內容簡介
本書系統地介紹了嵌入式軟/硬體系統的組成、工作原理、設計流程和方法。全書共10章，主要內容包括嵌入式系統設計基礎、嵌入式系統的設計方法、ARM體系結構及指令系統、基於S3C2410的硬體電路設計、嵌入式Linux作業系統、嵌入式Linux系統的Boot Loader設計、嵌入式Linux程式設計基礎、嵌入式Linux系統的驅動開發、嵌入式網路程式設計和嵌入式Linux圖形用戶界面編程等。
本書可作為高等院校電子與通信類專業的教材，也可作為電子與通信領域的科研及工程技術人員的參考書。
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目錄
第1章 嵌入式系統設計基礎 1
1.1 嵌入式系統簡介 1
1.1.1 現代計算機的發展歷程 1
1.1.2 嵌入式系統的定義和特點 2
1.1.3 嵌入式系統的組成 2
1.1.4 嵌入式系統的套用模式 4
1.1.5 嵌入式系統的現狀和發展方向 4
1.2 嵌入式處理器 5
1.2.1 嵌入式處理器的分類 5
1.2.2 ARM微處理器 7
1.2.3 PowerPC、MIPS及X86架構 8
1.3 嵌入式作業系統 9
1.3.1 嵌入式作業系統的概念和分類 9
1.3.2 嵌入式作業系統的特點 11
1.3.3 典型嵌入式作業系統 12
練習題 14
第2章 嵌入式系統的設計方法 16
2.1 嵌入式系統的層次結構 16
2.1.1 硬體層 17
2.1.2 中間層 17
2.1.3 軟體層 18
2.1.4 功能層 18
2.2 嵌入式系統的設計流程 19
2.2.1 需求分析 19
2.2.2 規格說明 20
2.2.3 體系結構設計 21
2.2.4 軟/硬體構件設計 21
2.2.5 系統集成 22
2.3 嵌入式系統設計流程模型 23
2.3.1 瀑布模型 23
2.3.2 逐步求精模型 23
2.3.3 螺旋模型 24
2.3.4 其他模型 25
2.4 嵌入式系統的調試與測試 26
2.4.1 嵌入式系統開發的輔助工具 26
2.4.2 嵌入式系統的調試 27
2.4.3 嵌入式系統的測試 28
練習題 30
第3章 ARM體系結構及指令系統 31
3.1 ARM微處理器的體系結構 31
3.1.1 ARM指令集體系結構的版本及變種 31
3.1.2 ARM微處理器系列產品分類及性能 33
3.1.3 ARM微處理器體系結構 35
3.1.4 ARM體系的異常中斷 40
3.2 指令系統 42
3.2.1 ARM指令編碼格式與條件碼 42
3.2.2 ARM指令集的定址方式 43
3.2.3 ARM指令系統的分類 45
3.2.4 Thumb指令 49
3.3 基於ARM體系的彙編語言程式設計 50
3.3.1 ARM彙編器所支持的偽指令 50
3.3.2 彙編語言的語句格式 52
3.3.3 彙編語言的程式結構及子程式調用 54
3.3.4 ARM集成開發環境ADS的使用 59
練習題 65
第4章 基於S3C2410的硬體電路設計 66
4.1 基於微處理器的嵌入式系統的硬體設計 66
4.1.1 微處理器晶片選型的一般原則 66
4.1.2 多路時鐘電路的設計 68
4.1.3 電源電路的設計 69
4.1.4 系統復位電路的設計 72
4.2 存儲系統的分析與設計 73
4.2.1 存儲器的分類 74
4.2.2 S3C2410存儲系統的構成分析 76
4.2.3 S3C2410存儲器系統的設計 78
4.3 通用I/O接口的設計 85
4.3.1 中斷接口概述 85
4.3.2 RS-232-C串列接口的設計 89
4.3.3 USB接口電路的設計 91
4.3.4 JTAG接口 91
4.3.5 A/D轉換接口 93
4.3.6 乙太網接口 93
4.4 人機互動接口 95
4.4.1 顯示接口 95
4.4.2 觸控螢幕接口 98
練習題 99
第5章 嵌入式Linux作業系統 100
5.1 Linux及其套用 100
5.1.1 Linux與Unix和GNU 100
5.1.2 Linux的特點 102
5.1.3 Linux的發展及套用 104
5.2 嵌入式Linux核心 105
5.2.1 嵌入式Linux的核心特徵 105
5.2.2 進程管理 106
5.2.3 記憶體管理 108
5.2.4 檔案系統管理 109
5.2.5 設備管理 110
5.2.6 進程間通信機制 111
5.3 嵌入式Linux檔案系統 113
5.3.1 嵌入式檔案系統介紹 113
5.3.2 Linux檔案系統概述 113
5.3.3 嵌入式Linux常用檔案系統 113
5.3.4 嵌入式Linux檔案系統框架和特性 115
5.4 典型嵌入式Linux系統 117
5.4.1 μCLinux 117
5.4.2 RT-Linux 117
5.4.3 MontaVista Linux 118
5.4.4 RTAI 118
練習題 119
第6章 嵌入式Linux系統的Boot Loader設計 120
6.1 Boot Loader的基本概念 120
6.1.1 Boot Loader所支持的CPU和嵌入式板 120
6.1.2 Boot Loader的安裝媒介 120
6.1.3 用於控制Boot Loader的設備或機制 121
6.1.4 Boot Loader的啟動過程 121
6.1.5 Boot Loader的操作模式 121
6.1.6 Boot Loader與主機之間的檔案傳輸協定 121
6.2 基於S3C2410開發板的Boot Loader的具體實現 122
6.2.1 系統啟動流程的設計 122
6.2.2 Boot Loader的具體實現 123
練習題 130
第7章 嵌入式Linux程式設計基礎 131
7.1 嵌入式Linux開發基礎 131
7.1.1 嵌入式Linux開發步驟 131
7.1.2 嵌入式Linux的安裝 131
7.1.3 開發工具的配置 136
7.2 Linux的常用工具 137
7.2.1 Shell編程 137
7.2.2 常用Shell命令 139
7.2.3 Shell編程實例 145
7.2.4 程式編輯器 148
7.3 嵌入式Linux作業系統的開發工具 151
7.3.1 編譯器GCC 151
7.3.2 Makefile 154
7.3.3 調試器GDB 157
7.3.4 二進制代碼工具 159
7.4 交叉開發環境 159
7.4.1 交叉開發環境介紹 159
7.4.2 應用程式的遠程交叉調試 161
練習題 163
第8章 嵌入式Linux系統的驅動開發 164
8.1 Linux下的設備驅動程式簡介 164
8.1.1 設備驅動程式的概念 164
8.1.2 驅動設備的分類 165
8.1.3 設備檔案 165
8.1.4 主設備號和次設備號 166
8.1.5 Linux設備驅動程式結構 166
8.2 設備驅動程式的開發過程 168
8.2.1 模組化驅動程式設計 168
8.2.2 字元設備註冊和初始化 169
8.2.3 中斷管理 170
8.2.4 設備驅動開發的基本函式 171
8.3 串口驅動程式設計 172
8.3.1 終端設備和控制台 172
8.3.2 Linux串口驅動程式分析 173
8.4 LCD驅動程式設計分析 176
8.4.1 LCD控制器 176
8.4.2 framebuffer設備驅動程式分析 176
8.4.3 LCD驅動開發的主要工作 178
8.5 中斷處理 181
8.5.1 中斷程式分析 181
8.5.2 一個簡單的中斷處理程式 182
練習題 183
第9章 嵌入式網路程式設計 184
9.1 嵌入式乙太網基礎知識 184
9.1.1 乙太網介紹及其嵌入式套用 184
9.1.2 嵌入式系統中主要處理的網路協定 187
9.2 乙太網接口設計 188
9.2.1 網路設備驅動程式基本結構及功能 188
9.2.2 乙太網控制器CS8900A 190
9.2.3 基於CS8900A的網路驅動程式實例 193
9.3 Linux網路編程實現 202
9.3.1 socket基本函式 202
9.3.2 TCP編程實例 216
練習題 233
第10章 嵌入式Linux圖形用戶界面編程 234
10.1 Linux圖形開發基礎 234
10.1.1 GUI的一般架構 234
10.1.2 嵌入式GUI底層支持庫 235
10.1.3 嵌入式GUI高級函式館 237
10.2 嵌入式Linux圖形用戶界面簡介 238
10.2.1 Qt/Embedded 238
10.2.2 MicroWindows 239
10.2.3 MiniGUI 239
10.2.4 OpenGUI 240
10.3 Qt/Embedded嵌入式圖形開發基礎 240
10.3.1 Qt/Embedded概述 240
10.3.2 創建Qt/Embedded開發環境 244
10.3.3 Qt/Embedded的使用 245
10.3.4 開發實例：基於PC的簡單程式 255
練習題 256
參考文獻 257
