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《嵌入式系統(tǒng)原理和應(yīng)用》電子書
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資料類別
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計(jì)算機(jī)軟件圖書 |
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課程(專業(yè))
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嵌入式系統(tǒng)原理和應(yīng)用 |
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關(guān)鍵詞
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嵌入式系統(tǒng)原理和應(yīng)用|ARM |
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適用年級
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會員 |
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2011-07-03 11:59:00 |
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| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡介：
《嵌入式系統(tǒng)原理和應(yīng)用》電子書
前言
嵌入式系統(tǒng)(Embedded System)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪適，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。嵌入式系統(tǒng)簡單的講就是把處理器的嵌入各種電子設(shè)備內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化。
嵌入技術(shù)已經(jīng)廣泛滲入、應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，涉及到多種傳統(tǒng)及現(xiàn)代技術(shù)，形成了前所未有的多學(xué)科、多領(lǐng)域的交叉與融合。目前嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括可定制的實(shí)時(shí)內(nèi)核技術(shù)、硬件平臺支持技術(shù)、嵌入式GUI技術(shù)、嵌入式中文支持技術(shù)、電源管理技術(shù)、操作系統(tǒng)仿真調(diào)試技術(shù)、應(yīng)用軟件及設(shè)備驅(qū)動(dòng)仿真技術(shù)、嵌入式人機(jī)接口技術(shù)、通信協(xié)議支持/擴(kuò)展技術(shù)以及系統(tǒng)管理、窗口管理、瀏覽器等系統(tǒng)應(yīng)用軟件。
嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心部件。嵌入式處理器與通用處理器的最大不同點(diǎn)在于嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中。它通常把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨于小型化，并具有高效率、高可靠性等特征。
嵌入式處理器可分為低端的嵌入式微控制器、中高端的嵌入式微處理器、常用于計(jì)算機(jī)通信領(lǐng)域的嵌入式DSP處理器和高度集成的嵌入式SOC(System On Chip)。
幾乎每個(gè)大的硬件廠商都推出了自己的嵌入式處理器，因而現(xiàn)今市面上有1000多種嵌入式處理器芯片，其中以ARM、PowerPC、MC68000、MIPS等使用得最為廣泛。本教材主要介紹嵌入式ARM微處理器。
大多數(shù)操作系統(tǒng)至少被劃分為內(nèi)核層和應(yīng)用層兩個(gè)層次。嵌入式操作系統(tǒng)采用了微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，內(nèi)核只提供基本的功能，比如：任務(wù)的調(diào)度、任務(wù)之間的通信與同步、內(nèi)存管理、時(shí)鐘管理等。其它的應(yīng)用組件，比如網(wǎng)絡(luò)功能、文件系統(tǒng)、GUI系統(tǒng)等均工作在用戶態(tài)，以系統(tǒng)進(jìn)程或函數(shù)調(diào)用的方式工作。因而系統(tǒng)都是可裁減的，用戶可以根據(jù)自己的需要選用相應(yīng)的組件。
從八十年代末開始，陸續(xù)出現(xiàn)了一些嵌入式操作系統(tǒng)，比較著名的有Vxwork、pSOS、Neculeus和Windows CE。這些專用操作系統(tǒng)源代碼封閉性大大限制了開發(fā)者的積極性。
Linux為嵌入操作系統(tǒng)提供了一個(gè)極有吸引力的選擇，它是個(gè)和Unix相似、以核心為基礎(chǔ)的、完全內(nèi)存保護(hù)、多任務(wù)多進(jìn)程的操作系統(tǒng)。支持廣泛的計(jì)算機(jī)硬件,包括X86、Alpha、Sparc、MIPS、PPC、M68K、NEC和MOTOROLA等現(xiàn)有的大部分芯片。程式源碼全部公開，任何人可以修改并在GNU通用公共許可證(GNU General Public License)下發(fā)行, Linux用戶遇到問題時(shí)可以通過Internet向網(wǎng)上成千上萬的Linux開發(fā)者請教,這使最困難的問題也有辦法解決。Linux帶有Unix用戶熟悉的完善的開發(fā)工具，幾乎所有的Unix系統(tǒng)的應(yīng)用軟件都已移植到了Linux上。Linux還提供了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，有多種可選擇窗口管理器（X windows）。其強(qiáng)大的語言編譯器gcc、g++等也可以很容易得到。不但成熟完善、而且使用方便。
嵌入式應(yīng)用軟件是針對特定的實(shí)際專業(yè)領(lǐng)域的，基于相應(yīng)的嵌入式硬件平臺的，并能完成用戶預(yù)期任務(wù)的計(jì)算機(jī)軟件。用戶的任務(wù)可能有時(shí)間和精度的要求。有些嵌入式應(yīng)用軟件需要嵌入式操作系統(tǒng)的支持，但在簡單的應(yīng)用場合下不需要專門的操作系統(tǒng)。
本教材基于ARM7微處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)，選材面向嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)，內(nèi)容分六章：第一章介紹ARN體系結(jié)構(gòu)及其編程，第二章針對S3C4510B開發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行介紹，第三章討論嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，第四章介紹嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具和調(diào)試，第五章主要介紹嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)，第六章討論嵌入式嵌入式Linux操作系統(tǒng)。
序 1
前言 2
第一章 ARM體系結(jié)構(gòu)及其基本編程模型 3
1.1 ARM體系結(jié)構(gòu)的版本及命名方法 3
1.2 ARM處理器系列 3
1.2.1 ARM7系列 4
1.2.2 ARM9系列 4
1.2.3 ARMl0E系列 4
1.3 ARM寄存器介紹 4
1.3.1 通用寄存器 5
1.3.2 程序計(jì)數(shù)器R15 6
1.3.3 程序狀態(tài)寄存器 6
1.3.4 ARM體系中存儲系統(tǒng) 8
1.4 ARM處理器編程模式 8
1.4.1 ARM體系的異常中斷 9
1.4.2 ARM中異常中斷種類 9
1.4.3 ARM處理器對異常中斷的響應(yīng)過程 10
1.4.4 從異常中斷處理程序中返回 10
1.5 含AM7核的S3C44B0X和SC4510B簡介 10
1.5.1 S3C4510B 11
1.5.2 S3C44B0X 13
1.6 S3C4510B ARM 開發(fā)板 14
1.6.1 S3C4510B開發(fā)板布局 14
1.6.2 時(shí)鐘選擇 15
1.6.3 I/O 端口說明 15
1.6.4 復(fù)位邏輯 15
第二章 S3C4510B開發(fā)系統(tǒng)配置和使用 15
2.1 memory 地址分配 15
2.2 PLL設(shè)置 16
2.3 以太網(wǎng)接口 16
2.4 調(diào)試器支持的嵌入式ICE 17
2.5 FS4510開發(fā)系統(tǒng)的使用 18
2.5.1 FS4510使用入門 18
2.5.2 用SDT調(diào)試FS4510 19
2.5.3 第一個(gè)ARM程序的運(yùn)行 20
第三章 嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 21
3.1 ARM指令分類 21
3.1.1 ARM指令的一般編碼格式 21
3.1.2 ARM指令的條件碼域 21
3.1.3 ARM 存儲器訪問指令 22
3.1.4 ARM數(shù)據(jù)處理指令 24
3.1.5 ARM分支指令 27
3.1.6 ARM協(xié)處理器指令 28
3.1.7 ARM雜項(xiàng)指令 28
3.1.8 ARM偽指令 29
3.2 ARM匯編 30
3.2.1 ARM匯編語言語句格式： 30
3.2.2 ARM匯編語言中的符號 30
3.2.3 ARM匯編語言中的表達(dá)式 32
3.2.4 ARM匯編語言程序格式 34
3.3 S3C4510B 的軟件設(shè)計(jì) 37
3.3.1 軟件工程（Project） 37
3.3.2 Project中的公用文件 37
3.3.3 RTC 39
3.3.4 Timer 41
3.3.5 I2C 46
3.4 FS4510 DEMO4程序 53
第四章 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具和調(diào)試 54
4.1 ARM開發(fā)工具綜述 54
4.1.1 ARM SDT 55
4.1.2 ARM ADS 55
4.1.3 Multi—ICE 57
4.2 CodeWarrior 58
4.2.1 簡單工程項(xiàng)目 58
4.2.2 簡單工程項(xiàng)目的使用 60
4.2.3 配置生成目標(biāo) 61
4.2.4 工程項(xiàng)目模板 68
4.2.5 編譯和連接工程項(xiàng)目 69
第五章 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā) 72
5.1 中斷處理 72
5.2 初始化程序編寫 76
5.3 在線燒寫FLASH 79
5.3.1 flash 的存儲體系結(jié)構(gòu) 79
5.3.2 flash 的編程與擦除 79
5.3.3 訪問flash 80
5.3.4 對flash 進(jìn)行編程 81
5.4 基于MULTI－ICE的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)模塊調(diào)試 82
第六章 嵌入式Linux操作系統(tǒng) 86
6.1 嵌入式Linux 86
6.1.1 Linux簡介 86
6.1.2 嵌人式Linux的體系結(jié)構(gòu) 87
6.2 創(chuàng)建開發(fā)環(huán)境 88
6.2.1 選擇目標(biāo)代碼的格式 89
6.2.2 開發(fā)環(huán)境的目錄結(jié)構(gòu) 90
6.2.3 Binutils的安裝 90
6.2.4 gcc的安裝 91
6.2.5 g1ibc的安裝 92
6.2.6 測試開發(fā)環(huán)境 93
6.3 嵌入式Linux驅(qū)動(dòng)程序開發(fā) 93
6.3.1 Linux系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)簡介 93
6.3.2 內(nèi)核模塊 94
6.4 在FS4510系統(tǒng)運(yùn)行uClinux應(yīng)用程序 95
6.4.1 uClinux簡介 95
6.4.2 在FS4510開發(fā)板上建立嵌入式網(wǎng)頁 105
6.4.3 FS451．0開發(fā)板上使用NFS 106
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