嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)踐技術(shù) ARM嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)踐

前言

1985年4月26日，ARM的第一批樣片送到英國(guó)劍橋的Acorn公司。這些樣片是在美國(guó)加利福尼亞州圣何塞的VLsI’technology公司制造的。幾個(gè)小時(shí)后，它們開(kāi)始運(yùn)行程序。在20世紀(jì)80年代后期，ARM悄悄地發(fā)展支持Acorn公司的臺(tái)式計(jì)算機(jī)產(chǎn)品。該產(chǎn)品成為英國(guó)教育界計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)。20世紀(jì)90年代，在．ARM公司的精心經(jīng)營(yíng)下，ARM步入世界舞臺(tái)，在高性能、低功耗和低價(jià)格的嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域確立了市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。優(yōu)越的市場(chǎng)地位增加了ARM的資源，加速了基于ARM產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。最近lO年ARM開(kāi)發(fā)的突出成果包括：開(kāi)發(fā)了稱為Thumb的新型壓縮指令格式，這種格式用在小型系統(tǒng)中可降低成本和功耗；ARM9、ARMl0和StrongARM系列處理器的開(kāi)發(fā)，顯著地提高了ARM的性能；軟件開(kāi)發(fā)和調(diào)試環(huán)境更好；基于ARM處理器核的嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊?，F(xiàn)代SoC和處理器設(shè)計(jì)的大多數(shù)原理都在ARM系列處理器設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用，并且ARM也開(kāi)創(chuàng)了一些新的概念?；A(chǔ)的3級(jí)流水線核固有的簡(jiǎn)單性能使其成為實(shí)際處理器設(shè)計(jì)的優(yōu)秀教學(xué)范例。同時(shí)，嵌入在復(fù)雜系統(tǒng)芯片中基于．ARM核的調(diào)試系統(tǒng)代表著當(dāng)今技術(shù)的前沿。本書(shū)的結(jié)構(gòu)安排本書(shū)從理論與實(shí)踐相結(jié)合的角度，全面系統(tǒng)地介紹了ARM硬件體系結(jié)構(gòu)、嵌入式設(shè)計(jì)方法、ARM指令系統(tǒng)、ARM程序設(shè)計(jì)、KEIL開(kāi)發(fā)環(huán)境、基于IPC2378的具體開(kāi)發(fā)應(yīng)用。全書(shū)共分15章，章節(jié)內(nèi)容安排如下。第1章：嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)第2章：ARM體系結(jié)構(gòu)第3章：ARM指令尋址方式第4章:ARM指令系統(tǒng)第5章：ARM程序設(shè)計(jì)第6章：KEIL開(kāi)發(fā)環(huán)境第7章：LPC2378核心系統(tǒng)第8-14章：外設(shè)擴(kuò)展原理及應(yīng)用實(shí)例第15章：基于LPC2124的具有日歷功能的密碼鎖實(shí)例本書(shū)的特色本書(shū)內(nèi)容安排與嵌入式學(xué)習(xí)過(guò)程一致，先基礎(chǔ)，后深入，且將理論與實(shí)踐相結(jié)合，具有很強(qiáng)的引導(dǎo)性和實(shí)用性。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)從理論與實(shí)踐相結(jié)合的角度，全面系統(tǒng)地介紹了ARM硬件體系結(jié)構(gòu)、嵌入式設(shè)計(jì)方法、ARM指令系統(tǒng)、ARM程序設(shè)計(jì)、KEIL開(kāi)發(fā)環(huán)境、基于LPC2378的具體開(kāi)發(fā)應(yīng)用。全書(shū)共15章，主要內(nèi)容包括嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)、ARM體系結(jié)構(gòu)、ARM指令尋址方式、ARM指令系統(tǒng)、ARM程序設(shè)計(jì)、KEIL開(kāi)發(fā)環(huán)境、LPC2378核心系統(tǒng)、外設(shè)擴(kuò)展原理及應(yīng)用實(shí)例、基于LPC2124的具有日歷功能的密碼鎖實(shí)例等。　　本書(shū)理論與實(shí)踐相結(jié)合，具有很強(qiáng)的引導(dǎo)性和實(shí)用性，講解循序漸進(jìn)，便于讀者理解和掌握所學(xué)的知識(shí)。非常適合作為計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)或計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)的啟蒙教材，也適合作為計(jì)算機(jī)科學(xué)或計(jì)算機(jī)工作專業(yè)的教材，還可供從事相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

前言第1章　嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)　1.1　ARM處理器概述    1.1.1　ARM技術(shù)的發(fā)展    1.1.2　RISC微處理器的體系結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)    1.1.3　ARM微處理器的指令系統(tǒng)    1.1.4　ARM微處理器系列    1.1.5　ARM微處理器的應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)　1.2　嵌入式系統(tǒng)的基本概念    1.2.1　嵌入式系統(tǒng)概念    1.2.2　嵌入式系統(tǒng)的組成    1.2.3　嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程    1.2.4　嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境第2章　ARM體系結(jié)構(gòu)  2.1　ARM7TDMl程序員模型    2.1.1　內(nèi)核概述    2.1.2　譯碼與控制邏輯    2.1.3　運(yùn)算器    2.1.4　內(nèi)核接口信號(hào)    2.1.5　ARM芯片的功能結(jié)構(gòu)　2.2　工作狀態(tài)與工作模式    2.2.1　ARM的工作狀態(tài)    2.2.2　ARM的工作模式　2.3　ARM和Thumb狀態(tài)的寄存器組織    2.3.1　通用寄存器    2.3.2　Thumb狀態(tài)下的寄存器組織    2.3.3　程序計(jì)數(shù)器    2.3.4　程序狀態(tài)寄存器    2.3.5　連接寄存器    2.3.6　堆棧指針寄存器　2.4　存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)    2.4.1　數(shù)據(jù)類型和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)格式    2.4.2　數(shù)據(jù)總線類型    2.4.3　ARM7TDMl總線訪問(wèn)周期    2.4.4　指令預(yù)取與代碼自修改    2.4.5　AMBA接口　2.5　異?！　?章　ARM指令的特點(diǎn)和尋址方式第4章　ARM指令系統(tǒng)概述第5章　ARM程序設(shè)計(jì)第6章　Keil開(kāi)發(fā)環(huán)境的使用第7章　LPC23XX系統(tǒng)核心應(yīng)用第8章　GPLO原理與應(yīng)用實(shí)例第9章　定時(shí)器0/定時(shí)器1原理與應(yīng)用實(shí)例第10章　脈寬調(diào)制（PWM）原理及應(yīng)用實(shí)例第11章　SPI接口原理及應(yīng)用實(shí)例第12章　I2C接口原理及原理實(shí)例第13章　A/D轉(zhuǎn)換器第14章　UARTO接口第15章　基于LPC2124的具有日歷功能的密碼鎖實(shí)例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章　嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)1.1 ARM處理器概述隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，嵌入式產(chǎn)品日益廣泛地滲透到日常生活、科學(xué)研究和軍事技術(shù)等領(lǐng)域。從家用洗衣機(jī)、電冰箱，到交通工具（如汽車），以及辦公室里的遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)，都使用了嵌入式產(chǎn)品。嵌入式系統(tǒng)通常包括硬件和操作系統(tǒng)兩部分，硬件是構(gòu)成軟件的基本運(yùn)行環(huán)境。嵌入式操作系統(tǒng)一般采用了微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，內(nèi)核只提供基本的功能，比如任務(wù)的調(diào)度、任務(wù)之間的通信與同步、內(nèi)存管理、時(shí)鐘管理等。對(duì)于應(yīng)用組件，用戶可以根據(jù)自己的需要選用，如網(wǎng)絡(luò)功能、文件系統(tǒng)、GUL系統(tǒng)等。嵌入式操作系統(tǒng)大多數(shù)支持多任務(wù)。任務(wù)的調(diào)度采用搶占式調(diào)度、不可搶占式調(diào)度和時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度三種方式。目前多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)對(duì)不同優(yōu)先級(jí)的任務(wù)采用基于優(yōu)先級(jí)的搶占式調(diào)度法，對(duì)相同優(yōu)先級(jí)的任務(wù)則采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度法。嵌入式處理器通常將CPU、少量的RAM、Flash和其他接口封裝在一片集成電路中，嵌入式處理器可以分為嵌入式微處理器（MPU）、嵌入式微控制器（MCu）、嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器（Digital Signal Processor，DSP）。大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)處理器中采用的是實(shí)存儲(chǔ)器管理策略，而不使用虛擬內(nèi)存管理技術(shù)，程序中使用的地址都是物理地址，直接將地址送到地址總線上輸出，開(kāi)發(fā)人員需要參與系統(tǒng)的內(nèi)存管理。1.1.1　ARM技術(shù)的發(fā)展20世紀(jì)80年代，半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈剛剛出現(xiàn)分工，設(shè)計(jì)企業(yè)與生產(chǎn)企業(yè)分離，其流行做法是創(chuàng)辦沒(méi)有生產(chǎn)線的公司，如Cirrus Logic。ARM（Advanced RISC Machines）是一家坐落在英國(guó)劍橋的電子公司，成立于1990年11月，由蘋果電腦、Acorn電腦集團(tuán)和VLSI Technology共同組建。眾所周知，世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)（包括設(shè)計(jì)和生產(chǎn)）的中心在美國(guó)，在半導(dǎo)體制造和市場(chǎng)方面，英國(guó)沒(méi)有什么優(yōu)勢(shì)。ARM如何在市場(chǎng)中求生存是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。ARM起初進(jìn)行的是GPS、音樂(lè)播放裝置和游戲機(jī)等的設(shè)計(jì)，移動(dòng)通信行業(yè)的發(fā)展，給ARM帶來(lái)了巨大的機(jī)會(huì)。

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