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第1章　嵌入式系统设计基础1

1.1　嵌入式系统简介1

1.1.1 现代计算机的发展历程1

1.1.2　嵌入式系统的定义和特点2

1.1.3　嵌入式系统的组成2

1.1.4　嵌入式系统的应用模式4

1.1.5　嵌入式系统的现状和发展方向4

1.2　嵌入式处理器5

1.2.1 嵌入式处理器的分类5

1.2.2　ARM微处理器7

1.2.3　PowerPC、MIPS及X86架构8

1.3　嵌入式操作系统9

1.3.1　嵌入式操作系统的概念和分类9

1.3.2　嵌入式操作系统的特点11

1.3.3　典型嵌入式操作系统12

练习题14

第2章　嵌入式系统的设计方法16

2.1 嵌入式系统的层次结构16

2.1.1　硬件层17

2.1.2　中间层17

2.1.3　软件层18

2.1.4　功能层18

2.2　嵌入式系统的设计流程19

2.2.1　需求分析19

2.2.2　规格说明20

2.2.3　体系结构设计21

2.2.4　软／硬件构件设计21

2.2.5　系统集成22

2.3　嵌入式系统设计流程模型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　嵌入式系统的调试与测试26

2.4.1 嵌入式系统开发的辅助工具26

2.4.2　嵌入式系统的调试27

2.4.3　嵌入式系统的测试28

练习题30

第3章　ARM体系结构及指令系统31

3.1　ARM微处理器的体系结构31

3.1.1　ARM指令集体系结构的版本及变种31

3.1.2　ARM微处理器系列产品分类及性能33

3.1.3　ARM微处理器体系结构35

3.1.4　ARM体系的异常中断40

3.2　指令系统42

3.2.1　ARM指令编码格式与条件码42

3.2.2　ARM指令集的寻址方式43

3.2.3　ARM指令系统的分类45

3.2.4　Thumb指令49

3.3　基于ARM体系的汇编语言程序设计50

3.3.1　ARM汇编器所支持的伪指令50

3.3.2　汇编语言的语句格式52

3.3.3　汇编语言的程序结构及子程序调用54

3.3.4　ARM集成开发环境ADS的使用59

练习题65

第4章 基于S3C2410的硬件电路设计66

4.1 基于微处理器的嵌入式系统的硬件设计66

4.1.1　微处理器芯片选型的一般原则66

4.1.2　多路时钟电路的设计68

4.1.3 电源电路的设计69

4.1.4　系统复位电路的设计72

4.2　存储系统的分析与设计73

4.2.1　存储器的分类74

4.2.2　S3C2410存储系统的构成分析76

4.2.3　S3C2410存储器系统的设计78

4.3　通用I/O接口的设计85

4.3.1 中断接口概述85

4.3.2　RS-232-C串行接口的设计89

4.3.3　USB接口电路的设计91

4.3.4　JTAG接口91

4.3.5　A/D转换接口93

4.3.6　以太网接口93

4.4　人机交互接口95

4.4.1　显示接口95

4.4.2　触摸屏接口98

练习题99

第5章　嵌入式Linux操作系统100

5.1　Linux及其应用100

5.1.1　Linux与Unix和GNU100

5.1.2　Linux的特点102

5.1.3　Linux的发展及应用104

5.2　嵌入式Linux内核105

5.2.1　嵌入式Linux的内核特征105

5.2.2　进程管理106

5.2.3 内存管理108

5.2.4　文件系统管理109

5.2.5　设备管理110

5.2.6　进程间通信机制111

5.3　嵌入式Linux文件系统113

5.3.1　嵌入式文件系统介绍113

5.3.2　Linux文件系统概述113

5.3.3　嵌入式Linux常用文件系统113

5.3.4　嵌入式Linux文件系统框架和特性115

5.4　典型嵌入式Linux系统117

5.4.1 μCLinux117

5.4.2　RT-Linux117

5.4.3　Monta Vista Linux118

5.4.4　RTAI118

练习题119

第6章　嵌入式Linux系统的Boot Loader设计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的安装媒介120

6.1.3　用于控制Boot Loader的设备或机制121

6.1.4　Boot Loader的启动过程121

6.1.5　Boot Loader的操作模式121

6.1.6　Boot Loader与主机之间的文件传输协议121

6.2　基于S3C2410开发板的Boot Loader的具体实现122

6.2.1 系统启动流程的设计122

6.2.2　Boot Loader的具体实现123

练习题130

第7章　嵌入式Linux程序设计基础131

7.1　嵌入式Linux开发基础131

7.1.1 嵌入式Linux开发步骤131

7.1.2　嵌入式Linux的安装131

7.1.3　开发工具的配置136

7.2　Linux的常用工具137

7.2.1　Shell编程137

7.2.2　常用Shell命令139

7.2.3　Shell编程实例145

7.2.4　程序编辑器148

7.3　嵌入式Linux操作系统的开发工具151

7.3.1　编译器GCC151

7.3.2　Makefile154

7.3.3　调试器GDB157

7.3.4　二进制代码工具159

7.4　交叉开发环境159

7.4.1　交叉开发环境介绍159

7.4.2　应用程序的远程交叉调试161

练习题163

第8章　嵌入式Linux系统的驱动开发164

8.1　Linux下的设备驱动程序简介164

8.1.1　设备驱动程序的概念164

8.1.2　驱动设备的分类165

8.1.3　设备文件165

8.1.4　主设备号和次设备号166

8.1.5　Linux设备驱动程序结构166

8.2　设备驱动程序的开发过程168

8.2.1　模块化驱动程序设计168

8.2.2　字符设备注册和初始化169

8.2.3 中断管理170

8.2.4　设备驱动开发的基本函数171

8.3 串口驱动程序设计172

8.3.1　终端设备和控制台172

8.3.2　Linux串口驱动程序分析173

8.4　LCD驱动程序设计分析176

8.4.1　LCD控制器176

8.4.2　framebuffer设备驱动程序分析176

8.4.3　LCD驱动开发的主要工作178

8.5　中断处理181

8.5.1 中断程序分析181

8.5.2 一个简单的中断处理程序182

练习题183

第9章　嵌入式网络程序设计184

9.1 嵌入式以太网基础知识184

9.1.1 以太网介绍及其嵌入式应用184

9.1.2　嵌入式系统中主要处理的网络协议187

9.2　以太网接口设计188

9.2.1 网络设备驱动程序基本结构及功能188

9.2.2　以太网控制器CS8900A190

9.2.3　基于CS8900A的网络驱动程序实例193

9.3　Linux网络编程实现202

9.3.1　socket基本函数202

9.3.2　TCP编程实例216

练习题233

第10章　嵌入式Linux图形用户界面编程234

10.1　Linux图形开发基础234

10.1.1　GUI的一般架构234

10.1.2　嵌入式GUI底层支持库235

10.1.3　嵌入式GUI高级函数库237

10.2　嵌入式Linux图形用户界面简介238

10.2.1　Qt/Embedded238

10.2.2　MicroWindows239

10.2.3　MiniGUI239

10.2.4　OpenGUI240

10.3　Qt/Embedded嵌入式图形开发基础240

10.3.1　Qt/Embedded概述240

10.3.2　创建Qt/Embedded开发环境244

10.3.3　Qt/Embedded的使用245

10.3.4　开发实例：基于PC的简单程序255

练习题256

参考文献257