嵌入式系统技术与设计-图书-人邮教育社区

内容摘要

　　本书在全面介绍ARM处理器的体系结构、编程模型、指令系统和最新的RealView MDK开发环境的同时，以英蓓特公司的EduKit-Ⅲ实验教学系统为平台，以ARM9处理器S3C2410为核心，详细介绍了系统的设计及相关接口的操作，并提供了大量的实验例程。本书最后详细讲解了嵌入式Linux系统各个组成部分在教学系统上的移植过程。
　　本书可作为高等院校计算机、电子信息、通信工程、自动化等专业嵌入式系统教程的教材，也可作为相关嵌入式系统开发人员的参考书。

目　录

第 1章　嵌入式系统概述　1
1.1　嵌入式系统简介　1
1.2　嵌入式系统发展趋势　1
1.3　嵌入式系统的硬件和软件特征　2
1.4　ARM系列处理器简介　4
1.4.1　ARM7处理器系列　5
1.4.2　ARM9处理器系列　5
1.4.3　ARM9E处理器系列　6
1.4.4　ARM10处理器系列　6
1.4.5　ARM10E处理器系列　7
1.4.6　ARM11处理器系列　7
1.4.7　SecureCore处理器系列　7
1.4.8　StrongARM和Xscale处理器系列　7
1.4.9　Cortex和MPCore处理器系列　8
1.4.10　各种处理器系列之间的比较　8
1.5　本章小结　9
1.6　思考题　9

第 2章　ARM体系结构与指令集　10
2.1　ARM体系结构的特点　10
2.2　ARM处理器工作模式　10
2.3　寄存器组织　11
2.3.1　通用寄存器　12
2.3.2　状态寄存器　13
2.3.3　程序计数器　15
2.4　流水线　16
2.4.1　流水线的概念与原理　16
2.4.2　流水线的分类　16
2.4.3　影响流水线性能的因素　18
2.5　ARM存储系统　18
2.5.1　协处理器(CP15)　19
2.5.2　存储管理单元(MMU)　20
2.5.3　高速缓冲存储器(Cache)　20
2.6　异常　20
2.6.1　异常的种类　21
2.6.2　异常的优先级　21
2.6.3　构建异常向量表　21
2.6.4　异常响应流程　23
2.6.5　从异常处理程序中返回　24
2.7　ARM处理器的寻址方式　26
2.7.1　数据处理指令寻址方式　26
2.7.2　内存访问指令寻址方式　27
2.8　ARM处理器的指令集　29
2.8.1　数据操作指令　29
2.8.2　乘法指令　35
2.8.3　Load/Store指令　37
2.8.4　单数据交换指令　42
2.8.5　跳转指令　43
2.8.6　状态操作指令　46
2.8.7　协处理器指令　47
2.8.8　异常产生指令　49
2.9　本章小结　51
2.10　思考题　51

第3章　ARM汇编语言程序设计　52
3.1　ARM/Thumb混合编程　52
3.1.1　Thumb指令的特点及实现　52
3.1.2　ARM/Thumb交互工作基础　53
3.1.3　ARM/Thumb交互子程序　55
3.2　ARM汇编器支持的伪操作　60
3.2.1　伪操作概述　60
3.2.2　符号定义伪操作　60
3.2.3　数据定义(Data Definition)伪操作　63
3.2.4　汇编控制伪操作　69
3.2.5　杂项伪操作　72
3.3　ARM汇编器支持的伪指令　80
3.3.1　ADR伪指令　80
3.3.2　ADRL伪指令　81
3.3.3　LDR伪指令　81
3.4　汇编语言与C/C++的混合编程　82
3.4.1　内联汇编　83
3.4.2　嵌入型汇编　85
3.4.3　汇编代码访问C全局变量　87
3.4.4　C++中使用C头文件　88
3.4.5　混合编程调用举例　89
3.5　本章小结　93
3.6　思考题　93

第4章　嵌入式软件基础实验　94
4.1　Realview MDK简介　94
4.2　ULINK2仿真器简介　95
4.3　使用Realview MDK创建一个工程　96
4.3.1　选择工具集　96
4.3.2　创建工程并选择处理器　96
4.3.3　建立一个新的源文件　97
4.3.4　工程中文件的加入　98
4.3.5　工程基本配置　98
4.3.6　工程的编译链接　105
4.4　嵌入式软件开发基础实验　105
4.4.1　ARM汇编指令实验一　105
4.4.2　ARM汇编指令实验二　111
4.4.3　Thumb汇编指令实验　113
4.4.4　ARM处理器工作模式实验　114
4.4.5　C语言实例一　117
4.4.6　C语言实验程序二　119
4.4.7　汇编语言与C语言相互调用实例　123
4.5　本章小结　125

第5章　ARM应用系统设计　126
5.1　SoC系统概述　126
5.2　S3C2410概述　126
5.3　S3C2410系统功能电路设计　128
5.3.1　概述　128
5.3.2　电源电路　129
5.3.3　时钟电路　130
5.3.4　复位电路　131
5.3.5　JTAG接口电路　131
5.3.6　Nor Flash电路　132
5.3.7　Nand Flash电路　134
5.3.8　SDRAM电路　136
5.3.9　串行接口电路　138
5.3.10　以太网接口电路　140
5.3.11　蜂鸣器电路及其PWM电路　140
5.3.12　按键电路　140
5.3.13　实时时钟　140
5.3.14　A/D转换器电路　142
5.3.15　IIS音频接口电路　142
5.3.16　SD卡接口电路　143
5.3.17　LCD电路　144
5.3.18　USB接口电路　145
5.3.19　印刷电路板设计的注意事项　145
5.4　本章小结　146
5.5　思考题　146

第6章　S3C2410系统接口操作原理及实验　147
6.1　I/O接口实验　147
6.1.1　实验目的　147
6.1.2　实验设备　147
6.1.3　实验内容　147
6.1.4　实验原理　148
6.1.5　实验操作步骤　149
6.1.6　实验参考程序　150
6.2　串口通信实验　151
6.2.1　实验目的　151
6.2.2　实验设备　151
6.2.3　实验内容　151
6.2.4　实验原理　152
6.2.5　实验操作步骤　156
6.2.6　实验参考程序　157
6.3　中断实验　158
6.3.1　实验目的　158
6.3.2　实验设备　158
6.3.3　实验内容　158
6.3.4　实验原理　158
6.3.5　实验操作步骤　163
6.3.6　实验参考程序　165
6.4　键盘控制实验　167
6.4.1　实验目的　167
6.4.2　实验设备　167
6.4.3　实验内容　167
6.4.4　实验原理　167
6.4.5　实验设计　169
6.4.6　实验操作步骤　169
6.4.7　实验参考程序　170
6.5　实时时钟实验　172
6.5.1　实验目的　172
6.5.2　实验设备　172
6.5.3　实验内容　172
6.5.4　实验原理　172
6.5.5　实验设计　174
6.5.6　实验操作步骤　175
6.5.7　实验参考程序　176
6.6　看门狗实验　177
6.6.1　实验目的　177
6.6.2　实验设备　177
6.6.3　实验内容　177
6.6.4　实验原理　177
6.6.5　实验设计　179
6.6.6　实验操作步骤　180
6.6.7　实验参考程序　181
6.7　IIC串行通信实验　182
6.7.1　实验目的　182
6.7.2　实验设备　182
6.7.3　实验内容　182
6.7.4　实验原理　182
6.7.5　实验设计　187
6.7.6　实验操作步骤　187
6.7.7　实验参考程序　189
6.8　A/D转换实验　191
6.8.1　实验目的　191
6.8.2　实验设备　191
6.8.3　实验内容　191
6.8.4　实验原理　191
6.8.5　实验设计　193
6.8.6　实验操作步骤　194
6.8.7　实验参考程序　194
6.9　Nand Flash读写实验　195
6.9.1　实验目的　195
6.9.2　实验设备　195
6.9.3　实验内容　196
6.9.4　实验原理　196
6.9.5　实验设计　199
6.9.6　实验操作步骤　199
6.9.7　实验参考程序　200
6.10　本章小结　202

第7章　嵌入式操作系统及开发简述　203
7.1　嵌入式Linux简介　203
7.2　构建嵌入式Linux开发环境　203
7.2.1　交叉开发环境介绍　204
7.2.2　安装交叉开发工具　204
7.2.3　主机交叉开发环境配置　206
7.3　Bootloader　208
7.3.1　Bootloader的种类　209
7.3.2　U-Boot工程简介　210
7.3.3　U-Boot编译　210
7.3.4　U-Boot的移植思路　213
7.3.5　U-Boot的烧写　214
7.3.6　U-Boot的常用命令　215
7.4　Linux内核与移植　221
7.4.1　Linux内核结构　221
7.4.2　Linux内核配置系统　222
7.4.3　Linux内核编译选项　228
7.5　移植Linux 2.6内核到S3C2410平台简述　232
7.5.1　移植的概念　232
7.5.2　设备驱动移植　236
7.5.3　Nand Flash移植　238
7.6　嵌入式文件系统构建　239
7.6.1　文件系统简介　239
7.6.2　嵌入式文件系统的特点和种类　240
7.6.3　文件系统的组成　246
7.6.4　利用BusyBox构建文件系统　249
7.6.5　利用NFS调试新建的文件系统　253
7.7　本章小结　255
7.8　思考题　255

第8章　嵌入式Linux实验　256
8.1　搭建嵌入式Linux开发环境　256
8.1.1　实验目的　256
8.1.2　实验环境　256
8.1.3　实验步骤　256
8.2　移植U-Boot实验　259
8.2.1　实验目的　259
8.2.2　实验环境　259
8.2.3　实验步骤　259
8.3　烧写U-Boot实验　269
8.3.1　实验目的　269
8.3.2　实验环境　269
8.3.3　实验步骤　269
8.4　Linux内核编译与下载实验　270
8.4.1　实验目的　270
8.4.2　实验环境　270
8.4.3　实验步骤　271
8.5　Linux内核移植实验　273
8.5.1　CS8900A网卡驱动移植　273
8.5.2　Nand Flash驱动移植　275
8.5.3　Yaffs2文件系统移植　277
8.6　文件系统制作实验　279
8.6.1　实验目的　279
8.6.2　实验环境　279
8.6.3　实验步骤　279
8.7　编写Linux内核模块实验　284
8.7.1　实验目的　284
8.7.2　实验环境　285
8.7.3　实验步骤　285
8.8　编写带参数的Linux内核模块实验　285
8.8.1　实验目的　285
8.8.2　实验环境　285
8.8.3　实验步骤　285
8.9　编写Linux字符驱动程序实验　286
8.9.1　实验目的　286
8.9.2　实验环境　286
8.9.3　实验步骤　286
8.10　本章小结　289

参考文献　290