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第1章 嵌入式系统1

1.1嵌入式系统的概念1

1.2嵌入式系统的分类2

1.3嵌入式平台3

1.3.1嵌入式平台的硬件结构3

1.3.2嵌入式操作系统5

1.3.3应用程序设计基础8

1.4嵌入式系统的应用领域10

1.5嵌入式系统的开发流程12

1.6思考与练习14

第2章 ARM微处理器的结构及指令系统15

2.1 ARM公司简介15

2.2 ARM微处理器系列16

2.2.1 ARM7微处理器系列16

2.2.2 ARM9微处理器系列17

2.2.3 ARM10微处理器系列18

2.2.4 ARM11微处理器系列19

2.2.5 Cortex微处理器系列19

2.2.6 StrongARM及Xseale微处理器19

2.3 ARM微处理器体系结构19

2.3.1 RISC体系结构20

2.3.2 ARM微处理器的寄存器结构21

2.3.3 ARM微处理器的指令结构21

2.4 ARM微处理器的应用选型21

2.5 ARM指令集22

2.5.1 ARM微处理器的指令集概述22

2.5.2 ARM指令的寻址方式24

2.5.3 ARM指令集26

2.5.4 Thumb指令及应用44

2.5.5伪指令45

2.5.6汇编语言的语句格式57

2.6简单汇编实例62

2.7思考与练习63

第3章 嵌入式开发环境的构建65

3.1交叉开发环境65

3.2主机与目标板的连接方式67

3.2.1串口通信接口67

3.2.2以太网接口67

3.2.3 USB接口68

3.2.4 JTAG接口68

3.3建立主机开发环境68

3.3.1超级终端和Minicom配置及使用68

3.3.2宿主机服务配置69

3.3.3建立交叉工具链73

3.4启动目标板系统79

3.4.1 BootLoader79

3.4.2编译嵌入式内核81

3.4.3 Linux内核目录结构82

3.4.4制作文件系统82

3.5思考与练习83

第4章 S3C2410X内部资源85

4.1 S3C241085

4.1.1概述85

4.1.2 S3C2410X处理器引脚87

4.1.3 S3C2410X的内核结构87

4.1.4存储器管理88

4.1.5 BankO总线宽度89

4.1.6 nWAIT引脚的作用90

4.1.7 nXBREQ/nXBACK引脚操作91

4.2时钟和电源管理91

4.3 DMA控制器93

4.4通用I/O端口100

4.5脉冲带宽调制定时器和看门狗定时器113

4.5.1脉冲带宽调制定时器114

4.5.2看门狗定时器119

4.6存储器的控制寄存器121

4.6.1 S3C2410X存储器控制器122

4.6.2 NAND Flash控制器125

4.7中断管理127

4.7.1 S3C2410X中断控制器129

4.7.2 S3C2410X中断系统结构129

4.7.3 S3C2410X中断控制器专用寄存器129

4.8串行口管理135

4.9 A/D转换器与触摸屏137

4.9.1 A/D转换器的结构与工作原理137

4.9.2 ADC和触摸屏专用寄存器140

4.10思考与练习142

第5章 S3C2410X外围电路设计及接口143

5.1单元电路设计143

5.1.1电源电路设计143

5.1.2晶振电路设计143

5.1.3复位电路设计145

5.2存储器系统设计145

5.2.1存储器接口设计145

5.2.2 Flash接口电路设计146

5.2.3 SDRAM接口电路设计147

5.3 JTAG调试接口设计149

5.3.1 JTAG综述149

5.3.2 TAP状态机150

5.3.3接口电路设计152

5.4串行接口154

5.4.1串行接口的基本原理与结构154

5.4.2 S3C2410X的UART156

5.4.3与S3C2410X的UART连接的串行接口电路159

5.4.4 S3C2410X的UART编程实例160

5.5 I2C接口164

5.5.1 I2C接口的基本原理与结构164

5.5.2 S3C2410X的I2C接口166

5.5.3 S3C2410X的I2C接口应用实例166

5.6 USB接口171

5.6.1 USB接口的基本原理与结构171

5.6.2 S3C2410X的USB控制器173

5.6.3 S3C2410X的USB接口电路与驱动程序174

5.7 SPI接口178

5.7.1 SPI接口的基本原理与结构178

5.7.2 S3C2410X的SPI接口电路181

5.7.3 S3C2410X的SPI接口编程实例185

5.8 I2S总线接口186

5.8.1数字音频简介186

5.8.2 S3C2410X的I2S总线接口188

5.9思考与练习190

第6章 嵌入式操作系统191

6.1嵌入式操作系统的特点191

6.1.1嵌入式操作系统的发展192

6.1.2嵌入式操作系统的优势192

6.1.3嵌入式操作系统的分类193

6.2嵌入式操作系统中的关键技术194

6.3进程管理197

6.3.1进程的描述197

6.3.2进程的调度197

6.4存储管理198

6.4.1存储器的体系结构199

6.4.2存储管理的基本概念199

6.4.3连续分配存储管理方式201

6.4.4页式存储管理方式202

6.5文件管理204

6.5.1文件204

6.5.2目录205

6.5.3 EXT2文件系统205

6.6设备管理206

6.6.1设备的分类207

6.6.2数据传输控制方式208

6.6.3中断处理208

6.6.4设备驱动程序211

6.7思考与练习212

第7章 Linux内核移植213

7.1 Linux简介213

7.1.1 Linux的历史213

7.1.2 Linux的特点214

7.1.3 Linux的主要组成部分215

7.1.4 Linux的种类216

7.2 Linux内核简介218

7.2.1 Linux内核的发展218

7.2.2 Linux内核的组成结构219

7.2.3 Linux内核源代码的结构220

7.3 Linux源码结构目录222

7.3.1体系结构目录222

7.3.2驱动程序目录223

7.3.3内存管理目录230

7.3.4进程管理目录232

7.3.5网络系统目录239

7.3.6虚拟文件系统目录240

7.3.7其他目录244

7.4内核编译247

7.4.1编译前的准备247

7.4.2 Flash分区设置248

7.4.3编译内核配置249

7.4.4内核编译过程250

7.5内核配置选项250

7.5.1常规设置251

7.5.2模块和块设备层252

7.5.3 CPU类型252

7.5.4电源管理253

7.5.5总线和网络254

7.5.6驱动255

7.5.7文件系统255

7.5.8其他256

7.6下载内核257

7.7内核调试257

7.8思考与练习257

第8章 嵌入式系统的设备管理及驱动258

8.1 Linux设备管理和驱动概述258

8.1.1设备驱动程序的原理及功能258

8.1.2访问设备的实现260

8.1.3 Linux操作系统的设备控制方式264

8.2 Linux设备驱动程序的开发265

8.2.1模块的构建和加载265

8.2.2字符设备驱动程序的开发及示例268

8.2.3阻塞与非阻塞275

8.2.4中断处理驱动程序及测试280

8.3块设备驱动程序开发289

8.3.1块设备驱动程序290

8.3.2块设备驱动结构293

8.3.3块设备驱动程序中的主要函数303

8.4思考与习题312

第9章 Linux环境下的C语言开发工具313

9.1 Vim编辑器313

9.1.1 Vim的编辑模式314

9.1.2 Vim的进入与退出315

9.1.3 Vim的常用命令322

9.2 GCC编译器325

9.2.1 GCC的编译流程326

9.2.2实例分析328

9.3 GDB调试器333

9.3.1 GDB的功能333

9.3.2 GDB的使用流程333

9.3.3常用的GDB调试命令340

9.3.4 GdbServer远程调试344

9.4工程管理器Make346

9.4.1 Makefile文件346

9.4.2 Makefile的规则346

9.4.3 Makefile中变量的使用347

9.4.4 make命令的使用348

9.4.5自动生成Makefile的方法350

9.5思考与练习350

第10章 嵌入式系统中C语言的开发流程352

10.1命令行下的开发流程352

10.1.1编写代码353

10.1.2编译程序355

10.1.3运行程序357

10.1.4交叉编译357

10.1.5编写Makefile358

10.2基于Eclipse的开发流程360

10.2.1下载和安装Eclipse360

10.2.2新建工程362

10.2.3编写代码363

10.2.4编译工程363

10.2.5运行程序366

10.3思考与练习367

参考文献368