嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)與應(yīng)用

前言

　　嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，以及適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗等指標(biāo)嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)?！　∏度胧较到y(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)控制、車載系統(tǒng)、移動設(shè)備、智能儀表、信息家電、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)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(shù)字個人助理PDA、MP3/MP4、DVD播放機、錄音筆和網(wǎng)絡(luò)路由器等產(chǎn)品都屬于嵌入式系統(tǒng)。可以預(yù)料，隨著數(shù)字多媒體技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)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(yīng)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(jīng)歷了近10年的發(fā)展，從早期的ARM7發(fā)展到現(xiàn)在的ARM 11，已經(jīng)形成了系列的產(chǎn)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(zhuǎn)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)。　　嵌入式系統(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(shè)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(shè)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(chǔ)，并能提高分析問題與解決問題的能力。　　本書共分11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(nèi)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(shù)。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(dǎo)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(xì)介紹了AMR程序設(shè)計方法。第8章詳細(xì)介紹了基于ARM的軟件開發(fā)的方法。第9章介紹了設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)方法。第10章講解了嵌入式系統(tǒng)的調(diào)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(yīng)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(jīng)驗，在最短的時間內(nèi)獲得獨立開發(fā)的能力。　　本書由劉亞平、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(nèi)容概要

　　《國家“十一五”高等院校計算機應(yīng)用型規(guī)劃教材：嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)與應(yīng)用》系統(tǒng)地介紹了嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)原理及方法，并給出了3個詳細(xì)的設(shè)計實例，幫助讀者進(jìn)一步了解與掌握嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計方法。《國家“十一五”高等院校計算機應(yīng)用型規(guī)劃教材：嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)與應(yīng)用》主要內(nèi)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(shè)計基礎(chǔ)，嵌入式軟件開發(fā)，設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)，嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)實例?！　　秶摇笆晃濉备叩仍盒Ｓ嬎銠C應(yīng)用型規(guī)劃教材：嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)與應(yīng)用》注重內(nèi)容的實用性，既可作為工程型、應(yīng)用型高等院校嵌入式系統(tǒng)課程的教材，也可作為自學(xué)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(xiàn)代計算機的技術(shù)發(fā)展史1.1.1 始于微型機時代的嵌入式應(yīng)用1.1.2 現(xiàn)代計算機技術(shù)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(jié)構(gòu)1.2.6 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍1.2.7 嵌入式技術(shù)的重要性與兩面性1.3 嵌入式SoC技術(shù)1.3.1 嵌入式SoC概述1.3.2 嵌入式SoC的特點1.3.3 IP復(fù)用技術(shù)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(shè)計的挑戰(zhàn)練習(xí)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(shè)備2.1.4 電源2.2 嵌入式系統(tǒng)的硬件開發(fā)技術(shù)2.2.1 接口技術(shù)2.2.2 總線技術(shù)2.2.3 硬件調(diào)試技術(shù)2.2.4 不同電壓設(shè)備互連練習(xí)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(jié)構(gòu)3.3 系統(tǒng)配置3.3.1 時鐘3.3.2 復(fù)位邏輯3.3.3 電源選擇3.3.4 引導(dǎo)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(zhuǎn)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(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.4.3 芯片引腳定義3.4.4 S3C2410X啟動分析練習(xí)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(jìn)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(jìn)行程序的在線仿真、調(diào)試4.3 超級終端設(shè)置及BIOS功能使用練習(xí)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(shè)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(dǎo)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(nèi)容5.7.3 uC/OS-II應(yīng)用練習(xí)題5第6章 嵌入式圖形界面第7章 ARM程序設(shè)計第8章 基于ARM的軟件開發(fā)第9章 設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)第10章 嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試第11章 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實參考文獻(xiàn)

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(xiàn)至今已經(jīng)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(shù)已成為一個研究熱點?？v觀嵌入式技術(shù)的發(fā)展過程，大致經(jīng)歷4個階段?！　〉?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(shè)備相配合的功能。這類系統(tǒng)大部分應(yīng)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(jìn)行直接控制。這一階段系統(tǒng)的主要特點是：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(nèi)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍，但是已經(jīng)遠(yuǎn)不能適應(yīng)高效的、需要大容量存儲的現(xiàn)代工業(yè)控制和新興信息家電等領(lǐng)域的需求?！　〉?階段是以嵌入式CPU為基礎(chǔ)、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(dá)到一定的兼容性和擴展性；應(yīng)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(biāo)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(nèi)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(wù)、網(wǎng)絡(luò)支持、圖形窗口以及用戶界面等功能；具有大量的應(yīng)用程序接口API，開發(fā)應(yīng)用程序較簡單；嵌入式應(yīng)用軟件豐富?！　〉?階段是以Internet為標(biāo)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(shù)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(shù)與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)結(jié)合日益密切，嵌入式設(shè)備與Internet的結(jié)合將代表嵌入式系統(tǒng)的未來?！　　?/pre>




編輯推薦
　　高校教師與企業(yè)工程技術(shù)人員共同編寫，圍繞實際需求組織內(nèi)容，強調(diào)理論與實踐的結(jié)合，幫助讀者以最快速度進(jìn)入嵌入式系統(tǒng)的世界?！　〗Y(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，內(nèi)容取舍合理，突出實際應(yīng)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(xué)內(nèi)容和體系的創(chuàng)新；教學(xué)方法的多樣性：加強全方位的教學(xué)配套資源建設(shè)；教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性：力求介紹最新的技術(shù)和方法；理論與實踐并重：闡明基礎(chǔ)理論，強調(diào)實踐應(yīng)用；易教易學(xué)：創(chuàng)新體例，合理布局，通俗易懂。





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