內容簡介
《嵌入式系統原理、設計及開發》介紹嵌入式系統的基礎知識、嵌入式硬體與固件的設計與開發步驟（包括硬體與固件的系統集成）以及嵌入式系統開發的生命周期管理知識。第1章~第4章介紹了嵌入式系統的基本知識。第5章~第13章介紹了有關嵌入式硬體與固件設計的進階知識，對於嵌入式系統的實踐工程師來說，這些知識是非常有幫助的。第15章說明了嵌入式系統設計的生命周期，該章的內容對實踐工程師和項目經理都是有益的。每章開頭列出學習目標，然後使用簡明的文字說明以及大量的表格、圖例、例題解答來闡明相應概念。每章的末尾列出重要的知識點，其中包括本章小結、重要術語、課後習題（多項選擇題）以及複習題。為了方便學生在實驗室也能進行相關的實驗，本書還在相關章節提供了實驗練習題。本書附錄介紹了微控制器（具體包括PIC單片機與AVR單片機）與ARM處理器，列舉了貼近實際的最新嵌入式設計案例，將使您受益匪淺。
圖書目錄
第1部分 理解嵌入式系統的基本概念
第1章 嵌入式系統簡介
1.1 嵌入式系統的含義
1.2 對比嵌入式系統與通用計算系統
1.3 嵌入式系統的發展歷程
1.4 嵌入式系統的分類
1.4.1 基於時代的分類
1.4.2 基於複雜度和性能的分類
1.5 嵌入式系統的主要套用領域
1.6 嵌入式系統的用途
1.6.1 數據採集、數據存儲與數據顯示
1.6.2 數據通信
1.6.3 數據（信號）處理
1.6.4 監測
1.6.5 控制
1.6.6 專用用戶界面
1.7 adidas公司推出的智慧型跑鞋嵌入式技術與生活方式的創新結合
1.8 本章小結
1.9 重要術語
1.10 課後習題
1.11 複習題
第2章 典型的嵌入式系統
2.1 嵌入式系統的核心
2.1.1 通用處理器與專用處理器
2.1.2 專用積體電路
2.1.3 可程式邏輯器件
2.1.4 商用現貨
2.2 存儲器
2.2.1 程式存儲器
2.2.2 讀-寫存儲器/隨機存取存儲器
2.2.3 基於接口類型的存儲器分類
2.2.4 存儲器映射
2.2.5 嵌入式系統中的存儲器選型
2.3 感測器與激勵器
2.3.1 感測器
2.3.2 激勵器
2.3.3 i/o子系統
2.4 通信接口
2.4.1 板上通信接口
2.4.2 外部通信接口
2.5 嵌入式固件
2.6 系統其他元件
2.6.1 復位電路
2.6.2 欠壓保護電路
2.6.3 振盪器
2.6.4 實時時鐘
2.6.5 看門狗定時器
2.7 pcb與無源元件
2.8 本章小結
2.9 重要術語
2.10 課後習題
2.11 複習題
2.12 實驗練習題
第3章 嵌入式系統的特徵與質量屬性
3.1 嵌入式系統的特徵
3.1.1 面向特定套用和特定領域
3.1.2 反饋與實時性
3.1.3 能夠在惡劣環境中工作
3.1.4 分散式
3.1.5 尺寸小、重量輕
3.1.6 低功耗、節能
3.2 嵌入式系統的質量屬性
3.2.1 工作模式下的質量屬性
3.2.2 非工作模式下的質量屬性
3.3 本章小結
3.4 重要術語
3.5 課後習題
3.6 複習題
第4章 嵌入式系統面向特定套用與特定領域
4.1 洗衣機 面向特定套用的嵌入式系統
4.2 汽車 面向特定領域的嵌入式系統
4.2.1 汽車嵌入式系統工作的內部情況
4.2.2 汽車通信匯流排
4.2.3 汽車嵌入式市場上的主流廠商
4.3 本章小結
4.4 重要術語
4.5 課後習題
4.6 複習題
第5章 使用8位微控制器8051設計嵌入式系統
5.1 控制器選型時需要考慮的因素
5.1.1 功能集合
5.1.2 運行速度
5.1.3 代碼存儲空間
5.1.4 數據存儲空間
5.1.5 開發環境支持
5.1.6 可用性
5.1.7 功耗
5.1.8 成本
5.2 選用8051微控制器的原因
5.3 基於8051的設計
5.3.1 8051的基本架構
5.3.2 存儲器結構
5.3.3 暫存器
5.3.4 振盪器
5.3.5 連線埠
5.3.6 中斷
5.3.7 8051中斷系統
5.3.8 定時器
5.3.9 串口
5.3.10 復位電路
5.3.11 省電節能模式
5.4 8052微控制器
5.5 8051/52的衍生產品
5.5.1 atmel公司的at89c51rd2/ed2
5.5.2 maxim公司的ds80c320/ds80c323
5.6 本章小結
5.7 重要術語
5.8 課後習題
5.9 複習題
5.10 實驗練習題
第6章 基於8051微控制器的編程
6.1 8051支持的各種定址模式
6.1.1 直接定址
6.1.2 間接定址
6.1.3 暫存器定址
6.1.4 立即定址
6.1.5 索引定址
6.2 8051指令集
6.2.1 數據傳輸指令
6.2.2 算術運算指令
6.2.3 邏輯指令
6.2.4 布爾運算指令
6.2.5 程式控制轉移指令
6.3 本章小結
6.4 重要術語
6.5 課後習題
6.6 複習題
6.7 實驗練習題
第7章 軟硬體協同設計與程式建模
7.1 軟硬體協同設計的基本概念
7.2 嵌入式設計的計算模型
7.2.1 數據流程圖模型
7.2.2 控制數據流程圖
7.2.3 狀態機模型
7.2.4 順序程式模型
7.2.5 並發處理模型/通信處理模型
7.2.6 面向對象模型
7.3 統一建模語言簡介
7.3.1 uml構建塊
7.3.2 uml工具
7.4 軟硬體權衡
7.5 本章小結
7.6 重要術語
7.7 課後習題
7.8 複習題
7.9 實驗練習題
第2部分 嵌入式產品的設計與開發
第8章 嵌入式硬體設計與開發
8.1 模擬電子元件
8.2 數字電子元件
8.2.1 集電極開路與三態輸出
8.2.2 邏輯門
8.2.3 緩衝器
8.2.4 鎖存器
8.2.5 解碼器
8.2.6 編碼器
8.2.7 多路復用器
8.2.8 多路輸出選擇器
8.2.9 組合電路
8.2.10 時序電路
8.3 vlsi與積體電路設計
8.4 電子設計自動化工具
8.5 orcad eda工具的用法
8.6 使用orcad的capture cis 工具實現電路圖設計
8.6.1 電路圖繪製視窗
8.6.2 電路圖繪圖工具
8.6.3 電路圖繪製明細
8.6.4 創建元件編號
8.6.5 設計規則檢查
8.6.6 創建材料清單
8.6.7 創建網表
8.7 pcb布局布線設計
8.7.1 布局布線構建塊
8.7.2 使用orcad布局布線工具完成布局布線設計
8.7.3 pcb布局布線準則
8.8 印刷電路板製造
8.8.1 各種類型的pcb
8.8.2 pcb製造方法
8.8.3 pcb設計完成後，電路板外形及其調試測試
8.9 本章小結
8.10 重要術語
8.11 課後習題
8.12 複習題
8.13 實驗練習題
第9章 嵌入式固件設計與開發
9.1 嵌入式固件設計方法
9.1.1 基於超循環的方法
9.1.2 基於嵌入式作業系統的方法
9.2 嵌入式固件開發語言
9.2.1 基於彙編語言的開發
9.2.2 基於高級語言的開發
9.2.3 彙編語言與高級語言混合編程
9.3 嵌入式c編程
9.3.1 對比c語言與嵌入式c語言
9.3.2 對比編譯器與交叉編譯器
9.3.3 在嵌入式c編程中使用c語言
9.4 本章小結
9.5 重要術語
9.6 課後習題
9.7 複習題
9.8 實驗練習題
第10章 基於實時作業系統的嵌入式系統設計
10.1 作業系統基礎知識
10.2 作業系統分類
10.2.1 通用作業系統
10.2.2 實時作業系統
10.3 任務、進程與執行緒
10.3.1 進程
10.3.2 執行緒
10.4 多處理與多任務
10.5 任務調度
10.5.1 非搶占式調度
10.5.2 搶占式調度
10.6 結合使用執行緒、進程與調度
10.7 任務通信
10.7.1 存儲器共享
10.7.2 訊息傳遞
10.7.3 遠程過程調用與套接字
10.8 任務同步
10.8.1 任務通信/同步問題
10.8.2 任務同步技術
10.9 設備驅動程式
10.10 選擇rtos的方法
10.10.1 功能性需求
10.10.2 非功能性需求
10.11 本章小結
10.12 重要術語
10.13 課後習題
10.14 複習題
10.15 實驗練習題
第11章 基於vxworks與microc/os-iirtos的嵌入式系統設計簡介
11.1 vxworks
11.1.1 任務創建與管理
11.1.2 任務調度
11.1.3 核心服務
11.1.4 任務間通信
11.1.5 任務同步與互斥
11.1.6 中斷處理
11.1.7 監控任務執行的看門狗
11.1.8 定時與定時基準
11.1.9 vxworks開發環境
11.2 microc/os-ii
11.2.1 任務創建與管理
11.2.2 核心函式與初始化
11.2.3 任務調度
11.2.4 任務間通信
11.2.5 互斥與任務同步
11.2.6 定時與定時基準
11.2.7 存儲器管理
11.2.8 中斷處理
11.2.9 microc/os-ii開發環境
11.3 本章小結
11.4 重要術語
11.5 課後習題
11.6 複習題
11.7 實驗練習題
第12章 嵌入式硬體與固件的集成與測試
12.1 硬體與固件的集成
12.1.1 離線編程
12.1.2 在系統編程
12.1.3 在套用編程
12.1.4 使用廠家編程晶片
12.1.5 對基於作業系統的器件實現固件載入
12.2 電路板加電
12.3 本章小結
12.4 重要術語
12.5 複習題
第13章 嵌入式系統開發環境
13.1 集成開發環境
13.1.1 基於8051的keilμvision3
13.1.2 嵌入式系統開發ide概述
13.2 交叉編譯過程中生成的各種檔案
13.2.1 列表檔案（.lst）
13.2.2 預處理器輸出檔案
13.2.3 目標檔案（.obj）
13.2.4 map檔案（.map）
13.2.5 hex檔案（.hex）
13.3 反彙編器與反編譯器
13.4 模擬器、仿真器與調試
13.4.1 模擬器
13.4.2 仿真器與調試器
13.5 目標硬體調試
13.5.1 放大鏡
13.5.2 萬用表
13.5.3 數字cro
13.5.4 邏輯分析儀
13.5.5 函式生成器
13.6 邊界掃描
13.7 本章小結
13.8 重要術語
13.9 課後習題
13.10 複習題
13.11 實驗練習題
第14章 產品外殼設計與開發
14.1 產品外殼設計工具
14.2 產品外殼開發技術
14.2.1 外殼手工設計
14.2.2 快速原型開發
14.2.3 加工與制模
14.2.4 金屬薄板
14.2.5 商用現貨外殼
14.3 本章小結
14.4 重要術語
14.5 課後習題
14.6 複習題
第15章 嵌入式產品開發生命周期
15.1 edlc的含義
15.2 edlc的作用
15.3 edlc的目標
15.3.1 保障產品質量
15.3.2 通過管理降低風險並預防缺陷
15.3.3 提高生產效率
15.4 edlc的各個階段
15.4.1 需求
15.4.2 概念成型
15.4.3 分析
15.4.4 設計
15.4.5 開發與測試
15.4.6 部署
15.4.7 支持
15.4.8 升級
15.4.9 退市
15.5 edlc方法（edlc建模）
15.5.1 線性/瀑布模型
15.5.2 疊代/增量模型（也稱為噴泉模型）
15.5.3 原型/演化模型
15.5.4 螺旋模型
15.6 本章小結
15.7 重要術語
15.8 課後習題
15.9 複習題
第16章 嵌入式產業發展趨勢
16.1 嵌入式系統處理器發展趨勢
16.1.1 片上系統
16.1.2 多核處理器/片上多處理器
16.1.3 可重構處理器
16.2 嵌入式作業系統發展趨勢
16.3 開發語言發展趨勢
16.3.1 基於java的嵌入式開發
16.3.2 基於.net cf的嵌入式開發
16.4 開放式標準、框架與聯盟
16.4.1 開放式移動聯盟
16.4.2 開放式手機聯盟
16.4.3 android
16.4.4 openmoko
16.5 瓶頸
16.5.1 存儲器性能
16.5.2 缺少標準或標準執行力度不夠
16.5.3 缺少專業的人力資源
附錄a pic系列微控制器、avr系列微控制器、arm處理器簡介
附錄b 設計案例研究
參考文獻
