出版時間:2008-9 出版社:北京航空航天大學 作者:周立功 編 頁數(shù):491
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前言
本書為《ARM嵌入式系統(tǒng)系列教程》中的理論課教材。 盡管一般情況下嵌入式系統(tǒng)對CPU處理能力的要求比個人計算機要低,但隨著人們生活水平的提高和技術的進步,嵌入式系統(tǒng)對CPU處理能力的要求也在穩(wěn)步提高,大量高速、與MCS51體系結(jié)構(gòu)兼容的微控制器的出現(xiàn)就證明了這一點。但8位微控制器受限于體系結(jié)構(gòu),處理能力的提高始終有限;而16位系統(tǒng)在性能上與8位機相比始終沒有太大優(yōu)勢,成本上與32位系統(tǒng)相比也沒有什么優(yōu)勢。因此,在可預見的未來,32位系統(tǒng)必然在嵌入式微控制器中占據(jù)重要位置?! 』贏RM體系結(jié)構(gòu)的32位系統(tǒng)占領了32位嵌入式系統(tǒng)的大部分份額。但長期以來,基于ARM體系結(jié)構(gòu)的32位系統(tǒng)僅在嵌入式系統(tǒng)的高端(如通信領域、PDA)等場合使用,要么以專用芯片的面貌出現(xiàn),要么以微處理器的面貌出現(xiàn),并沒有出現(xiàn)性價比高的通用微控制器。PHILIPS公司發(fā)現(xiàn)了這一空檔,推出了性價比很高LPC2000系列微控制器,讓更多的嵌入式系統(tǒng)具有32位處理能力,這也預示著32位系統(tǒng)即將成為嵌入式系統(tǒng)的主流?! 』贏RM體系結(jié)構(gòu)的芯片在中國推廣已有數(shù)年,關于ARM的圖書也已出版不少。有關ARM的圖書主要有以下幾類: 1.關于ARM內(nèi)核的圖書,主要讀者是芯片設計者,內(nèi)容主要是介紹芯片設計?! ?.芯片應用類圖書,主要讀者為應用工程師。 3.開發(fā)板類圖書,主要介紹相應的ARM開發(fā)板,給應用開發(fā)者一些參考。 以上3類圖書的側(cè)重點都不是針對ARM應用開發(fā)教學的,用于大學本科和研究生教學不太適合。為了滿足高等院校教學的要求,我們編寫了本套《ARM嵌入式系統(tǒng)系列教程》。本冊書為本套教程中的理論課教材。 本教材各章節(jié)內(nèi)容安排如下: 第1章——嵌入式系統(tǒng)概述。主要簡單介紹嵌入式系統(tǒng),包括對嵌入式系統(tǒng)的概念、嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)的簡要介紹?! 〉?章——嵌入式系統(tǒng)工程設計。介紹嵌入式系統(tǒng)項目開發(fā)的生命周期,并針對開發(fā)團隊介紹各個階段需要完成的任務。本章還介紹一些嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的方法?! 〉?章——ARM7體系結(jié)構(gòu)。主要從應用角度(而不是從芯片設計者的角度)介紹ARM7的體系結(jié)構(gòu)。包含許多使用ARM7必須了解的知識。如果讀者想用好ARM7,必須讀透本章?! 〉?章——ARM7TDMI(?S)指令系統(tǒng)。ARM7TDMI和ARM7TDMI?S是基于ARM體系結(jié)構(gòu)版本V4T的。本章僅介紹ARM體系結(jié)構(gòu)版本V4T支持的指令,ARM體系結(jié)構(gòu)版本V5及以上版本擴展的指令沒有介紹?! 〉?章——LPC2000系列ARM硬件結(jié)構(gòu)。主要介紹PHILIPS公司LPC2000系列基于ARM7TDMI?S的32位微控制器的硬件結(jié)構(gòu)和功能部件。在介紹功能部件原理的同時,通過簡單的程序片段加深讀者對相應功能部件的理解。特別是在介紹特殊功能部件時,一并介紹啟動代碼的相關代碼,使讀者可以了解啟動代碼的來龍去脈?! 〉?章——接口技術與硬件設計。主要介紹如何圍繞微控制器設計硬件電路以及微控制器的最小系統(tǒng)電路設計方法和多種外設的接口電路設計方法。本章介紹的是其他教科書中很少講述且容易忽略的細節(jié)問題,要設計可靠的硬件必須了解本章內(nèi)容。 第7章——μC/OSII到ARM7的移植。詳細介紹如何將嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OSII移植到ARM7體系結(jié)構(gòu)上,以及如何將移植代碼應用到具體的基于ARM7核的微控制器上。與一般公開的移植不同,本移植的任務不必在特權(quán)模式下運行(在用戶和/或系統(tǒng)模式下運行),任務可以任意使用ARM指令和/或Thumb指令?! 〉?章——嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺。介紹嵌入式開發(fā)平臺的概念以及使用嵌入式開發(fā)平臺的必要性,并介紹建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺(主要為軟件開發(fā)平臺)的方法,以及一些組成軟件開發(fā)平臺的軟件模塊的使用方法。
內(nèi)容概要
本書是《ARM嵌入式系統(tǒng)系列教程》中的理論課教材?! ∫訬XP公司(原PHILIPS公司半導體部)LPC2000系列ARM微控制器為例,深入淺出地介紹嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的各個方面。全書共分為3部分。第1章為理論部分,主要介紹嵌入式系統(tǒng)的概念。第2~5章為基礎部分,主要介紹ARM7體系結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、LPC2000系列ARM微控制器的結(jié)構(gòu)原理及外圍接口電路的設計方法。第6~7章為操作系統(tǒng)部分,先介紹μC/OSII的程序設計基礎,然后通過實例講解如何進行系統(tǒng)設計。 本書可以作為高等院校電子、自動化、機電—體化計算機等相關專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程的教材,也可作為從事嵌入式系統(tǒng)應用開發(fā)工程師的參考資料。 本書配套多媒體教學課件。
作者簡介
周立功,男,1964年3月出生,畢業(yè)于東華大學自動化及計算機系,高級工程師,中國單片機學會理事,中國海洋大學講座教授,碩士生導師,主要研究方向為嵌入式系統(tǒng)與現(xiàn)場總線,目前正在從事80C51、ARM與Nios II等軟核SoC的研究與開發(fā)。
書籍目錄
第1章 嵌入式系統(tǒng)概述 1.1 嵌入式系統(tǒng) 1.1.1 現(xiàn)實中的嵌入式系統(tǒng) 1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的定義及特點 1.1.3 嵌入式系統(tǒng)的未來 1.2 嵌入式處理器 1.2.1 嵌入式處理器簡介 1.2.2 嵌入式系統(tǒng)的分類 1.3 嵌入式操作系統(tǒng) 1.3.1 嵌入式操作系統(tǒng)簡介 1.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)基本概念 1.3.3 使用嵌入式實時操作系統(tǒng)的必要性 1.3.4 嵌入式實時操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點 1.3.5 常見的嵌入式實時操作系統(tǒng) 思考與練習第2章 ARM7體系結(jié)構(gòu) 2.1 ARM簡介 2.1.1 RISC結(jié)構(gòu)特性 2.1.2 常用ARM處理器系列 2.2 ARM7TDMI 2.2.1 存儲器的字與半字 2.2.2 3級流水線 2.3 ARM的模塊、內(nèi)核和功能框圖 2.4 ARM處理器狀態(tài) 2.5 ARM處理器模式 2.6 ARM內(nèi)部寄存器 2.6.1 ARM狀態(tài)下的寄存器 2.6.2 Thumb狀態(tài)下的寄存器 2.7 當前程序狀態(tài)寄存器 2.7.1 條件代碼標志 2.7.2 控制標志位 2.7.3 保留位 2.8 ARM體系的異常、中斷及其向量表 2.8.1 異常入口/出口匯總 2.8.2 異常向量表 2.8.3 異常優(yōu)先級 2.8.4 異常中斷的進入與退出 2.8.5 復位異常 2.8.6 中斷請求異常IRQ 2.8.7 快速中斷請求異常FIQ44 2.8.8 未定義的指令異?! ?.8.9 中止異?! ?.8.10 SWI軟件中斷異?! ?.8.11 中斷延遲 2.9 ARM體系的存儲系統(tǒng) 2.9.1 地址空間 2.9.2 存儲器格式 2.9.3 非對齊的存儲器訪問 思考與練習第3章 ARM7TDMI(S)指令系統(tǒng) 3.1 ARM處理器尋址方式 3.2 指令集介紹 3.2.1 ARM指令集 3.2.2 Thumb指令集 思考與練習第4章 LPC2000系列ARM硬件結(jié)構(gòu) 4.1 LPC2000系列ARM簡介 4.1.1 特性 4.1.2 器件信息 4.1.3 結(jié)構(gòu) 4.2 引腳描述 4.3 存儲器尋址 4.3.1 片內(nèi)存儲器 4.3.2 片外存儲器 ……第5章 硬件電路與接口技術第6章 μC/O-SII程序設計基礎第7章 電腦自動打鈴器設計與實現(xiàn)參考文獻溫馨提示
章節(jié)摘錄
第1章嵌入式系統(tǒng)概述 1.1嵌入式系統(tǒng) 嵌入式計算機系統(tǒng)的出現(xiàn),是現(xiàn)代計算機發(fā)展史上的里程碑。嵌入式系統(tǒng)誕生于微型計算機時代,與通用計算機的發(fā)展道路完全不同,形成了獨立的單芯片的技術發(fā)展道路。
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