嵌入式系統(tǒng)開發(fā)原理與實驗

內(nèi)容概要

　　《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)原理與實驗》是北京大學(xué)電子信息科學(xué)基礎(chǔ)實驗中心《電子信息科學(xué)基礎(chǔ)實驗課程叢書》之一，在北京大學(xué)電子信息科學(xué)基礎(chǔ)實驗課程體系中屬于研究創(chuàng)新層次。全書共分為八章，每章都包括背景知識介紹和實驗兩個部分，內(nèi)容涉及從底層的匯編語言設(shè)計到高層的圖形界面程序設(shè)計，基本涵蓋了嵌入式LinllX軟件開發(fā)的主要方面?！　　肚度胧较到y(tǒng)開發(fā)原理與實驗》以GNU／Linux操作系統(tǒng)作為實驗平臺，嵌入式開發(fā)板采用最流行的ARM處理器，對于沒有開發(fā)板的讀者還可以使用附錄中介紹的QEMU完成《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)原理與實驗》的大部分實驗內(nèi)容?！肚度胧较到y(tǒng)開發(fā)原理與實驗》可以作為高等院校電子信息類本科生嵌入式相關(guān)課程的教材，也可以作為教師和工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第一章 嵌入式系統(tǒng)概述1.1 嵌入式系統(tǒng)的定義1.2 嵌入式處理器簡介1.2.1 MIPS1.2.2 PowerPC1.2.3 ARM1.2.4 DSP系列1.2.5 SoPC1.3 嵌入式操作系統(tǒng)簡介1.3.1 WindowsCE1.3.2 VxWorks1.3.3 uC/OS1.3.4 Linux1.4 本書所使用的軟硬件環(huán)境1.4.1 實驗環(huán)境1.4.2 下載文件內(nèi)容1.5 實驗：安裝Linux操作系統(tǒng)第二章 Linux作為開發(fā)平臺2.1 Linux操作系統(tǒng)入門2.1.1 文件操作命令2.1.2 man命令2.1.3 vi命令2.1.4 bash相關(guān)命令與技巧2.1.5 進程和作業(yè)管理2.1.6 系統(tǒng)管理類命令2.1.7 其他命令2.2 GCC及GNU工具簡介2.2.1 gce用法簡介2.2.2 binutils簡介2.2.3 GNU工具應(yīng)用示例2.3 Makefile簡介2.3.1 Makefile基本語法2.3.2 Makefile中變量的用法2.3.3 Makefile中的函數(shù)2.4 交叉編譯原理2.4.1 交叉工具鏈的生成2.4.2 自動生成工具鏈2.5 boot loader簡介2.5.1 RedBoot簡介2.5.2 U-Boot簡介2.6 實驗：開發(fā)環(huán)境建立第三章 ARM體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)3.1 ARM處理器概述3.2 ARM指令集結(jié)構(gòu)3.2.1 指令集設(shè)計3.2.2 RISC體系結(jié)構(gòu)3.2.3 ARM指令集結(jié)構(gòu)3.3 ARM流水線組織3.3.1 流水線技術(shù)3.3.2 ARM架構(gòu)的流水線設(shè)計3.4 ARM存儲器結(jié)構(gòu)3.4.1 存儲器層次3.4.2 Cache3.4.3 存儲器管理3.5 ARM寄存器組織3.5.1 ARM處理器模式3.5.2 ARM狀態(tài)下的寄存器3.5.3 Thumb狀態(tài)下的寄存器3.5.4 協(xié)處理器寄存器3.6 ARM I/O結(jié)構(gòu)3.6.1 AMBA總線3.6.2 存儲器和存儲器映像I/O3.6.3 中斷和直接存儲器存取3.7 ARM體系結(jié)構(gòu)版本及命名方法3.7.1 ARM體系結(jié)構(gòu)版本3.7.2 ARM體系的變種3.7.3 ARM/Thumb體系結(jié)構(gòu)版本的命名格式3.8 ARM處理器核3.8.1 ARM7系列3.8.2 ARM9系列3.8.3 ARM10系列3.8.4 Intel XScale3.9 ARM指令系統(tǒng)3.9.1 ARM指令概述3.9.2 ARM數(shù)據(jù)處理指令3.9.3 ARM Load/Store存儲器訪問指令3.9.4 ARM轉(zhuǎn)移指令3.9.5 ARM協(xié)處理器指令3.9.6 ARM信號處理指令3.9.7 ARM異常及中斷指令3.9.8 Thumb指令簡介3.10 ARM匯編語言程序設(shè)計3.10.1 ARM匯編中的語句格式3.10.2 ARM匯編中的指示符3.10.3 ARM匯編中的偽指令3.10.4 ARM匯編語言程序格式3.11 實驗：ARM匯編語言程序設(shè)計第四章 處理器與開發(fā)板4.1 AT91SAM9261芯片概述4.2 處理器內(nèi)存布局4.3 AT91SAM9261內(nèi)部啟動邏輯4.4 AT91SAM9261的集成外設(shè)4.4.1 時鐘發(fā)生器4.4.2 高級中斷控制器4.4.3 通用IO管腳4.4.4 通用串行口4.4.5 SPI總線4.4.6 I2C總線4.5 嵌入式開發(fā)板4.5.1 可編程模塊4.5.2 觸摸屏控制器4.5.3 TFT LCD接口4.6 實驗：控制片上外設(shè)第五章 嵌入式Linux基本原理5.1 操作系統(tǒng)概述5.1.1 操作系統(tǒng)的分類5.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)的特點5.1.3 操作系統(tǒng)的基本概念5.1.4 嵌入式操作系統(tǒng)的其他關(guān)注點5.2 操作系統(tǒng)基本功能模塊5.2.1 內(nèi)存管理5.2.2 進程管理5.2.3 設(shè)備管理5.3 編譯Linux內(nèi)核5.3.1 Linux內(nèi)核代碼結(jié)構(gòu)5.3.2 內(nèi)核編譯步驟5.3.3 Linux內(nèi)核啟動流程5.4 Linux文件組織結(jié)構(gòu)簡介5.4.1 Linux文件目錄5.4.2 Linux文件系統(tǒng)的建立5.5 實驗：構(gòu)造嵌人式Linux環(huán)境第六章 Linux環(huán)境程序設(shè)計6.1 shell腳本編程6.1.1 腳本編程簡介6.1.2 shell腳本介紹6.2 Linux環(huán)境程序基礎(chǔ)6.2.1 文件處理6.2.2 進程相關(guān)6.2.3 信號6.3 LinHX下的串口編程6.4 Linux下的網(wǎng)絡(luò)編程6.4.1 網(wǎng)絡(luò)通信基本原理6.4.2 SOCket編程與相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)6.4.3 TCP網(wǎng)絡(luò)通信程序的流程6.4.4 同時操作多個文件描述符6.4.5 UDP編程6.5 程序調(diào)試原理6.5.1 程序的加載和運行6.5.2 設(shè)置程序的斷點和單步調(diào)試6.5.3 其他常用的命令6.5.4 遠程調(diào)試6.6 軟件版本控制6.6.1 Git簡介6.6.2 Git分支6.7 實驗：Linux平臺C編程第七章 Linux模塊化驅(qū)動程序原理7.1 Linux驅(qū)動編寫基礎(chǔ)7.1.1 最簡單的Linux驅(qū)動示例7.1.2 printk函數(shù)簡介7.2 內(nèi)核的編譯系統(tǒng)7.2.1 內(nèi)核的Makefile7.2.2 Kconfig文件7.3 字符設(shè)備驅(qū)動的編寫7.3.1 字符設(shè)備的注冊與注銷7.3.2 重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)7.3.3 內(nèi)核數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)的交換7.3.4 ioctl接口7.3.5 內(nèi)存資源的訪問7.3.6 互斥與信號量7.3.7 阻塞I/O的處理7.3.8 硬件中斷的處理7.3.9 計時與延時7.3.10 其他一些常用技術(shù)7.3.11 關(guān)鍵的內(nèi)核頭文件7.4 Linux設(shè)備驅(qū)動模型7.5 實驗：Linux驅(qū)動程序設(shè)計第八章 嵌入式Linux圖形編程8.1 常見的圖形編程工具8.2 Qt編程入門8.2.1 信號與槽8.Z.Z Qt版本的Hello World8.2.3 QWidget簡介8.2.4 使用Qt的圖形部件8.2.5 自定義Widget8.2.6 qmake的更多用法8.3 Qt編程的可視化輔助設(shè)計工具8.3.1 Qt Designer簡介8.3.2 ui文件的使用方法8.4 完全面向Qt編程8.4.1 簡單數(shù)據(jù)類型8.4.2 文件輸入/輸出8.4.3 網(wǎng)絡(luò)編程8.5 發(fā)布Qt程序8.5.1 Qt程序的國際化8.5.2 將數(shù)據(jù)嵌入程序8.6 Qt的嵌入式應(yīng)用8.6.1 交叉編譯Qt8.6.2 配置嵌入式Qt環(huán)境8.7 實驗：嵌入式圖形程序設(shè)計附錄A 使用QEMU完成實驗A.1 QEMU簡介A.2 flash操作的仿真A.3 使用網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)A.4 使用QEMU的虛擬硬件附錄B 使用OpenErobedded構(gòu)建文件系統(tǒng)B.1 OpenErobedded簡介B.2 配置和使用OpenErobedded參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：嵌入式Linux的文件系統(tǒng)經(jīng)常由BusyBox構(gòu)建，它被非常形象地稱為嵌入式Linux系統(tǒng)中的“瑞士軍刀”，因為它將許多常用的UNIX命令和工具結(jié)合到了一個單獨的可執(zhí)行程序中。雖然與相應(yīng)的GNU工具比較起來，BusyBox所提供的功能和參數(shù)略少，但在比較小的系統(tǒng)（例如啟動盤）或者嵌入式系統(tǒng)中，已經(jīng)足夠了。BusyBox在設(shè)計上就充分考慮了硬件資源受限的特殊工作環(huán)境，它采用一種很巧妙的辦法減少自己的體積：所有的命令都通過“插件”的方式集中到一個可執(zhí)行文件中，在實際應(yīng)用過程中通過不同的符號鏈接來確定到底要執(zhí)行哪個操作。例如最終生成的可執(zhí)行文件為BusyBox，當我們?yōu)樗⒁粋€符號鏈接ls的時候，就可以通過執(zhí)行這個新命令實現(xiàn)列目錄的功能。采用單一執(zhí)行文件的方式最大限度地共享了程序代碼，甚至連文件頭、內(nèi)存中的程序控制塊等其他操作系統(tǒng)資源都共享了，對于資源比較緊張的系統(tǒng)來說，真是最合適不過了。在BLlsyBox的編譯過程中，可以非常方便地加減它的“插件”，最后的符號鏈接也可以由編譯系統(tǒng)自動生成，下面我們就來一步步的用BusyBox從無到有的建立一個全新的Linux文件系統(tǒng)。

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