的開發(fā)環(huán)境5.4 嵌入式操作系統(tǒng)的選擇5.5 嵌入式設備的文件系統(tǒng)5.5.1 閃存介紹5.5.2 ext2fs文件系統(tǒng)5.5.3 tmpfs文件系統(tǒng)5.5.4 JFFS25.6 系統(tǒng)引導Bootloader程序5.6.1 概述5.6.2 Bootloader的作用5.6.3 Bootloader的操作模式5.6.4 Bootloader框架5.7 嵌入式操作系統(tǒng)的移植5.7.1 移植條件5.7.2 移植內容5.7.3 uC/OS-II應用練習題5第6章 嵌入式圖形界面第7章 ARM程序設計第8章 基于ARM的軟件開發(fā)第9章 設備驅動程序開發(fā)第10章 嵌入式系統(tǒng)的調試第11章 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　嵌入式系統(tǒng)概述　　1.2.2　嵌人式系統(tǒng)的發(fā)展　　嵌入式系統(tǒng)的出現至今已經有30多年的歷史，近幾年來，計算機、通信、消費電子的一體化趨勢日益明顯，嵌入式技術已成為一個研究熱點?？v觀嵌入式技術的發(fā)展過程，大致經歷4個階段。　　第1階段是以單芯片為核心的可輔程控制器形式的系統(tǒng)，具有與監(jiān)測、伺服、指示設備相配合的功能。這類系統(tǒng)大部分應用于一些專業(yè)性強的工業(yè)控制系統(tǒng)中，一般沒有操作系統(tǒng)的支持，通過匯編語言編程對系統(tǒng)進行直接控制。這一階段系統(tǒng)的主要特點是：系統(tǒng)結構和功能相對單一，處理效率較低，存儲容量較小，幾乎沒有用戶接口。由于這種嵌入式系統(tǒng)使用簡單、價格低，以前在國內工業(yè)領域應用較為普遍，但是已經遠不能適應高效的、需要大容量存儲的現代工業(yè)控制和新興信息家電等領域的需求?！　〉?階段是以嵌入式CPU為基礎、以簡單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。主要特點是：CPU種類繁多，通用性比較弱；系統(tǒng)開銷小，效率高；操作系統(tǒng)達到一定的兼容性和擴展性；應用軟件較專業(yè)化，用戶界面不夠友好?！　〉?階段是以嵌入式操作系統(tǒng)為標志的嵌入式系統(tǒng)。主要特點是：嵌入式操作系統(tǒng)能運行于各種不同類型的微處理器上，兼容性好；操作系統(tǒng)內核小、效率高，并且具有高度的模塊化和擴展性；具備文件和目錄管理、多任務、網絡支持、圖形窗口以及用戶界面等功能；具有大量的應用程序接口API，開發(fā)應用程序較簡單；嵌入式應用軟件豐富。　　第4階段是以Internet為標志的嵌入式系統(tǒng)。這是一個正在迅速發(fā)展的階段。目前大多數嵌入式系統(tǒng)還孤立于Internet之外，但隨著Internet的發(fā)展以及Internet技術與信息家電、工業(yè)控制技術結合日益密切，嵌入式設備與Internet的結合將代表嵌入式系統(tǒng)的未來。　　……

編輯推薦

　　高校教師與企業(yè)工程技術人員共同編寫，圍繞實際需求組織內容，強調理論與實踐的結合，幫助讀者以最快速度進入嵌入式系統(tǒng)的世界?！　〗Y構設計緊湊，內容取舍合理，突出實際應用，具有很強的實用性和操作性?！　矔厣骸　≌n程體系的系統(tǒng)性：注重教學內容和體系的創(chuàng)新；教學方法的多樣性：加強全方位的教學配套資源建設；教學內容的先進性：力求介紹最新的技術和方法；理論與實踐并重：闡明基礎理論，強調實踐應用；易教易學：創(chuàng)新體例，合理布局，通俗易懂。

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