嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　本書針對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)的需要，系統(tǒng)地介紹嵌入式系統(tǒng)的基本概念、原理、設(shè)計(jì)原則與方法，其中簡要地介紹了嵌入式系統(tǒng)及Linux操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識，詳細(xì)地講解了嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境的建立、在Linux開發(fā)環(huán)境下C語言程序設(shè)計(jì)及編譯方法、嵌入式系統(tǒng)的文件I/O處理、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)等，最后簡要地介紹了Java虛擬機(jī)（KVM）的移植。本書講解深入淺出，從基本概念到具體應(yīng)用都用了大量示例和圖示來加以說明，并用短小的典型案例進(jìn)行詳細(xì)的分析和解釋，對讀者學(xué)習(xí)會有很大的幫助。　　本書例題的源程序、課件及相關(guān)系統(tǒng)軟件等可以在清華大學(xué)出版社網(wǎng)站（www.tup.tsinghua.edu.cn）下載?！　”緯勺鳛橛?jì)算機(jī)及電子信息類專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程的教材，同時(shí)也可供從事嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人員參考使用。

書籍目錄

第1章　嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)   　1.1　嵌入式系統(tǒng)簡介　　1.1.1　嵌入式系統(tǒng)的基本概念　　1.1.2　嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)　　1.1.3　嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)　1.2　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域　　1.2.1　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史　　1.2.2　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展前景及趨勢 　1.3　嵌入式操作系統(tǒng)　　1.3.1　嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展　　1.3.2　幾種有代表性的嵌入式操作系統(tǒng)　1.4　嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程　1.5　嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用方案　　1.5.1　基于嵌入式的視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)　　1.5.2　基于嵌入式系統(tǒng)的鍋爐控制方案　　1.5.3　基于嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)方案　本章小結(jié)　習(xí)題第2章　嵌入式系統(tǒng)硬件開發(fā)平臺   　　2.1　相關(guān)基礎(chǔ)知識　2.2　嵌入式系統(tǒng)硬件平臺　2.3　ARM微處理器體系　　2.3.1　ARM公司簡介及ARM體系結(jié)構(gòu)　　2.3.2　ARM系列微處理器簡介 2.4　微處理器的結(jié)構(gòu)　　2.4.1　RISC體系結(jié)構(gòu)和ARM設(shè)計(jì)思想　　2.4.2　ARM9微處理器結(jié)構(gòu)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)　　2.4.3　Xscale微處理器結(jié)構(gòu)　本章小結(jié)　習(xí)題第3章　Linux操作系統(tǒng)基礎(chǔ)　3.1　Linux基本概念　3.2　嵌入式Linux文件系統(tǒng)　　3.2.1　基于Flash的文件系統(tǒng)　　3.2.2　基于RAM的文件系統(tǒng)　　3.2.3　網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng) 　3.3　Linux常用操作命令　　3.3.1　文件目錄相關(guān)命令　　3.3.2　磁盤及系統(tǒng)操作　　3.3.3　打包壓縮相關(guān)命令　　3.3.4　網(wǎng)絡(luò)相關(guān)命令　3.4　Vi文本編輯器　　3.4.1　Vi 的模式 　　3.4.2　Vi 的基本流程 　　3.4.3　Vi 的各模式功能鍵 　3.5　Linux啟動(dòng)過程　　3.5.1　Linux 系統(tǒng)的引導(dǎo)過程　　3.5.2　ARM Linux 操作系統(tǒng)　本章小結(jié)　習(xí)題第4章　嵌入式Linux程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)　　4.1　嵌入式Linux編譯器　　　4.1.1　Linux下C語言編譯過程　　4.1.2　GCC編譯器　4.2　“文件包含”處理　4.3　Make命令和Makefile工程管理　　4.3.1　認(rèn)識Make　　4.3.2　Makefile 變量 　　4.3.3　Makefile 規(guī)則　　4.3.4　Make命令的使用　4.4　使用 autotools系列工具  　4.5　位運(yùn)算　　4.5.1　位運(yùn)算符　　4.5.2　位表達(dá)式　本章小結(jié)　習(xí)題第5章　嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的建立　5.1　建立主機(jī)開發(fā)環(huán)境　5.2　配置minicom　5.3　配置NFS服務(wù)　5.4　編譯嵌入式Linux系統(tǒng)內(nèi)核　　5.4.1　內(nèi)核裁剪配置 　　5.4.2　內(nèi)核編譯　5.5　文件系統(tǒng)的制作 　5.6　嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板的燒寫　　5.6.1　BootLoader 　　5.6.2　ARM S3C2410開發(fā)板的燒寫　　5.6.3　XSCALE PXA270開發(fā)板的燒寫　本章小結(jié)　習(xí)題第6章　嵌入式Linux文件處理與串口通信　6.1　嵌入式Linux 的文件處理　　6.1.1　文件描述符及文件處理　　6.1.2　open函數(shù)和close函數(shù)　　6.1.3　read函數(shù)、write函數(shù)和lseek函數(shù)　6.2　嵌入式Linux串口通信技術(shù)　　6.2.1　嵌入式Linux串口通信基礎(chǔ)　　6.2.2　嵌入式Linux串口設(shè)置詳解　　6.2.3　RS-232C標(biāo)準(zhǔn)　　6.2.4　串口驅(qū)動(dòng)程序的編寫　本章小結(jié)　習(xí)題第7章　嵌入式Linux網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)第8章　嵌入式設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)第9章　設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)實(shí)例第10章　Java虛擬機(jī)的移植　

章節(jié)摘錄

第1章　嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)1.2　嵌人式系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域1.2.1　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史1.始于微型機(jī)時(shí)代的嵌入式應(yīng)用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)誕生于1946年，在其后漫長的歷史進(jìn)程中，計(jì)算機(jī)始終是“供養(yǎng)”在特殊的機(jī)房中，實(shí)現(xiàn)數(shù)值計(jì)算的大型昂貴設(shè)備。直到20世紀(jì)70年代微處理器的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)才發(fā)生了歷史性的變化。以微處理器為核心的微型計(jì)算機(jī)以其體積小、價(jià)格低廉、可靠性高的特點(diǎn)，迅速走出機(jī)房；基于高速數(shù)值解算能力的微型機(jī)表現(xiàn)出的智能化水平引起了控制專業(yè)人士的興趣，他們希望將微型機(jī)嵌入到一個(gè)對象體系中，實(shí)現(xiàn)對象體系的智能化控制。例如，將微型計(jì)算機(jī)經(jīng)電氣加固、機(jī)械加固，并配置各種外圍接口電路，再安裝到大型艦船中構(gòu)成自動(dòng)駕駛儀或輪機(jī)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。這樣一來，計(jì)算機(jī)便失去了原來的形態(tài)與通用的計(jì)算機(jī)功能。為了區(qū)別于原有的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，人們把嵌入到對象體系中、實(shí)現(xiàn)對象體系智能化控制的計(jì)算機(jī)，稱作嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。因此，嵌入式系統(tǒng)誕生于微型機(jī)時(shí)代，嵌入式系統(tǒng)的嵌入性的本質(zhì)是將一個(gè)計(jì)算機(jī)嵌入到一個(gè)對象體系中去，這些是理解嵌入式系統(tǒng)的基本出發(fā)點(diǎn)。2.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的兩大分支由于嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要嵌入到對象體系中，實(shí)現(xiàn)的是對象的智能化控制，因此它有著與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完全不同的技術(shù)要求與技術(shù)發(fā)展方向。通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求是高速、海量的數(shù)值計(jì)算；技術(shù)發(fā)展方向是總線速度的無限提升，存儲容量的無限擴(kuò)大。而嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求則是對象的智能化控制能力；技術(shù)發(fā)展方向是與對象系統(tǒng)密切相關(guān)的嵌入性能、控制能力與控制的可靠性。早期，人們勉為其難地將通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改裝，以便在大型設(shè)備中實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用。然而，對于眾多的對象系統(tǒng)（如家用電器、儀器儀表、工控單元等），是無法嵌入通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的，況且嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展方向完全不同，因此必須獨(dú)立地發(fā)展通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這就形成了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的兩大分支。如果說微型機(jī)的出現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)進(jìn)入到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展階段，那么嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的誕生，則標(biāo)志了計(jì)算機(jī)進(jìn)入了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支并行發(fā)展的時(shí)代，從而導(dǎo)致20世紀(jì)末計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展時(shí)期。3.兩大分支發(fā)展的特點(diǎn)通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的專業(yè)化分工發(fā)展，導(dǎo)致20世紀(jì)末、21世紀(jì)初計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展。計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域集中精力發(fā)展通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件技術(shù)，而不必兼顧嵌入式應(yīng)用要求，通用微處理器迅速從286、386、486發(fā)展到奔騰系列；操作系統(tǒng)則迅速擴(kuò)張計(jì)算機(jī)基于高速海量的數(shù)據(jù)文件處理能力，從而使通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入到盡善盡美階段。

編輯推薦

《21世紀(jì)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)用規(guī)劃教材?嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》可作為計(jì)算機(jī)及電子信息類專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程的教材，同時(shí)也可供從事嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人員參考使用。

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