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第1章 概述1

1.1 计算技术延伸1

1.1.1 从开尔文设想到现代计算技术出现1

1.1.2 计算机技术的发展2

1.1.3 通信与网络技术发展4

1.2 理解嵌入式（计算）系统6

1.2.1 计算装置的“可嵌入”发展过程6

1.2.2 嵌入式（计算）系统的内涵8

1.2.3 相关术语辨析10

1.3 嵌入式系统的组成与特点12

1.3.1 体系结构与组成12

1.3.2 应用及技术特点13

1.4 发展趋势16

1.5 知识体系小结18

习题19

第2章 嵌入式硬件基础20

2.1 硬件基础20

2.1.1 器件术语20

2.1.2 电路术语与符号23

2.1.3 基本元件与逻辑25

2.2 嵌入式系统硬件组成30

2.2.1 硬件基本架构模型30

2.2.2 核心逻辑与子系统32

2.3 典型嵌入式系统硬件形式38

2.3.1 基于通用计算机扩展的嵌入式硬件38

2.3.2 基于领域标准模块集成的嵌入式硬件39

2.3.3 针对具体应用设计的嵌入式硬件41

2.4 硬件设计基本方法42

2.4.1 Protel EDA软件42

2.4.2 电路设计基本流程45

2.4.3 电磁兼容性问题47

2.4.4 低功耗问题51

2.4.5 嵌入式硬件设计示例52

2.5 小结60

习题61

第3章 嵌入式处理器62

3.1 处理器模型与逻辑体系62

3.1.1 处理器基本组成模型62

3.1.2 处理器的基本逻辑体系65

3.2 嵌入式处理器类型及特点70

3.2.1 嵌入式微控制器70

3.2.2 嵌入式微处理器72

3.2.3 数字信号处理器73

3.2.4 可编程逻辑器件77

3.2.5 片上系统84

3.2.6 多核、众核处理器88

3.3 典型嵌入式处理器体系95

3.3.1 ARM架构95

3.3.2 MIPS架构110

3.3.3 PowerPC架构115

3.4 性能评价指标124

3.5 小结126

习题126

第4章 嵌入式存储技术127

4.1 基本存储体系与模型127

4.1.1 嵌入式系统存储体系127

4.1.2 存储器结构模型128

4.1.3 存储器基本操作流程129

4.1.4 存储器技术指标130

4.2 存储器分类及特性131

4.2.1 随机访问存储器132

4.2.2 只读存储器145

4.2.3 混合存储器150

4.3 存储器测试与验证165

4.3.1 可读写存储器的测试166

4.3.2 只读存储器测试167

4.4 小结169

习题169

第5章 最小系统外围电路设计170

5.1 电源电路170

5.1.1 电源电路设计方法170

5.1.2 延伸：电源管理与低功耗设计174

5.2 复位电路179

5.2.1 上电复位179

5.2.2 手动复位184

5.2.3 看门狗复位186

5.2.4 软件复位187

5.3 时钟电路191

5.3.1 信号源：振荡电路原理191

5.3.2 多时钟管理196

5.3.3 延伸：时钟管理与低功耗设计201

5.4 电路抖动与消抖202

5.4.1 抖动现象与危害202

5.4.2 优化硬件消除抖动203

5.4.3 软件消抖方式205

5.5 小结208

习题208

第6章 接口、总线与网络扩展209

6.1 通用I/O与串行总线209

6.1.1 GPIO209

6.1.2 SPI213

6.1.3 SDIO222

6.1.4 I2S/IIS226

6.1.5 I2C/IIC232

6.1.6 UART与USART237

6.2 典型工业总线、背板总线及网络249

6.2.1 CAN总线249

6.2.2 实时工业以太网259

6.2.3 VPX总线264

6.3 无线接口与网络274

6.3.1 ZigBee274

6.3.2 蓝牙280

6.3.3 Wi-Fi292

6.3.4 NFC295

6.4 小结300

习题300

第7章 嵌入式软件结构与基础软件302

7.1 计算系统的启动与运行过程302

7.1.1 通用计算机的引导和启动过程302

7.1.2 嵌入式系统的引导与启动过程303

7.2 嵌入式软件体系与结构305

7.2.1 基于裸机的嵌入式软件306

7.2.2 基于嵌入式操作系统的软件结构307

7.3 基础软件组件308

7.3.1 ROM Monitor308

7.3.2 Boot Loader313

7.3.3 BSP320

7.3.4 虚拟机监控程序332

7.4 小结339

习题339

第8章 嵌入式操作系统及其服务机制341

8.1 架构与模型341

8.1.1 微内核、超微内核架构341

8.1.2 功能模型343

8.2 服务机制与特性346

8.2.1 基本概念346

8.2.2 关于实时357

8.2.3 内核服务机制362

8.3 典型嵌入式操作系统379

8.3.1 RTX51379

8.3.2 μC/OS380

8.3.3 嵌入式Linux系列382

8.3.4 VxWorks387

8.3.5 Windows嵌入式操作系统389

8.3.6 其他嵌入式操作系统396

8.4 小结401

习题402

第9章 嵌入式软件组件403

9.1 嵌入式图形库与图形组件403

9.1.1 μC/GUI与emWin403

9.1.2 Nano-X Window405

9.1.3 MiniGUI407

9.1.4 QT413

9.1.5 可编程图形界面硬件模块418

9.2 嵌入式文件系统419

9.2.1 JFFS/JFFS2420

9.2.2 Yaffs/Yaffs2422

9.2.3 UBIFS425

9.2.4 只读文件系统428

9.2.5 RAM文件系统430

9.3 嵌入式数据库432

9.3.1 SQLite432

9.3.2 Berkeley DB434

9.3.3 eXtremeDB435

9.4 嵌入式网络协议栈437

9.5 小结438

习题438

第10章 嵌入式应用软件设计方法439

10.1 嵌入式软件典型结构439

10.1.1 轮转结构439

10.1.2 前后台软件结构442

10.1.3 函数队列调度结构444

10.1.4 基于嵌入式操作系统的软件结构445

10.2 中断与数据共享问题447

10.2.1 中断服务程序设计447

10.2.2 消除数据共享问题451

10.3 嵌入式软件设计机制458

10.3.1 可重入代码设计458

10.3.2 软件看门狗方法462

10.3.3 避免频繁地创建、取消任务465

10.3.4 基于状态机方法设计软件逻辑466

10.3.5 FPGA IP核开发流程466

10.3.6 生成可执行的嵌入式软件469

10.4 软件工程方法477

10.4.1 模型驱动的开发方法：从V模型到Y模型477

10.4.2 软硬件协同设计479

10.4.3 制定编码规范480

10.5 小结482

习题482

第11章 调试、测试与仿真方法483

11.1 嵌入式软件调试483

11.1.1 基于宿主机的调试484

11.1.2 ROM Monitor软件调试486

11.1.3 ROM仿真器487

11.1.4 ICE在线仿真器488

11.1.5 JTAG调试490

11.2 嵌入式软件测试492

11.2.1 基本测试方法与指标493

11.2.2 测试工具的使用498

11.3 系统仿真验证技术502

11.3.1 计算机仿真方法及其原理503

11.3.2 可视化技术505

11.4 小结507

习题507

参考文献508

后记513