ARM嵌入式技術原理與應用

前言

　　嵌入式系統(tǒng)作為一個熱門領域，涵蓋了微電子技術、電子信息技術、計算機軟件和硬件等多項技術領域的應用。到目前為止，中國嵌入式系統(tǒng)的主要客戶分布在電信、醫(yī)療、汽車、安全、工業(yè)控制和消費類等行業(yè)，而且它的應用領域還在不斷拓展。隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術和微電子技術的深入發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的應用無處不在。　　嵌入式硬件成本的急劇下降，帶動了嵌入式軟件市場的快速成長，中國嵌入式軟硬件市場發(fā)展迅速。　　隨著數(shù)字時代的到來，現(xiàn)代社會也在發(fā)生著根本的變革，從18世紀的工業(yè)產(chǎn)業(yè)時代已經(jīng)逐步過渡到現(xiàn)在的信息產(chǎn)業(yè)時代（即IT時代）?，F(xiàn)在一個產(chǎn)品的經(jīng)濟價值不僅僅反映在一個有形的產(chǎn)品當中，而更多的是反映在產(chǎn)品的軟成本上。在一個嵌入式設備或產(chǎn)品中，硬件的成本所占的份額越來越少，而起關鍵作用的是軟件的設計?！　∏度胧较到y(tǒng)的開發(fā)需要應用到多種開發(fā)技術，其中最主要的是硬件與軟件設計技術。　　作者2005年出版了《ARM嵌人式技術實踐教程》與《ARM9嵌入式技術及Linux高級實踐教程》兩本教材，在近五年的使用過程中，其他兄弟院校的老師們給我們提了許多寶貴意見，在此對他們的支持表示衷心的感謝！　　為了感謝讀者的支持，我們嵌入式應用研究團隊一直致力于嵌入式技術應用與教學的研究工作，總希望把最新的研究成果編寫成書稿奉獻給讀者，更重要的是考慮整個嵌入式技術教學的課程體系與編寫的質量，所以，這本教材一直拖到現(xiàn)在才出版，深感抱歉！　　這幾年來，我們與中國電子學會以及其他兄弟單位多次主辦了全國高校教師與學生嵌人式技術的培訓，反響很好。本教材就是根據(jù)嵌入式技術培訓的實際教學內(nèi)容提煉而成書的。它具有很強的操作性，與該教材配套的實踐指導書有《ARM嵌入式技術實踐》和《嵌入式Linux開發(fā)實踐》兩本講義。

內(nèi)容概要

本書以ARM9為基礎，詳細介紹以$3C2410器件為核心組成的嵌入式系統(tǒng)的硬件電路的原理與開發(fā)方法。主要內(nèi)容包括：嵌人式系統(tǒng)的基本概念與開發(fā)流程，ARM微處理器與嵌入式系統(tǒng)硬件電路的原理，存儲映射及嵌入式軟件開發(fā)技術，ARM指令、程序設計以及開發(fā)工具的使用方法，Linux基礎知識，BootLoader的原理，ViVi與U—Boot的移植與使用，Linux 2．4和2．6內(nèi)核移植，Busybox工具以及根文件系統(tǒng)制作的方法。設備驅動程序的結構與開發(fā)實例，Linux網(wǎng)絡編程基礎知識與嵌入式Web服務器建立方法，基于Qt／E的嵌入式GUl設計方法等。    本書可作為高等院校計算機類、電類、機電類等專業(yè)本科生和研究生的教材，也可作為電子系統(tǒng)設計工程技術人員學習嵌入式技術的參考書。

書籍目錄

第1章 嵌入式系統(tǒng)簡介  1.1 嵌入式系統(tǒng)    1.1.1 嵌入式系統(tǒng)概念    1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的分類    1.1.3 嵌入式處理器介紹    1.1.4 嵌入式系統(tǒng)組成    1.1.5 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)  1.2 嵌入式系統(tǒng)的應用領域  1.3 嵌入式操作系統(tǒng)    1.3.1 操作系統(tǒng)    1.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)簡介  1.4 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢  練習與思考題第2章 ARM體系結構及編程楱型  2.1 ARM微處理器的特點    2.1.1 ARM概述    2.1.2 ARM體系結構的特點  2.2 ARM微處理器系列介紹    2.2.1 ARM7系列    2.2.2 ARM9系列    2.2.3 ARM9E系列    2.2.4 ARMl0E系列    2.2.5 ARMIl系列  ……第3章 ARM指令系統(tǒng)第4章 ARM匯編程序設計第5章 ARM嵌入式系統(tǒng)軟件設計第6章 ARM應用系統(tǒng)硬件設計第7章 Linux系統(tǒng)簡介第8章 Linux編程基礎第9章 BootLoader第10章 Linux內(nèi)核的移植第11章 Linux根文件系統(tǒng)制作第12章 嵌入式Linux驅動開發(fā)第13章 嵌入式Linux應用開發(fā)參考文獻

章節(jié)摘錄

　　。真正意義上的嵌入式系統(tǒng)是在70年代出現(xiàn)的，發(fā)展至今已經(jīng)有30多年的歷史，它大致經(jīng)歷了以下4個發(fā)展階段：　　第一階段：以單芯片為核心的可編程控制器系統(tǒng)，同時具有檢測、伺服、指示設備相配合的功能。1971年Intel公司首先開發(fā)出了第1片4位微處理器4004，主要用于家用電器、計算器、高級玩具中。4004的問世標志著嵌入式系統(tǒng)的誕生?！　∵@一類型的系統(tǒng)大部分用于專業(yè)性極強的工業(yè)控制系統(tǒng)中，一般沒有操作系統(tǒng)支持，通過匯編語言對系統(tǒng)進行直接控制。　　系統(tǒng)的主要特點是：結構和功能相對單一、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，所以，過去在工業(yè)領域中應用較為普遍；但是，它們已經(jīng)遠遠不能適應高效的、需要大容量存儲介質的現(xiàn)代化工業(yè)控制和后PC時代新興的信息家電等領域的應用要求?！　〉诙A段：以嵌入式中央處理器為基礎，以簡單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。　　系統(tǒng)的主要特點是：CPU種類繁多通用性較弱、系統(tǒng)開銷小、操作系統(tǒng)只具有低度的兼容性和擴展性、應用軟件較為專業(yè)、用戶界面不夠友好。這種嵌入式系統(tǒng)的主要任務是用來控制系統(tǒng)負載，以及監(jiān)控應用程序的運行?！　〉谌A段：以嵌入式操作系統(tǒng)為標志的嵌入式系統(tǒng)?！　∠到y(tǒng)的主要特點是：嵌入式操作系統(tǒng)能夠運行于各種不同類型的處理器之上、操作系統(tǒng)內(nèi)核精小、效率高、模塊化程度高、具有文件和目錄管理、支持多任務處理、支持網(wǎng)絡操作、具有圖形窗口和用戶界面等功能、具有大量的應用程序接口、開發(fā)程序簡單、并且嵌入式應用軟件豐富。然而，在通用性、兼容性和擴展性方面仍不理想。

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