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内容摘要

本书紧扣全国计算机等级考试（National Computer Rank Examination，简称NCRE）三级嵌入式系统开发技术考试大纲，循序渐进，由浅入深，涉及了嵌入式系统从软件到硬件各个方面的知识。
本书既介绍了嵌入式系统硬件结构、软件结构、基于ARM的嵌入式处理器、基于Linux和μC/OS-II的嵌入式操作系统的知识，还介绍了和嵌入式系统息息相关的数字媒体、计算机网络等相关知识，适合有一定计算机硬件基础、C语言基础和Linux操作系统基础的工程师学习，以及高等院校计算机相关专业的学生和爱好者阅读，也可以作为工程设计的参考手册。

目录

第一章　嵌入式系统基础　1
1.1　嵌入式系统的起源和发展　1
1.1.1　什么是嵌入式系统　1
1.1.2　嵌入式系统的发展　6
1.1.3　嵌入式系统的分类　9
1.2　嵌入式系统的构成　10
1.2.1　嵌入式硬件系统　10
1.2.2　嵌入式处理器　11
1.2.3　外围电路　13
1.2.4　嵌入式软件系统　14
1.3　一些和嵌入式系统相关的术语介绍　16
1.3.1　集成电路及其生产过程　16
1.3.2　EDA　19
1.3.3　SoC　23
1.3.4　IP核　24
1.4　实例解析和习题　26
1.4.1　实例解析　26
1.4.2　本章习题　28
1.4.3　习题答案　28
第二章　嵌入式系统和数字媒体　29
2.1　信息和数字媒体　29
2.2　文本　29
2.2.1　文本基础　30
2.2.2　字符集和编码方式　30
2.2.3　文本的分类　34
2.2.4　文本的处理和展示　35
2.3　图像　37
2.3.1　图像的获取　37
2.3.2　数字图像的参数　38
2.3.3　图像压缩算法和常见文件类型　39
2.4　音频　40
2.4.1　音频的获取　41
2.4.2　数字音频的参数　41
2.4.3　音频压缩算法和常见文件的类型　42
2.5　视频　43
2.5.1　视频的获取　43
2.5.2　视频压缩算法和视频文件的类型　44
2.6　本章小结　45
2.7　实例解析和习题　45
2.7.1　实例解析　45
2.7.2　本章习题　47
2.7.3　习题答案　48
第三章　数字通信及计算机网络　49
3.1　通信和通信系统　49
3.1.1　通信系统的分类　49
3.1.2　几个数字通信中涉及的关键技术　51
3.1.3　数字通信系统的技术指标　54
3.2　计算机网络　55
3.2.1　计算机网络的组成　55
3.2.2　计算机网络的分类　55
3.3.3　计算机网络模型和TCP/IP协议　59
3.4　本章小结　65
3.5　实例解析和习题　65
3.5.1　实例解析　65
3.5.2　本章习题　66
3.5.3　习题答案　67
第四章　嵌入式处理器基础及ARM　68
4.1　嵌入式系统的处理器的结构　68
4.1.1　指令结构　68
4.1.2　存储结构　70
4.1.3　I/O端口编址方式　71
4.2　常见嵌入式处理器内核介绍　72
4.3　ARM处理器基础　74
4.3.1　ARM处理器的发展　74
4.3.2　ARM处理器的架构、类型和型号　76
4.3.3　ARM处理器的一些相关术语　77
4.4　ARM处理器的分类和特点　78
4.4.1　ARM Classic系列　78
4.4.2　Cortex-M系列　79
4.4.3　Cortex-R系列　84
4.4.4　Cortex-A系列　86
4.4.5　Cortex-A50系列　88
4.4.5　ARM处理器总结　89
4.5　本章小结　89
4.6　实例解析和习题　89
4.6.1　实例解析　89
4.6.2　本章习题　90
4.6.3　习题答案　91
第五章　ARM处理器编程模型　92
5.1　ARM处理器的工作状态　92
5.1.1　ARM状态和Thumb/Thumb-2状态　92
5.1.2　ARM状态和Thumb状态的切换　94
5.1.3　调试状态　94
5.2　ARM处理器的工作模式　95
5.3　ARM处理器的寄存器组织　96
5.3.1　ARM状态下的寄存器组织及其应用　96
5.3.2　Thumb状态下的寄存器组织　99
5.4　ARM处理器的异常处理　100
5.4.1　ARM处理器支持的异常类型　101
5.4.2　ARM处理器的异常向量表和优先级　101
5.4.3　ARM处理器对异常的处理和返回　102
5.5　ARM处理器的数据类型和存储格式　104
5.5.1　ARM处理器支持的数据类型　104
5.5.2　ARM处理器的存储格式　105
5.6　ARM处理器的存储器管理单元和存储器保护单元　106
5.6.1　存储器管理单元（MMU）　106
5.6.2　存储器保护单元（MPU）　110
5.7　本章小结　110
5.8　实例解析和习题　110
5.8.1　实例解析　110
5.8.2　本章习题　112
5.8.3　习题答案　113
第六章　ARM处理器的指令系统和汇编语言程序设计　114
6.1　ARM处理器的指令分类和指令集　114
6.1.1　ARM处理器指令集的特点　114
6.1.2　ARM处理器指令的分类　115
6.1.3　ARM处理器的指令集　119
6.2　ARM处理器的指令格式　120
6.2.1　ARM处理器指令的组成　120
6.2.2　ARM处理器指令的条件域　121
6.3　ARM处理器的寻址方式　122
6.3.1　立即寻址　122
6.3.2　寄存器寻址　122
6.3.3　寄存器间接寻址　123
6.3.4　寄存器偏移寻址　123
6.3.5　基址寻址　124
6.3.6　多寄存器寻址　124
6.3.7　相对寻址　125
6.3.8　堆栈寻址　125
6.4　ARM处理器的伪指令　126
6.4.1　符号定义伪指令　127
6.4.2　数据定义伪指令　128
6.4.3　汇编控制伪指令　128
6.4.4　宏指令　129
6.4.5　其他　129
6.5　ARM处理器的汇编程序设计　130
6.5.1　ARM汇编语言的程序结构　130
6.5.2　ARM汇编语言的语句格式　131
6.5.4　ARM处理器汇编程序设计实例　131
6.6　汇编和C语言混合设计　135
6.6.1　ARM处理器ATPCS规则介绍　135
6.6.2　在C语言中使用汇编语言　137
6.6.3　在汇编语言中使用C语言　140
6.7　本章小结　143
6.8　实例解析和习题　144
6.8.1　实例解析　144
6.8.2　本章习题　145
6.8.3　习题答案　146
第七章　嵌入式系统的硬件结构　147
7.1　SoC的片上总线　147
7.1.1　SOC片上总线的特点和分类　147
7.1.2　AMBA片上总线介绍　151
7.1.3　基于AMBA片上总线的SoC芯片结构　152
7.2　ARM嵌入式系统核心结构　153
7.2.2　电源系统　153
7.2.3　复位系统　161
7.2.4　时钟系统　163
7.3　常用ARM结构处理器及选择方案　163
7.4　嵌入式系统的存储器　164
7.4.1　存储器的体系结构和性能指标　164
7.4.2　高速缓冲存储器（Cache）　166
7.4.3　SDRAM存储器　167
7.4.4　FLASH存储器　170
7.4.4　E2PROM存储器　176
7.4.5.　大容量存储系统　176
7.5　本章小结　178
7.6　实例解析和习题　179
7.6.1　实例解析　179
7.6.2　本章习题　181
7.6.3　习题答案　181
第八章　嵌入式系统的外围设备　182
8.1　输入设备　182
8.1.1　按键　182
8.1.2　键盘　183
8.1.3　拨码开关　185
8.1.4　触摸屏　185
8.2　显示设备　187
8.2.1　发光二极管　187
8.2.2　数码管　188
8.2.2　液晶显示　193
8.3　传感器　194
8.3.1　温度传感器　194
8.3.2　时间传感器　195
8.3.3　其他传感器　196
8.4　本章小结　200
8.5　真题解析和习题　201
8.5.1　真题解析　201
8.5.2　本章习题　202
8.5.3　习题答案　203
第九章　嵌入式系统的输入输出接口　204
9.1　通用输入输出接口（GPIO）　204
9.2　UART接口　204
9.2.1　UART的通信协议　205
9.2.2　UART接口的硬件模块　205
9.2.3　嵌入式处理器中的UART　206
9.3　I2C总线接口　207
9.3.1　I2C总线基础　207
9.3.2　I2C总线的信号　208
9.3.3　I2C总线的地址　209
9.3.4　嵌入式处理器中的I2C总线接口　210
9.4　SPI总线接口　210
9.4.1　SPI总线的信号　210
9.4.2　嵌入式处理器中的SPI总线接口　211
9.5　1-wire总线接口　211
9.5.1　1-wire总线基础　211
9.5.2　1-wire总线的命令和时序　212
9.5.2　嵌入式处理器中的1-wire总线接口　214
9.5　USB总线接口　214
9.5.1　USB总线的版本和特点　214
9.5.2　USB总线的组成和外部接口　215
9.5.3　嵌入式处理器中的USB总线　216
9.6　视频接口（HDMI、VGA和DVI）　216
9.7　本章小结　217
9.8　真题解析和习题　218
9.8.1　真题解析　218
9.8.2　本章习题　219
9.8.3　习题答案　220
第十章　嵌入式系统的远程通信接口　22