普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材:ARM嵌入式技術原理與應用
定 價:46 元
- 作者:陳賾 編
- 出版時間:2011/1/1
- ISBN:9787512402171
- 出 版 社:北京航空航天大學出版社
- 中圖法分類:TP332
- 頁碼:442
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《ARM嵌入式技術原理與應用》以ARM9為基礎,詳細介紹以$3C2410器件為核心組成的嵌入式系統(tǒng)的硬件電路的原理與開發(fā)方法。主要內容包括嵌入式系統(tǒng)的基本概念與開發(fā)流程,ARM微處理器與嵌入式系統(tǒng)硬件電路的原理,存儲映射及嵌入式軟件開發(fā)技術,ARM指令、程序設計以及開發(fā)工具的使用方法,Linux基礎知識,BootLoader的原理,ViVi與U-Boot的移植與使用,Linux2.4 和2.6 內核移植,Busybox工具以及根文件系統(tǒng)制作的方法,設備驅動程序的結構與開發(fā)實例,Linux網(wǎng)絡編程基礎知識與嵌入式Web服務器建立方法,基于Qt/E的嵌入式GUI設計方法等。
《ARM嵌入式技術原理與應用》可作為高等院校計算機類、電類、機電類等專業(yè)本科生和研究生的教材,也可作為電子系統(tǒng)設計工程技術人員學習嵌入式技術的參考書。
《ARM嵌入式技術原理與應用》從嵌入式系統(tǒng)最基礎的知識開始介紹,逐步深入,全面介紹了嵌入式系統(tǒng)的基本概念和開發(fā)流程、基于ARM9微處理器的嵌入式系統(tǒng)、ARM指令系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)技術、常用開發(fā)工具的使用方法、Linux基礎知識、1300tLoader的原理、ViVi與U-Boot:的移植與使用、Linux2.4 和2.6 內核移植方法、Busybox工具及根文件系統(tǒng)制作的方法、設備驅動程序的結構與開發(fā)實例、Linux網(wǎng)絡編程基礎知識與嵌入式web服務器建立方法、基于Qt/E的嵌入式GUI設計方法等內容。 課程內容體系的安排,按照嵌入式系統(tǒng)設計的整個流程進行,并配有相關的實踐教程,理論與實踐相結合。讀者學完本教材,能進行簡單嵌入式項目的應用開發(fā),達到快速入門的目的,可為深入學習打下良好的基礎。
嵌入式系統(tǒng)作為一個熱門領域,涵蓋了微電子技術、電子信息技術、計算機軟件和硬件等多項技術領域的應用。到目前為止,中國嵌入式系統(tǒng)的主要客戶分布在電信、醫(yī)療、汽車、安全、工業(yè)控制和消費類等行業(yè),而且它的應用領域還在不斷拓展。隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術和微電子技術的深入發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)的應用無處不在。
嵌入式硬件成本的急劇下降,帶動了嵌入式軟件市場的快速成長,中國嵌入式軟硬件市場發(fā)展迅速。
隨著數(shù)字時代的到來,現(xiàn)代社會也在發(fā)生著根本的變革,從18世紀的工業(yè)產業(yè)時代已經(jīng)逐步過渡到現(xiàn)在的信息產業(yè)時代(即IT時代)。現(xiàn)在一個產品的經(jīng)濟價值不僅僅反映在一個有形的產品當中,而更多的是反映在產品的軟成本上。在一個嵌入式設備或產品中,硬件的成本所占的份額越來越少,而起關鍵作用的是軟件的設計。
嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)需要應用到多種開發(fā)技術,其中最主要的是硬件與軟件設計技術。
作者2005年出版了《ARM嵌人式技術實踐教程》與《ARM9嵌入式技術及Linux高級實踐教程》兩本教材,在近五年的使用過程中,其他兄弟院校的老師們給我們提了許多寶貴意見,在此對他們的支持表示衷心的感謝!
為了感謝讀者的支持,我們嵌入式應用研究團隊一直致力于嵌入式技術應用與教學的研究工作,總希望把最新的研究成果編寫成書稿奉獻給讀者,更重要的是考慮整個嵌入式技術教學的課程體系與編寫的質量,所以,這本教材一直拖到現(xiàn)在才出版,深感抱歉!
這幾年來,我們與中國電子學會以及其他兄弟單位多次主辦了全國高校教師與學生嵌人式技術的培訓,反響很好。本教材就是根據(jù)嵌入式技術培訓的實際教學內容提煉而成書的。它具有很強的操作性,與該教材配套的實踐指導書有《ARM嵌入式技術實踐》和《嵌入式Linux開發(fā)實踐》兩本講義。
第1章 嵌入式系統(tǒng)簡介
1.1 嵌入式系統(tǒng)
1.1.1 嵌入式系統(tǒng)概念
1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的分類
1.1.3 嵌入式處理器介紹
1.1.4 嵌入式系統(tǒng)組成
1.1.5 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)
1.2 嵌入式系統(tǒng)的應用領域
1.3 嵌入式操作系統(tǒng)
1.3.1 操作系統(tǒng)
1.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)簡介
1.4 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
練習與思考題
第2章 ARM體系結構及編程模型
2.1 ARM微處理器的特點
2.1.1 ARM概述
2.1.2 ARM體系結構的特點
2.2 ARM微處理器系列介紹
2.2.1 ARM7系列
2.2.2 ARM9系列
2.2.3 ARM9E系列
2.2.4 ARM10E系列
2.2.5 ARM11系列
2.2.6 SecurCore系列
2.2.7 StrongARM和XScale系列
2.2.8 ARMCortex系列
2.2.9 基于32位ARM核微處理器
2.2.1 0ARM系列產品命名規(guī)則
2.3 ARM體系結構
2.3.1 體系結構概念
2.3.2 ARM體系結構
2.3.3 ARM9體系結構
2.4 ARM流水線結構
2.5 ARM總線結構
2.6 ARM微處理器的工作狀態(tài)與模式
2.6.1 工作狀態(tài)
2.6.2 工作狀態(tài)切換
2.6.3 ARM微處理器的工作模式
2.7 ARM體系結構的存儲器格式
2.7.1 ARM存儲數(shù)據(jù)類型
2.7.2 ARM存儲器組織
2.7.3 ARM存儲器層次
2.8 寄存器組織
2.8.1 ARM狀態(tài)下的寄存器組織
2.8.2 Thumb狀態(tài)下的寄存器組織
2.8.3 程序狀態(tài)寄存器
2.9 異常
2.9.1 ARM體系結構所支持的異常類型
2.9.2 對異常的響應
2.9.3 從異常返回
2.9.4 各類異常的具體描述
2.9.5 異常進入/退出
2.9.6 異常向量
2.9.7 異常優(yōu)先級
練習與思考題
第3章 ARM指令系統(tǒng)
3.1 ARM指令系統(tǒng)版本
3.2 ARM微處理器指令格式
3.2.1 ARM指令特點
3.2.2 ARM指令格式
3.2.3 ARM指令條件碼
3.3 ARM微處理器指令的尋址方式
3.3.1 寄存器尋址
3.3.2 立即尋址
3.3.3 寄存器偏移尋址
3.3.4 寄存器間接尋址
3.3.5 基址尋址
3.3.6 多寄存器尋址
3.3.7 堆棧尋址
3.3.8 塊復制尋址
3.3.9 相對尋址
3.4 ARM指令分類
3.4.1 ARM跳轉指令
3.4.2 ARM數(shù)據(jù)處理指令
3.4.3 ARM存儲器訪問指令
3.4.4 雜項指令
3.4.5 協(xié)處理器指令和異常中斷指令
3.5 Thumb指令與等價的ARM指令
練習與思考題
第4章 ARM匯編程序設計
4.1 ARM匯編偽操作和宏指令
4.1.1 ADS下的偽操作和宏指令
4.1.2 GNU下的偽操作和宏指令
4.1.3 ADS與GNU編譯環(huán)境下的比較
4.2 ARMATPCS
4.2.1 基本ATPCS
4.2.2 ARM和Thumb程序混合使用
4.3 ARM程序設計
4.3.1 ARM匯編語言程序設計
4.3.2 ARM匯編語言程序實例
練習與思考題
第5章 ARM嵌入式系統(tǒng)軟件設計
5.1 開發(fā)平臺
5.1.1 概述
5.1.2 硬件開發(fā)環(huán)境
5.1.3 軟件開發(fā)環(huán)境
5.2 ADS的使用簡介
5.2.1 ADS的應用
5.2.2 AXD調試
5.3 ARM的啟動過程分析
5.3.1 系統(tǒng)的初始化
5.3.2 初始化程序分析
5.4 嵌入式系統(tǒng)中的存儲映射
5.4.1 ARM映像文件
5.4.2 分散裝載技術
5.5 嵌入式系統(tǒng)中軟件設計
5.5.1 嵌入式C編程規(guī)范
5.5.2 ARM匯編語言與C混合編程
5.5.3 中斷
練習與思考題
第6章 ARM應用系統(tǒng)硬件設計
6.1 $3C2410X介紹
6.1.1 $3C2410X功能簡介
6.1.2 引腳說明
6.2 開發(fā)板外圍電路設計
6.2.1 電源電路
6.2.2 時鐘和電源管理
6.2.3 復位電路
6.2.4 $3C2410X與外圍電路的連接
6.2.5 存儲器系統(tǒng)設計
6.3 開發(fā)板接口電路設計
6.3.1 I/O端口
6.3.2 DMA控制器
6.3.3 UART、通用異步串行接口
6.3.4 USB接口
……
第7章 Linux系統(tǒng)簡介
第8章 Linux編程基礎
第9章 BootLoader
第10章 Linux內核的移植
第11章 Linux根文件系統(tǒng)制作
第12章 嵌入式Linux驅動開發(fā)
第13章 嵌入式Linux應用開發(fā)
參考文獻
。真正意義上的嵌入式系統(tǒng)是在70年代出現(xiàn)的,發(fā)展至今已經(jīng)有30多年的歷史,它大致經(jīng)歷了以下4個發(fā)展階段:
第一階段:以單芯片為核心的可編程控制器系統(tǒng),同時具有檢測、伺服、指示設備相配合的功能。1971年Intel公司首先開發(fā)出了第1片4位微處理器4004,主要用于家用電器、計算器、高級玩具中。4004的問世標志著嵌入式系統(tǒng)的誕生。
這一類型的系統(tǒng)大部分用于專業(yè)性極強的工業(yè)控制系統(tǒng)中,一般沒有操作系統(tǒng)支持,通過匯編語言對系統(tǒng)進行直接控制。
系統(tǒng)的主要特點是:結構和功能相對單一、效率較低、存儲容量較小、幾乎沒有用戶接口。由于這種嵌入式系統(tǒng)使用簡單、價格低,所以,過去在工業(yè)領域中應用較為普遍;但是,它們已經(jīng)遠遠不能適應高效的、需要大容量存儲介質的現(xiàn)代化工業(yè)控制和后PC時代新興的信息家電等領域的應用要求。
第二階段:以嵌入式中央處理器為基礎,以簡單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。
系統(tǒng)的主要特點是:CPU種類繁多通用性較弱、系統(tǒng)開銷小、操作系統(tǒng)只具有低度的兼容性和擴展性、應用軟件較為專業(yè)、用戶界面不夠友好。這種嵌入式系統(tǒng)的主要任務是用來控制系統(tǒng)負載,以及監(jiān)控應用程序的運行。
第三階段:以嵌入式操作系統(tǒng)為標志的嵌入式系統(tǒng)。
系統(tǒng)的主要特點是:嵌入式操作系統(tǒng)能夠運行于各種不同類型的處理器之上、操作系統(tǒng)內核精小、效率高、模塊化程度高、具有文件和目錄管理、支持多任務處理、支持網(wǎng)絡操作、具有圖形窗口和用戶界面等功能、具有大量的應用程序接口、開發(fā)程序簡單、并且嵌入式應用軟件豐富。然而,在通用性、兼容性和擴展性方面仍不理想。