嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前言

　　嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)、通信電子、多媒體及數(shù)據(jù)傳輸處理等技術(shù)與具體對(duì)象相結(jié)合的產(chǎn)物。嵌入式系統(tǒng)通常由嵌入式芯片、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式軟件及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具等4個(gè)基本部分組成。隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的不斷深入發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也必將獲得更為廣闊的發(fā)展空間，向著功能密集、網(wǎng)絡(luò)連接靈活、移動(dòng)應(yīng)用和多媒體信息處理輕便的方向發(fā)展。MicrosoftWindows CE是一個(gè)簡(jiǎn)潔的、高效率的多平臺(tái)操作系統(tǒng)。Windows CE有著許多嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員夢(mèng)寐以求的特性，如支持藍(lán)牙無線通信技術(shù)、對(duì)多媒體的普遍支持、使用IE瀏覽器以及豐富的開發(fā)工具等，同~~r-g，開發(fā)公司Microsoft擁有強(qiáng)大的支持力量，因此Windows CE已經(jīng)獲得眾多軟、硬件廠商的支持，有許多第三方工具可供使用?！　”緯闹饕獌?nèi)容包括：ARM處理器體系結(jié)構(gòu)與LH7A404處理器；Windows CE．NET系統(tǒng)，包括系統(tǒng)模型、任務(wù)管理、內(nèi)存管理與存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、中斷處理與實(shí)時(shí)能力等；嵌入式BSP環(huán)境的搭建，包括LH7A404平臺(tái)Windows CE．NET系統(tǒng)BSP開發(fā)和調(diào)試環(huán)境的搭建等；基于Windows CE．NET的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)，包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)中斷機(jī)制與中斷處理等；串口驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)；g．q-Windows CE．NET AC’97音頻驅(qū)動(dòng)；USB主控制器驅(qū)動(dòng)；LCD控制器驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)；系統(tǒng)測(cè)試和調(diào)試等。　　本書由北京郵電大學(xué)的鄧中亮和崔巖松、北京工商大學(xué)的段大高等編著，潘莉、周俊、陳俊勇、謝德山等為本書編寫提供了支持和幫助?！　∮捎谧髡咚接邢?，編寫時(shí)間倉促，書中可能存在不少的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是作者在多年來從事嵌入式技術(shù)及應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上撰寫而成。全書共10章，分別介紹了ARM處理器、Windows CE.NET系統(tǒng)、嵌入式BSP環(huán)境的搭建、集成開發(fā)環(huán)境、基于Windows CE.NET的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)、串口驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、基于Windows CE.NET AC97音頻驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、USB主控制器驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、LCD控制器驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)測(cè)試和調(diào)試技術(shù)等。詳細(xì)分析了操作系統(tǒng)的建立、啟動(dòng)、運(yùn)行和調(diào)試的整個(gè)過程，深入探討了內(nèi)核結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)原理，并以SHARP LH7A404為例詳細(xì)介紹了驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序的開發(fā)技術(shù)與方法?！　　肚度胧较到y(tǒng)設(shè)計(jì)》可以作為高等學(xué)校有關(guān)專業(yè)本科生和研究生的教材，也可供從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)工作人員參考。

書籍目錄

第1章　緒論1.1　嵌入式系統(tǒng)定義1.2　嵌入式操作系統(tǒng)1.3　嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)1.4　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展第2章　ARM處理器2.1　ARM處理器2.2　ARM體系結(jié)構(gòu)2.3　LH7A404處理器2.3.1　LH7A404處理器特點(diǎn)2.3.2　內(nèi)核和數(shù)據(jù)通道2.4　總線2.4.1　高性能總線2.4.2　高級(jí)外圍總線2.4.3　AHB到APB的橋2.5　DMA控制器2.6　引導(dǎo)存儲(chǔ)器2.7　靜態(tài)存儲(chǔ)控制器2.7.1　工作原理2.7.2　PCMCIA與CF的使用2.8　同步動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)控制器2.8.1　SDMC操作2.8.2　外部硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.8.3　SDMC編程2.8.4　初始化SDRAM設(shè)備2.8.5　引導(dǎo)模式編程2.9　時(shí)鐘和狀態(tài)控制器2.10　矢量中斷控制器2.10.1　中斷優(yōu)先權(quán)2.10.2　中斷分配2.10.3　存儲(chǔ)映射2.11　直接存儲(chǔ)器存取控制器2.11.1　DMA外部接口信號(hào)2.11.2　DMA數(shù)據(jù)傳輸大小2.12　I／O設(shè)備和靜態(tài)存儲(chǔ)控制器的接口2.13　在LH7A4xx系列設(shè)備上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)喚醒2.14　SHARP LH7A404 SoC開發(fā)板第3章　Windows CE.NET嵌入式操作系統(tǒng)3.1　系統(tǒng)分層模型和模塊化組織3.2　進(jìn)程與線程3.2.1　進(jìn)程3.2.2　線程3.2.3　同步3.2.4　消息隊(duì)列3.3　任務(wù)管理3.4　內(nèi)存管理和存儲(chǔ)器管理3.4.1　ROM和RAM3.4.2　系統(tǒng)內(nèi)存映射3.4.3　堆和棧3.5　設(shè)備管理3.5.1　注冊(cè)表3.5.2　設(shè)備管理器3.5.3　I／O資源管理器3.5.4　設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序3.6　中斷處理3.6.1　IST中斷初始化3.6.2　IST中斷服務(wù)線程3.6.3　嵌套中斷3.6.4　中斷滯后時(shí)間3.7　實(shí)時(shí)特性3.8　文件系統(tǒng)管理3.8.1　文件系統(tǒng)3.8.2　配置文件第4章　嵌入式BSP分析及開發(fā)環(huán)境4.1　集成開發(fā)環(huán)境Platform Builder 4.204.2　定制windows CE的流程4.3　Platform Builder中的配置文件4.3.1　鏡像配置文件4.3.2　源碼配置文件4.3.3　設(shè)置環(huán)境變量4.4　嵌入式系統(tǒng)BSP4.4.1　BSP概念4.4.2　Windows CE.NET系統(tǒng)架構(gòu)4.4.3　BSP結(jié)構(gòu)及組成4.4.4　OAL結(jié)構(gòu)及內(nèi)核啟動(dòng)順序4.4.5　OAL主要開發(fā)內(nèi)容4.4.6　基于LH7A404開發(fā)板的OAL層程序開發(fā)設(shè)計(jì)4.5　啟動(dòng)程序BootLoader的開發(fā)設(shè)計(jì)4.5.1　BootLoader的功能4.5.2　BootLoader的組成4.5.3　BootLoader啟動(dòng)過程4.5.4　BootLoader實(shí)現(xiàn)4.6　創(chuàng)建操作系統(tǒng)鏡像4.7　LH7A404平臺(tái)Windows CE.NET系統(tǒng)BSP開發(fā)4.7.1　系統(tǒng)啟動(dòng)后的執(zhí)行過程4.7.2　LH7A404開發(fā)平臺(tái)下BSP的開發(fā)設(shè)計(jì)4.8　開發(fā)和調(diào)試環(huán)境的搭建4.8.1　嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)和調(diào)試4.8.2　開發(fā)調(diào)試環(huán)境的搭建第5章　基于WindowsCE設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架5.1　Windows CE設(shè)備驅(qū)動(dòng)架構(gòu)5.1.1　本地設(shè)備驅(qū)動(dòng)和流設(shè)備驅(qū)動(dòng)5.1.2　流設(shè)備驅(qū)動(dòng)5.1.3　與流設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊相關(guān)的配置文件5.1.4　系統(tǒng)流設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序框架5.1.5　Windows CE設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)方式5.2　設(shè)備驅(qū)動(dòng)中斷機(jī)制分析5.2.1　ISR部分處理5.2.2　IST部分處理5.2.3　中斷處理組件及作用過程5.3　驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)步驟5.4　電源管理5.5　可擴(kuò)展固件接口第6章　串口驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)6.1　串口通信的基本概念6.2　Windows CE下的串口驅(qū)動(dòng)6.2.1　串口驅(qū)動(dòng)模型分析6.2.2　串行通信端口初始化6.2.3　串行通信端口的打開與關(guān)閉6.2.4　啟停分發(fā)線程與中斷處理6.2.5　讀寫串行通信端口6.2.6　串口電源開關(guān)控制6.2.7　串口輸入與輸出控制COM IOControl6.2.8　退出線程ProcessExiting6.2.9　等待通信事件waitCommEvent6.2.10　建立串口特性配置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)6.3　LH7A404串口驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)6.3.1　LH7A404開發(fā)板串口硬件測(cè)試6.3.2　串口驅(qū)動(dòng)注冊(cè)信息6.3.3　基于框架的串口驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)第7章　基于WindowsCE.NET的AC97音頻驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)7.1　AC97音頻數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議7.1.1　AC97控制器與連接7.1.2　AC-link數(shù)字接口7.1.3　AC97的工作模式7.2　音頻DMA傳輸模式7.2.1　DMAC的功能7.2.2　DMAC工作狀態(tài)7.3　基于Windows CE.NET的音頻驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)7.3.1　音頻系統(tǒng)硬件框架7.3.2　AC97音頻驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)7.3.3　AC97音頻驅(qū)動(dòng)注冊(cè)信息第8章　USB主控制器驅(qū)動(dòng)8.1　概述8.2　USB系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)8.3　USB通信層次模型8.4　USB包的類型8.5　OHCI規(guī)范8.6　設(shè)備配置信息8.7　設(shè)備的探測(cè)和連接8.7.1　客戶啟動(dòng)傳輸8.7.2　USB驅(qū)動(dòng)程序和客戶程序8.8　LH7A404的USB主機(jī)控制器8.9　windows CE下USB主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)程序8.9.1　HCD驅(qū)動(dòng)程序編寫工作分析8.9.2　PDD層調(diào)用的MDD層函數(shù)8.9.3　PDD層向MDD層提供的DDSI函數(shù)8.9.4　其他文件編寫第9章　基于LCD驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)9.1　LH7A404 LCD控制器9.1.1　LH7A404 CLCDC設(shè)置參數(shù)9.1.2　LH7A404 CLCDC操作原理9.1.3　CLCDC幀緩沖器存儲(chǔ)像素格式9.1.4　開啟和關(guān)閉LCD的電源次序9.1.5　LH7A404 CLCDC時(shí)隙圖9.2　Windows CE.NET顯示設(shè)備驅(qū)動(dòng)概述9.2.1　顯示設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架及接口9.2.2　顯示設(shè)備緩沖區(qū)的格式9.3　Windows CE.NET顯示設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)第10章　系統(tǒng)測(cè)試和調(diào)試10.1　概述10.2　硬件測(cè)試10.3　內(nèi)核調(diào)試10.4　驅(qū)動(dòng)調(diào)試10.4.1　搭建測(cè)試環(huán)境10.4.2　功能測(cè)試10.4.3　性能分析與驅(qū)動(dòng)程序優(yōu)化10.4.4　經(jīng)驗(yàn)總結(jié)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　21世紀(jì)是信息經(jīng)濟(jì)時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)從PC時(shí)代進(jìn)入后PC時(shí)代后，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已全面滲透到日常工作和生活的方方面面。同時(shí)，一種新型的系統(tǒng)正在各種各樣的領(lǐng)域應(yīng)用，小到mp3、PDA等微型數(shù)字化產(chǎn)品，大到網(wǎng)絡(luò)家電、智能家電、車載電子設(shè)備；而在工業(yè)和服務(wù)領(lǐng)域中，這樣新型系統(tǒng)在數(shù)字機(jī)床、智能工具、工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人中應(yīng)用，也正逐漸改變傳統(tǒng)的工業(yè)和服務(wù)方式，這種新型的系統(tǒng)就是嵌入式系統(tǒng)?！　?.1　嵌入式系統(tǒng)定義　　所謂嵌入式系統(tǒng)就是指以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它將操作系統(tǒng)和功能軟件集成于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之中?！　∏度胧较到y(tǒng)也可定義為嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。而嵌入性、專用性與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的3個(gè)基本要素。對(duì)象系統(tǒng)則是指嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng)。　　嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)、通信電子、多媒體及數(shù)據(jù)傳輸處理等技術(shù)與具體對(duì)象相結(jié)合的產(chǎn)物。嵌入式系統(tǒng)通常由嵌入式芯片、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式軟件及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具等4個(gè)基本部分組成。嵌入式芯片包括嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器以及嵌入式片上系統(tǒng)（System on Chip），隨著RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式芯片的功能已愈來愈強(qiáng)，尺寸也愈來愈小?！　∧壳埃度胧较到y(tǒng)正受到廣泛的關(guān)注并蓬勃的發(fā)展著，而在未來的幾年內(nèi)，隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的不斷深入發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也必將獲得更為廣闊的發(fā)展空間，向著功能密集、網(wǎng)絡(luò)連接靈活、移動(dòng)應(yīng)用和多媒體信息處理輕便的方向發(fā)展，成為后PC時(shí)代的擎天之柱。

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