嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用教程

前言

本書(shū)是《嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用系列教程》中的理論教程，是基于32位ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)體系建設(shè)的重要組成部分。ARM處理器經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，已成為全球范圍內(nèi)32位嵌入式領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的微處理器核，到2007年底，已經(jīng)有100億個(gè)基于ARM核的微處理器在應(yīng)用。ARM技術(shù)應(yīng)用的廣泛性也加速了ARM技術(shù)的發(fā)展，許多先進(jìn)的嵌入式技術(shù)都與ARM技術(shù)有很好的融合，因此基于ARM進(jìn)行嵌入式教學(xué)無(wú)疑是最合適的。全書(shū)共有6章，分為3大部分。第1部分是本書(shū)的第1章，主要介紹嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)。本部分從嵌入式系統(tǒng)的基本概念、硬件組成及開(kāi)發(fā)、軟件組成及開(kāi)發(fā)，以及嵌人式技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)4方面，介紹嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，可使學(xué)生系統(tǒng)地建立起嵌入式系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā)的整體概念。嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的多樣性和復(fù)雜性，使得不可能對(duì)本章所有內(nèi)容都詳細(xì)描述，只能對(duì)其主要內(nèi)容進(jìn)行講述。第2部分是本書(shū)的第2、3章，主要內(nèi)容是ARM技術(shù)概述和基于ARM的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)。第2章對(duì)ARM核的體系結(jié)構(gòu)及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行全面論述，通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，讀者可對(duì)ARM技術(shù)有基本的了解和掌握，建立起以ARM核為基礎(chǔ)的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)。第3章密切結(jié)合具體開(kāi)發(fā)例程，對(duì)基于ARM的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中所涉及的基礎(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行講述，使讀者能夠掌握基于ARM嵌入式程序設(shè)計(jì)的基本知識(shí)。第3部分是本書(shū)的第4、5、6章，以一個(gè)基于S3C44BOX的簡(jiǎn)易型電子詞典為開(kāi)發(fā)實(shí)例，全面介紹嵌入式硬件、軟件開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。Samsung公司的S3C44BOX是基于ARM7TDMI內(nèi)核的SoC，該芯片功能強(qiáng)大，片上資源豐富，在國(guó)內(nèi)的科研、教學(xué)及應(yīng)用開(kāi)發(fā)方面都具有較大的用量。第4章首先對(duì)基于S3C44BOX的簡(jiǎn)易電子詞典的開(kāi)發(fā)進(jìn)行講解，主要介紹系統(tǒng)硬件開(kāi)發(fā)和無(wú)操作系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)。第5章對(duì)基于uC／OS-II嵌入式操作系統(tǒng)的電子詞典軟件開(kāi)發(fā)進(jìn)行講述。第6章對(duì)基于uCLinux嵌入式操作系統(tǒng)的電子詞典軟件開(kāi)發(fā)進(jìn)行講述。本書(shū)是在《嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用教程》基礎(chǔ)上進(jìn)行大幅度修訂而成，與第1版相比較，本書(shū)主要是加強(qiáng)了嵌人式系統(tǒng)硬件開(kāi)發(fā)的內(nèi)容，并以一個(gè)基于$3C44BOX的簡(jiǎn)易型電子詞典為開(kāi)發(fā)實(shí)例，全面介紹了嵌入式硬件、軟件開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，目的是加強(qiáng)學(xué)生嵌入式綜合能力的培養(yǎng)。由于學(xué)時(shí)限制，建議教師介紹嵌入式軟件編程和基本模塊章節(jié)時(shí)，可選擇部分內(nèi)容作為教學(xué)重點(diǎn)，其余作為學(xué)生課外擴(kuò)展內(nèi)容，以增強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力。對(duì)于本書(shū)所介紹的兩個(gè)操作系統(tǒng)的內(nèi)容，教師可根據(jù)具體情況重點(diǎn)講述其中之一。

內(nèi)容概要

　　《嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用教程(第2版)》是《嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用系列教程》中的理論教程，從基于32位ARM處理器的嵌入式軟、硬件開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)人手，以基于ARM7內(nèi)核的S3C44BOX芯片為硬件核心，以簡(jiǎn)易電子詞典為開(kāi)發(fā)實(shí)例，基于uC／OS-II和uClinux兩種嵌入式操作系統(tǒng)，詳細(xì)介紹嵌入式系統(tǒng)軟、硬件開(kāi)發(fā)的全過(guò)程?！　　肚度胧较到y(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用教程(第2版)》密切結(jié)合嵌入式技術(shù)的最新發(fā)展，形成了從易到難、相對(duì)完整、貼近實(shí)際工程應(yīng)用的嵌入式理論教學(xué)體系；結(jié)合本系列教程中的實(shí)驗(yàn)教程，可使讀者快速、全面地掌握嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)和開(kāi)發(fā)技能?！　　肚度胧较到y(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用教程(第2版)》可作為高等院校計(jì)算機(jī)、電類(lèi)專(zhuān)業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程的教材，也可作為嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域工程技術(shù)人員的培訓(xùn)教材或參考資料。

書(shū)籍目錄

第1章 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)1.1 嵌入式系統(tǒng)的基本概念1.1.1 嵌入式計(jì)算機(jī)1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的定義、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍1.1.3 嵌入式系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)1.1.4 嵌入式系統(tǒng)的基本開(kāi)發(fā)流程1.1.5 嵌入式系統(tǒng)的知識(shí)體系1.2 嵌入式系統(tǒng)的硬件組成及開(kāi)發(fā)1.2.1 嵌入式微處理器1.2.2 典型32位嵌入式微處理器介紹1.2.3 嵌入式SoC／SoPC1.2.4 嵌入式外圍接口電路和設(shè)備接口1.2.5 嵌入式系統(tǒng)的硬件開(kāi)發(fā)1.3 嵌入式系統(tǒng)的軟件組成及開(kāi)發(fā)1.3.1 嵌入式系統(tǒng)的軟件層次結(jié)構(gòu)1.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)1.3.3 嵌入式系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)1.4 嵌入式技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)習(xí)題第2章 ARM技術(shù)概述2.1 ARM體系結(jié)構(gòu)及技術(shù)特征2.1.1 ARM的發(fā)展歷程2.1.2 RISC體系結(jié)構(gòu)概述2.1.3 ARM體系結(jié)構(gòu)2.1.4 Thumb技術(shù)介紹2.1.5 Thumb一2技術(shù)介紹2.1.6 ARM核簡(jiǎn)述2.1.7 ARM發(fā)展總結(jié)2.2 ARM處理器工作狀態(tài)及模式2.2.1 ARM處理器工作狀態(tài)2.2.2 ARM處理器工作模式2.3 ARM寄存器組成2.3.1 ARM寄存器組成概述2.3.2 ARM狀態(tài)下的寄存器組織2.3.3 Thumb狀態(tài)下的寄存器組織2.4 ARM的異常中斷2.4.1 ARM的異常中斷響應(yīng)過(guò)程2.4.2 從異常中斷處理程序中返回2.4.3 異常中斷向量表2.4.4 異常中斷的優(yōu)先級(jí)2.5 ARM存儲(chǔ)器接口及協(xié)處理器接口2.5.1 ARM存儲(chǔ)數(shù)據(jù)類(lèi)型和存儲(chǔ)格式2.5.2 ARM存儲(chǔ)器層次簡(jiǎn)介2.5.3 ARM存儲(chǔ)系統(tǒng)簡(jiǎn)介2.5.4 ARM協(xié)處理器2.6 ARM片上總線AMBA概述2.7 基于.ITAG的ARM系統(tǒng)調(diào)試2.7.1 基于JTAG仿真器的調(diào)試結(jié)構(gòu)2.7.2 ARM的嵌入式跟蹤2.8 基于ARM核的芯片選擇簡(jiǎn)介習(xí)題第3章 基于ARM的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)3.1 ARM指令集3.1.1 ARM指令集概述3.1.2 ARM尋址方式3.1.3 ARM指令詳細(xì)介紹3.2 Thumb指令集3.2.1 Thumb指令集概述3.2.2 Thumb指令詳細(xì)介紹3.3 基于ARM的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)3.3.1 ARM匯編語(yǔ)言的偽操作、宏指令與偽指令3.3.2 ARM匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)3.3.3 ARM匯編語(yǔ)言編程的重點(diǎn)3.3.4 ARM匯編程序?qū)嵗?.4 基于ARM的嵌入式c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)3.4.1 C語(yǔ)言的預(yù)處理偽指令在嵌入式程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用3.4.2 嵌入式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中的函數(shù)及函數(shù)庫(kù)3.4.3 嵌入式程序設(shè)計(jì)中常用的C語(yǔ)言語(yǔ)句3.4.4 嵌入式程序設(shè)計(jì)中C語(yǔ)言的變量、數(shù)組、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合3.5 基于ARM的嵌入式C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)技巧3.5.1 變量定義3.5.2 參數(shù)傳遞3.5.3 循環(huán)條件3.6 C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言混合編程3.6.1 ATPCS介紹3.6.2 內(nèi)嵌匯編3.6.3 C語(yǔ)言和ARM匯編語(yǔ)言程序間相互調(diào)用習(xí)題第4章 基于S3C4480x嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)例4.1 S3C44BOX處理器介紹4.1.1 S3C44BOX簡(jiǎn)介4.1.2 S3C44BOX特點(diǎn)4.1.3 S3C44BOX功能結(jié)構(gòu)框圖4.1.4 S3C44BOX引腳信號(hào)描述4.2 基于S3C44BOX電子詞典開(kāi)發(fā)概述4.2.1 電子詞典系統(tǒng)定義與需求分析4.2.2 電子詞典方案設(shè)計(jì)4.3 基于S3C44BOX電子詞典的硬件開(kāi)發(fā)4.3.1 基于S3C44BOX的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3.2 顯示模塊4.3.3 觸摸屏及鍵盤(pán)模塊4.3.4 I／O端口設(shè)計(jì)4.3.5 硬件資源分配4.4 基于S3C44BOX電子詞典軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立4.5 基于S3C44BOX電子詞典功能模塊及應(yīng)用開(kāi)發(fā)介紹4.5.1 S3C44BOX時(shí)鐘電源管理器的功能及應(yīng)用開(kāi)發(fā)4.5.2 S3C4480x存儲(chǔ)控制器的功能及應(yīng)用開(kāi)發(fā)4.5.3 S3C44BOXI／O端口的功能及應(yīng)用開(kāi)發(fā)4.5.4 S3C44BOX中斷控制器的功能及應(yīng)用開(kāi)發(fā)4.5.5 S3C44BOXUART接口的功能及應(yīng)用開(kāi)發(fā)4.5.6 S3C44BOXI2C總線接口的功能及應(yīng)用開(kāi)發(fā)4.5.7 S3C44BOXA／D轉(zhuǎn)換器的功能及應(yīng)用開(kāi)發(fā)4.5.8 S3C44BOXLCD控制器的功能及應(yīng)用開(kāi)發(fā)4.5.9 S3C44BOX看門(mén)狗定時(shí)器的功能及應(yīng)用開(kāi)發(fā)4.6 基于S3C44BOX電子詞典的軟件開(kāi)發(fā)4.6.1 電子詞典硬件測(cè)試軟件開(kāi)發(fā)4.6.2 電子詞典應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)習(xí)題第5章 基于uC／os-II的嵌入式開(kāi)發(fā)5.1 uC／oS-II簡(jiǎn)介5.1.1 uC／OS-II的基本特點(diǎn)5.1.2 uC／OS-II的基本結(jié)構(gòu)5.2 基于ttC／OS-II的軟件開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)5.2.1 uC／oS-II開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)概念5.2.2 基于uC／OS-II嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的基本結(jié)構(gòu)5.2.3 基于uC／OS-II嵌入式系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程5.3 基于uC／oS-II的電子詞典設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)5.3.1 電子詞典系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.3.2 開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立5.3.3 驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試5.3.4 用戶(hù)任務(wù)設(shè)計(jì)5.4 基于uC／oS-II的電子詞典代碼構(gòu)成習(xí)題第6章 基于uLinux的嵌入式開(kāi)發(fā)6.1 RCLinux操作系統(tǒng)6.1.1 uCLinux操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介6.1.2 uCLinux的基本結(jié)構(gòu)6.2 基于uCLinux的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程6.3 基于uCLinux的電子詞典開(kāi)發(fā)6.3.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境6.3.2 內(nèi)核移植和啟動(dòng)6.3.3 設(shè)備驅(qū)動(dòng)6.3.4 應(yīng)用程序6.3.5 調(diào)試習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：嵌入式操作系統(tǒng)支持多任務(wù)，任務(wù)的調(diào)度采用搶占式調(diào)度法、不可搶占式調(diào)度法和時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度法。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。BSP（Board Support Package）板級(jí)支持包提供了嵌入式操作系統(tǒng)與底層硬件的隔離，其中包含BootLoader、各種不同處理器的支撐代碼、各硬件模塊的驅(qū)動(dòng)程序等。BSP提供與硬件相關(guān)的代碼，有了BSt，嵌入式操作系統(tǒng)就與底層硬件無(wú)關(guān)。例如，不同的鍵盤(pán)或按鍵可能類(lèi)型各異，BSP包中的鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)根據(jù)鍵盤(pán)的實(shí)際鍵值返回給操作系統(tǒng)虛擬鍵值，這樣就屏蔽了硬件與操作系統(tǒng)，使嵌入式操作系統(tǒng)能支持各種硬件處理器，使應(yīng)用程序更易維護(hù)與升級(jí)。為了敘述方便，將嵌入式系統(tǒng)的軟件分為嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用軟件兩大部分。由于嵌入式系統(tǒng)與實(shí)際應(yīng)用對(duì)象密切相關(guān)，而實(shí)際應(yīng)用非常繁雜，故很難用一種構(gòu)架或模型加以描述。關(guān)于嵌入式系統(tǒng)中軟硬件兩部分的組成結(jié)構(gòu)及開(kāi)發(fā)，在1.2節(jié)和1.3節(jié)中有詳細(xì)講述。1.1.4嵌入式系統(tǒng)的基本開(kāi)發(fā)流程嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行于特定的目標(biāo)環(huán)境中，是以實(shí)際應(yīng)用為主要考慮對(duì)象的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該目標(biāo)環(huán)境又面向特定的應(yīng)用領(lǐng)域，功能比較專(zhuān)一，只需要完成預(yù)期要完成的功能即可。考慮到系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成本，在應(yīng)用系統(tǒng)器件選型時(shí)，各種資源一般只需要恰好滿足需求即可。受功能和具體應(yīng)用環(huán)境的約束，嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)就是軟硬件可配置、功能可靠、成本低、體積小、功耗低、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，其開(kāi)發(fā)流程不同于一般的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌人式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)必須考慮的基本因素有：功能可靠實(shí)用，便于升級(jí)；實(shí)時(shí)并發(fā)處理，及時(shí)響應(yīng)；體積符合要求，結(jié)構(gòu)緊湊；接口符合規(guī)范，易于操作；配置精簡(jiǎn)穩(wěn)定，維護(hù)便利；功耗管理嚴(yán)格，成本低廉。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)是使用一組物理硬件和軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)所需功能的過(guò)程。在嵌入式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中，軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)是緊密結(jié)合、相互協(xié)調(diào)的，這就產(chǎn)生了一種全新的設(shè)計(jì)理論一一軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)。這種方法的特點(diǎn)是在設(shè)計(jì)時(shí)，從系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)考慮，把軟硬件同時(shí)考慮進(jìn)去（硬件設(shè)計(jì)包括芯片級(jí)功能定制設(shè)計(jì)），既可以最大限度地利用有效資源，縮短開(kāi)發(fā)周期，又能取得更好的設(shè)計(jì)效果。

編輯推薦

《嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用教程(第2版)》：配套教學(xué)課件，配套實(shí)驗(yàn)教程。

圖書(shū)封面

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用教程 PDF格式下載

---