嵌入式系统软硬件开发及应用实践

    第1章 嵌入式系统概述
1.1 嵌入式系统的基本概念
1.2 嵌入式系统的特点
1.3 嵌入式系统的应用
1.4 嵌入式系统的开发
1.4.1 嵌入式系统开发考虑的要素
1.4.2 软硬件协同设计
1.4.3 嵌入式系统硬件开发
1.4.4 嵌入式软件开发的特点和技术挑战
1.4.5 嵌入式软件开发环境
1.4.6 嵌入式应用软件开发过程
1.4.7 嵌入式系统的开发流程
习题

第2章 嵌入式系统的结构
2.1 嵌入式系统的体系结构
2.1.1 嵌入式系统体系结构简介
2.1.2 嵌入式系统体系结构的重要性
2.1.3 嵌入式系统体系结构模型
2.2 嵌入式系统的流水线结构
2.3 嵌入式系统的存储器结构
2.4 嵌入式系统的编程结构
习题

第3章 嵌入式系统的指令结构及指令系统
3.1 嵌入式处理器寻址方式
3.2 指令集介绍
3.2.1 ARM微处理器的指令的分类与格式
3.2.2 指令的条件域
3.3 ARM指令集
3.3.1 跳转指令
3.3.2 数据处理指令
3.3.3 乘法指令与乘加指令
3.3.4 程序状态寄存器访问指令
3.3.5 加载/存储指令
3.3.6 批量数据加载/存储指令
3.3.7 数据交换指令
3.3.8 移位指令（操作）
3.3.9 协处理器指令
3.3.10 异常产生指令
3.4 Thumb指令集
习题

第4章 以ARM为核心的嵌入式系统结构
4.1 ARM核概述
4.1.1 ARM公司简介
4.1.2 ARM核的特点
4.2 ARM内核的基本结构
4.2.1 ARM内核
4.2.2 ARM扩展功能块
4.2.3 ARM启动方式
4.3 ARM处理器模式
4.4 ARM的存储器结构
4.4.1 ARM存储方法
4.4.2 存储空间管理单元MMU
4.5 ARM的编程结构
4.5.1 ARM微处理器的工作状态
4.5.2 指令长度及数据类型
4.6 ARM的寄存器结构
4.6.1 ARM状态下的寄存器组织
4.6.2 Thumb状态下的寄存器组织
4.6.3 ARM寄存器
4.7 ARM的流水线及时序
4.7.1 ARM流水线
4.7.2 ARM时序
4.8 ARM的中断与异常
4.8.1 ARM异常类型
4.8.2 异常的响应及返回
4.8.3 异常的描述
4.8.4 异常的处理
习题

第5章 ARM系统中的存储器设计与管理
5.1 ARM存储器系统概述
5.2 ARM存储器系统结构
5.2.1 ARM存储数据类型和存储格式
5.2.2 ARM存储器层次简介
5.3 ARM存储器配置
5.3.1 存储器映射
5.3.2 系统初始化
5.3.3 地址映射模式
5.3.4 其他调试方法
5.4 ARM存储器访问与扩展
5.4.1 S3C44B0X存储控制器
5.4.2 在S3C44B0X中存储器扩展
5.5 ARM存储器管理及应用编程
5.5.1 S3C44B0X芯片简介
5.5.2 S3C44B0X芯片存储空间划分
5.5.3 Flash的接口设计
5.5.4 SDRAM的接口设计
5.5.5 硬件管理软件设计
习题

第6章 ARM系统中的接口设计与管理
6.1 概 述
6.2 UART接口设计
6.3 IIC接口设计
6.4 SPI接口设计
6.5 USB接口设计
6.5.1 USB接口背景
6.5.2 USB接口原理
6.5.3 USB总线优缺点
6.5.4 USB系统拓扑结构
6.5.5 USB总线数据传输
6.5.6 USB典型设计与应用
6.6 RJ45接口设计
6.6.1 RJ45接口简介
6.6.2 10M/100M以太网接口电路
6.7 JTAG接口设计
6.8 其他总线接口设计
6.8.1 寻址空间
6.8.2 电源管理设计
6.8.3 RESET电路设计
6.8.4 频率电路设计
习题

第7章 ARM系统的I/O端口设计与管理
7.1 概 述
7.2 ARM核I/O端口配置
7.2.1 ARM7中的I/O端口配置
7.2.2 ARM9中的I/O端口配置
7.3 ARM核I/O端口功能描述
7.4 ARM核I/O端口寄存器控制
7.4.1 ARM7中的S3C4510B I/O端口寄存器控制
7.4.2 ARM9中的S3C241X I/O端口寄存器控制
7.5 ARM核I/O端口应用编程
习题

第8章 ARM系统中的中断系统
8.1 概 述
8.2 ARM系统中断控制器
8.3 ARM系统中断源
8.4 ARM系统中断模式
8.5 ARM系统中断控制器的控制寄存器
8.5.1 S3C44B0X中断控制器的控制寄存器
8.5.2 S3C4510B中断控制器的控制寄存器
8.5.3 S3C2410X中断控制器的控制寄存器
8.6 ARM系统中断应用编程
习题

第9章 ARM系统中的人机接口技术
9.1 概 述
9.2 ARM系统中的键盘接口
9.2.1 键盘接口
9.2.2 常见的键盘接口
9.2.3 实 例
9.3 ARM系统中的LCD接口
9.3.1 LCD接口
9.3.2 S3C44B0X LCD控制器
9.3.3 S3C2410X LCD控制器
9.3.4 应用实例
9.4 ARM系统中的PS/2接口
9.4.1 PS/2接口和协议
9.4.2 PS/2接口鼠标的工作模式和协议
数据包格式
9.4.3 PS/2接口鼠标设计与实现
9.5 ARM系统中的人机接口应用
习题

第10章 ARM系统软件开发环境与开发工具
10.1 概 述
10.1.1 嵌入式系统开发所面临的问题
10.1.2 开发环境
10.1.3 选择合适的嵌入式系统软硬件
调试工具
10.2 常用ARM系统软件开发工具介绍
10.2.1 开发工具综述
10.2.2 如何选择开发工具
10.3 常用ARM系统软件开发环境介绍
10.3.1 建立ARM系统软件开发环境
10.3.2 RealView MDK 集成开发环境的使用
习题

第11章 ARM嵌入式操作系统
11.1 概 述
11.1.1 嵌入式操作系统基本概念及特点
11.1.2 嵌入式操作系统解析
11.1.3 实时操作系统解析
11.1.4 目前最流行的嵌入式操作系统
11.2 ARM实时操作系统
11.2.1 基本概念
11.2.2 ARM实时操作系统特征
11.2.3 流行的ARM实时操作系统
11.3 霤/OS-Ⅱ操作系统
11.3.1 霤/OS-Ⅱ的主要特点
11.3.2 霤/OS-Ⅱ内核工作原理
11.4 霤Linux操作系统
11.4.1 霤Linux简介
11.4.2 霤Linux架构
11.4.3 霤Linux的设计特征
11.5 WinCE 5.0操作系统
11.5.1 Windows CE简介
11.5.2 Windows CE的结构
11.5.3 Windows CE的特点
11.5.4 Windows CE实时性
11.5.5 Windows CE 5.0的新特性
习题

第12章 开发具有自主产权的实时操作系统
12.1 概 述
12.2 开发自主产权实时操作系统的
必要性
12.3 实时操作系统中断管理技术
12.3.1 简 介
12.3.2 中断管理模式
12.3.3 嵌入式内核接管中断的处理机制
12.3.4 中断管理模型
12.4 实时操作系统存储器管理技术
12.4.1 对内存分配的要求
12.4.2 对内存分配的策略
12.4.3 内存动态分配管理
12.5 实时操作系统人机接口管理技术
12.5.1 键盘的管理策略
12.5.2 LED/LCD的管理策略
12.6 实时操作系统应用实例
习题

第13章 系统移植技术
13.1 概 述
13.2 霤/OS-Ⅱ操作系统移植
13.2.1 移植的目标系统
13.2.2 开发工具
13.2.3 霤/OS-Ⅱ移植
13.2.4 测试移植代码
13.3 霤Linux操作系统移植
13.3.1 创建开发环境
13.3.2 编译与移植霤Linux
13.4 WinCE 5.0 操作系统移植
13.4.1 Windows CE 操作系统简介
13.4.2 Windows CE操作系统架构
13.4.3 Windows CE Boot Loader开发
13.4.4 Windows CE的OAL
13.4.5 Windows CE操作系统的创建和调试
习题
参考文献 

    《嵌入式系统软硬件开发及应用实践》是嵌入式系统软硬件开发理论与应用实践相结合的专业书籍。它以ARM系列为核心，从存储器扩展、I/O口扩展、中断系统及各种接口的扩展与应用，到软件开发、系统移植等，完整地讲述了嵌入式系统的基础知识及其软硬件开发技术；并针对开发具有自主产权的实时操作系统，讲述了其中的中断管理技术、存储器管理技术以及人机接口管理技术等。《嵌入式系统软硬件开发及应用实践》可作为普通高等院校

        由于嵌入式系统是应用于特定环境下，针对特定用途来设计的系统，所以不同于通用计算机系统。同样是计算机系统，嵌入式系统是针对具体应用设计的“专用系统”。它的硬件和软件都必须高效率地设计，“量体裁衣”、去除冗余，力争在较少的资源上实现更高的性能。与通用的计算机系统相比，它具有以下显著特点。

    1.是“专用”的计算机系统

    嵌入式系统通常是面向特定任务的，而不同于一般通用PC平台，是“专用”的计算机系统。嵌入式系统微处理器大多*常适合于工作在为特定用户群所设计的系统中，称为专用微处理器。它专用于某个特定的任务，或者很少几个任务。具体的应用需求决定着嵌入式处理器性能的选型和整个系统的设计。如果要更改其任务，就可能要废弃整个系统并重新设计。

    2.运行环境差异大

    嵌入式系统无所不在，但其运行环境差异很大，可运行在飞机上、冰天雪地的两极、温度很高的汽车里及要求湿度恒定的科学实验室等。特别是在恶劣的环境或突然断电的情况下，要求系统仍能够正常工作。这些情况对设计人员来说，意味着要同时考虑到硬件与软件。“严酷的环境”一般意味着更高的温度与湿度。军用设备标准对嵌入式元器件的要求*常严格，并且在价格上与商用、民用差别很大。例如，Intel公司的8086，当它用在火箭上时，单价竟高达几百美元。

    3.比通用PC系统资源少

    嵌入式系统比通用PC系统资源少得多。通用PC系统有数不胜数的系统资源，可轻松地完成各种工作。在自己的PC上编写程序的同时，可播放MP3、CD和下载资料等。因为通用PC拥有512MB内存、80GB硬盘空间，并且在SCSI卡上连接软驱和CD-ROM驱动器已是目前*常普遍的配置了。而控制GPS接收机的嵌入式系统，由于是专门用来执行很少几个确定任务的，因此它所能管理的资源比通用PC系统少得多。当然，这主要是因为在设计时考虑到经济性。不能使用通用CPU，这就意味着所选用的CPU只能管理很少的资源，其成本更低，结构更简单。 ……