嵌入式系统技术 第2版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

嵌入式系统技术 第2版PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

上篇2

第一章 概况2

1.1 嵌入式系统的基本概念2

1.1.1 嵌入式系统的概念和基本组成2

1.1.2 嵌入式系统发展新趋势和新技术4

1.2 嵌入式处理器5

1.2.1 冯诺依曼结构与哈佛结构6

1.2.2 CISC与RISC7

1.2.3 流水线技术11

1.2.4 信息存储的字节顺序12

1.2.5 基于ARM架构的嵌入式处理器14

1.2.6 基于MIPS架构的嵌入式微处理器15

1.2.7 基于PowerPC架构的嵌入式微处理器16

1.2.8 数字信号处理器（DSP）18

1.2.9 嵌入式微控制单元（MCU）18

1.2.10 嵌入式SoC19

1.2.11 嵌入式处理器的发展趋势20

1.3 嵌入式系统中的操作系统（EOS）20

1.3.1 嵌入式Linux操作系统20

1.3.2 Windows CE操作系统22

1.3.3 VxWorks操作系统24

1.3.4 其他嵌入式操作系统25

1.3.5 嵌入式实时操作系统的发展前景25

1.4 嵌入式系统的性能评价26

1.4.1 度量项目26

1.4.2 评价方法27

1.4.3 嵌入式系统处理器评估的主要指标29

思考题30

第二章 系统设计与实现的方法31

2.1 嵌入式系统总体设计方案31

2.1.1 嵌入式系统开发流程及特点31

2.1.2 嵌入式硬件系统开发34

2.1.3 嵌入式软件系统开发35

2.2 嵌入式系统中的调试与测试技术40

2.2.1 嵌入式系统硬件的调试与测试技术41

2.2.2 嵌入式系统软件的调试与测试技术48

思考题57

第三章 ARM体系结构与编程方法58

3.1 ARM处理器概述58

3.1.1 ARM处理器特点58

3.1.2 ARM处理器的版本简介59

3.1.3 ARM处理器的应用选型64

3.2 ARM体系结构67

3.2.1 ARM处理器的工作模式和指令状态67

3.2.2 ARM寄存器69

3.2.3 ARM体系的异常中断72

3.2.4 ARM处理器的寻址方式76

3.3 ARM编程方法78

3.3.1 ARM指令概述78

3.3.2 ARM汇编程序设计88

3.3.3 ARM混合编程99

思考题108

第四章 X86体系结构109

4.1 X86的发展历程109

4.2 X86体系结构的特点110

4.2.1 X86的体系组成110

4.2.2 微处理器的类型和特点113

4.2.3 主板和芯片组的类型和特点122

4.2.4 存储器的类型和特点128

4.2.5 外部接口的类型和特点131

4.3 X86的指令体系135

4.3.1 X86代码段类型和存储地址135

4.3.2 指令的格式135

4.4 X86的发展趋势136

思考题136

第五章 Intel移动芯片技术138

5.1 Intel移动处理器架构138

5.1.1 Intel Haswell微架构138

5.1.2 Intel Atom微架构140

5.1.3 Silvermont微架构142

5.2 Atom Clover trail处理器144

5.3 Bay trail处理器145

5.4 14nm级Cherry trail处理器146

5.5 Quark处理器147

5.5.1 Galileo（伽利略）平台简介148

5.5.2 Edison（爱迪生）平台简介149

思考题150

第六章 嵌入式系统中的硬件设计技术151

6.1 嵌入式系统硬件设计概述151

6.2 嵌入式系统的数字技术基础151

6.2.1 组合逻辑电路基础152

6.2.2 时序逻辑电路157

6.2.3 总线电路及信号驱动159

6.2.4 电平转换电路162

6.2.5 可编程逻辑器件基础165

6.3 电路硬件设计基础167

6.3.1 电路设计167

6.3.2 PCB电路设计169

6.4 嵌入式系统电源设计技术174

6.4.1 电源接口技术174

6.4.2 电源管理技术176

6.5 嵌入式系统中的存储系统设计179

6.6 嵌入式系统中的总线技术191

6.6.1 UART与RS-232C193

6.6.2 USB总线及其体系结构201

6.6.3 PCI局部总线介绍208

6.6.4 VME总线218

6.7 EDA技术在嵌入式系统硬件设计中的应用221

6.7.1 EDA设计技术221

6.7.2 ESDA技术的基本特征221

6.7.3 EDA技术的基本设计方法223

6.8 电路可测性设计与抗干扰设计224

6.8.1 电路测试原理与可测性设计224

6.8.2 硬件抗干扰设计225

思考题228

第七章 嵌入式处理器与SoC设计技术229

7.1 SoC片上系统简介229

7.1.1 SoC的定义及特点229

7.1.2 SoC的结构特点233

7.1.3 SoC设计简介235

7.1.4 SoC一体化设计理念239

7.1.5 SoC的发展展望240

7.2 处理器的SoC设计242

7.2.1 主要设计语言242

7.2.2 Leon系列处理器的设计251

7.2.3 SPARC V8255

思考题259

第八章 嵌入式Linux操作系统260

8.1 Linux内核介绍260

8.1.1 操作系统和内核概述260

8.1.2 Linux内核特点262

8.1.3 Linux内核版本262

8.2 Linux进程263

8.2.1 Linux进程管理263

8.2.2 Linux进程调度269

8.3 Linux系统调用273

8.3.1 应用编程接口273

8.3.2 系统调用274

8.4 Linux中断机制277

8.4.1 Linux中断机制介绍278

8.4.2 中断处理上半部279

8.4.3 中断处理下半部282

8.5 Linux内核同步机制288

8.5.1 内核同步基础288

8.5.2 内核同步方法292

8.6 Linux内存管理304

8.6.1 页和区304

8.6.2 slab分配器308

8.6.3 栈上静态内存分配310

8.7 虚拟文件系统310

8.7.1 文件系统抽象层311

8.7.2 VFS对象及其数据结构312

8.7.3 Linux的文件系统318

思考题318

第九章 VxWorks实时操作系统319

9.1 VxWorks简介319

9.2 VxWorks和Wind内核320

9.2.1 VxWorks操作系统的基本结构320

9.2.2 VxWorks实时性322

9.2.3 Wind内核与任务机制324

9.3 VxWorks的板级支持包339

9.3.1 VxWorks的板级支持包BSP概述339

9.3.2 BSP的职责340

9.4 VxWorks启动过程介绍342

9.5 VxWorks集成开发环境344

9.5.1 Tornado嵌入式开发系统简介344

9.5.2 Workbench嵌入式开发系统简介347

9.6 VxWorks图形界面设计350

9.6.1 WindML2.0简要介绍350

9.6.2 Zinc介绍352

9.7 VxWorks网络通信355

9.7.1 BSD Socket356

9.7.2 网络通信程序设计358

思考题361

第十章 嵌入式GUI系统362

10.1 嵌入式GUI系统概述362

10.1.1 嵌入式GUI的基本特征362

10.1.2 嵌入式系统常用GUI363

10.1.3 嵌入式GUI的发展趋势364

10.2 嵌入式GUI实现365

10.2.1 嵌入式GUI总体设计365

10.2.2 MiniGUI体系结构分析366

10.2.3 Qtopia Core体系结构分析370

10.2.4 其他嵌入式GUI375

10.3 关于嵌入式GUI的其他问题379

10.3.1 多语言支持379

10.3.2 嵌入式高级图形窗口处理技术380

10.3.3 触摸屏操作382

思考题384

下篇386

实验一 基础实验——Linux开发环境搭建386

1.1 嵌入式系统开发环境386

1.2 实验表单386

1.3 附加说明387

1.3.1 实验所需软件387

1.3.2 使用vi编辑器修改配置文件389

实验二 基础实验——Uboot编译与烧写392

2.1 Uboot简介392

2.2 实验表单392

2.3 附加说明393

2.3.1 Uboot目录结构393

2.3.2 Uboot配置与编译393

实验三 基础实验——内核原理与编译395

3.1 Linux内核裁剪与编译395

3.1.1 Linux内核简介395

3.1.2 Linux内核编译397

3.2 实验表单398

3.3 附加说明399

3.3.1 Linux内核配置399

3.3.2 Linux内核编译配置选项简介399

3.3.3 Linux内核编译402

3.3.4 Linux内核源码结构402

实验四 基础实验——文件系统编译404

4.1 文件系统404

4.1.1 Linux文件系统简介404

4.1.2 文件系统构建工具404

4.2 实验表单404

4.3 附加说明405

实验五 综合实验——Qt移植及GUI程序设计实验409

5.1 Qt简介409

5.1.1 关于Qt409

5.1.2 Qt的基本概念和编程方法409

5.1.3 Qt的一个中心特征——信号和槽（signal＆slot）机制409

5.1.4 信号410

5.1.5 槽411

5.2 Qt Creator简介411

5.2.1 关于Qt Creator411

5.2.2 用Qt Creator创建图形用户界面412

5.3 实验表单417

5.4 附加说明418

5.4.1 移植的Qt库的安装及镜像制作418

5.4.2 编译Qt库并安装Qt Creator420

5.4.3 安装NFS文件系统421

5.4.4 虚拟机ping通开发板421

实验六 综合实验——MPlayer播放器的移植423

6.1 MPlayer简介423

6.2 实验表单423

6.3 附加说明424

6.3.1 ARM-Linux-gcc交叉编译环境的搭建424

6.3.2 配置和编译libmad库427

6.3.3 配置和编译MPlayer430

6.3.4 安装NFS文件系统432

6.3.5 计算机、虚拟机ping通开发板434

实验七 综合实验——基于QEMU的指令模拟器实验439

7.1 QEMU简介439

7.2 实验表单439

7.3 附加说明440

7.3.1 安装QEMU模拟器440

7.3.2 编译并在QEMU上运行Uboot441

7.3.3 编译并运行Linux442

7.3.4 在模拟目标机（Linux系统）中运行应用程序445

实验八 综合实验——基于Intel Edison IOT开发板的图像处理实验448

8.1 实验简介448

8.1.1 Intel Edison物联网／智能硬件开发板简介448

8.1.2 OpenCV开源计算机视觉库448

8.1.3 UVC video449

8.1.4 Python编程语言449

8.1.5 PuTTY终端软件449

8.2 实验表单450

8.3 附加说明451

8.3.1 WinSCP文件传输软件简介451

8.3.2 通过串口连接至Edison452

8.3.3 查看Intel Edison的IP地址并通过WiFi登录PuTTY和SCP服务器454

8.3.4 编译运行OpenCV示例程序——直方图均衡456

8.3.5 将处理后的图片通过邮件进行发送457

8.3.6 Intel Edison上安装OpenCV教程459

实验九 综合实验——基于Intel Edison IOT开发板的视频串流实验460

9.1 实验简介460

9.1.1 实验简介460

9.1.2 FFmpeg与FFserver简介460

9.2 实验表单461

9.3 附加说明462

9.3.1 安装FFmpeg462

9.3.2 编写FFserver配置文件463

9.3.3 启动服务器并启动串流466

9.3.4 通过Windows Media Player观看直播467

实验十 综合实验——基于Android的越界报警实验468

10.1 Android简介468

10.2 实验表单469

10.3 附加说明470

10.3.1 搭建Android开发环境470

10.3.2 移植OpenCV到Android473

10.3.3 设计主程序474

10.3.4 实现运动目标越界检测475

实验十一 综合实验——基于LEON3的SoC一体化平台设计479

11.1 实验简介479

11.2 实验表单480

11.3 附加说明481

11.3.1 搭建LEON3 SoC设计平台481

11.3.2 快速开发流程483

11.3.3 Cygwin的安装和配置说明487

11.3.4 GRTools的安装和配置说明488

11.3.5 GRLIB的安装和配置说明489

11.3.6 Quartus的安装说明489

11.3.7 应用举例——“跑马灯”程序490

实验十二 综合实验——VxWorks实时操作系统实验497

12.1 引言497

12.2 基础知识497

12.2.1 VxWorks操作系统主要功能结构及其开发环境497

12.2.2 WindML498

12.2.3 套接字socket498

12.2.4 串口通信499

12.3 建立VxWorks开发环境499

12.3.1 先期准备工作499

12.3.2 编译网卡驱动500

12.3.3 修改配置文件500

12.3.4 编译Bootrom和VxWorks映像501

12.3.5 创建引导软盘502

12.3.6 建立调试环境配置FTP服务器502

12.3.7 创建VxWorks系统502

12.3.8 配置Target Server503

12.4 Vxsim中WindML的调试504

12.4.1 配置并编译WindML504

12.4.2 建立一个bootable image工程504

12.4.3 配置Target Server505

12.4.4 vxsim launch505

12.4.5 运行测试程序505

12.5 VxWorks通信回环506

12.5.1 TCP服务端的建立506

12.5.2 串口通信的建立507

12.5.3 环境配置508

12.5.4 通信回环工程建立508

12.6 实验表单512

实验十三 专题实验——电子飞行仪表系统514

13.1 概述和系统方案论证514

13.1.1 题目概述514

13.1.2 性能指标515

13.1.3 方案论证516

13.2 电子综合显示和告警系统517

13.2.1 设计指标517

13.2.2 电子综合显示与告警系统的框架分析518

13.2.3 电子综合显示系统的图形设计519

13.2.4 告警系统的设计523

13.3 飞行数据采集系统软硬件设计525

13.3.1 数据采集系统技术指标的提出525

13.3.2 对飞行参数数据源的分析526

13.3.3 方案论证和比较526

13.3.4 采集系统的硬件设计528

13.3.5 采集系统的软件设计528

13.4 数据通信系统的设计与实现530

13.4.1 概述530

13.4.2 数据通信的方案设计530

13.4.3 数据通信的实现原理531

13.4.4 帧格式和数据的提取532

13.5 传感器和信号调理系统的实现534

13.6 EFIS系统的扩展功能——黑匣子534

13.7 EFIS系统测试和分析535

13.7.1 测试方案概述535

13.7.2 测试设备535

13.7.3 测试方案和结果分析536

13.8 总结541

实验十四 专题实验——智能家居综合系统543

14.1 系统需求分析543

14.2 系统开发平台543

14.3 系统架构设计544

14.4 系统级实现545

14.5 软件实现547

14.5.1 移植Qt/Embedded547

14.5.2 图形界面实现548

14.5.3 无线音乐点播551

14.5.4 中文化以及短信收发551

14.6 驱动程序实现555

14.6.1 嵌入式系统驱动程序概述555

14.6.2 驱动程序开发策略556

14.6.3 U盘驱动开发556

14.6.4 无线网卡驱动开发557

14.6.5 MMC卡驱动程序开发过程560

14.6.6 蓝牙传输卡开发过程562

14.7 外围硬件系统实现563

14.7.1 外围硬件方案论证以及设计目标563

14.7.2 外围硬件实现原理563

14.7.3 外围硬件系统软件实现564

14.7.4 功能总述567

14.7.5 程序运行热点分析568

实验十五 专题实验——光传感自适应投影系统569

15.1 系统概述569

15.2 系统开发平台570

15.3 系统架构设计571

15.4 系统详细设计572

15.4.1 投影定位方案设计572

15.4.2 定位编码方案573

15.4.3 通信方案575

15.4.4 图像变换方案575

15.5 外围硬件系统设计577

15.5.1 外围硬件方案论证以及设计目标577

15.5.2 外围硬件实现原理578

15.5.3 外围电路原理图578

15.6 功能实现580

15.6.1 屏幕实时转映580

15.6.2 动态追踪调节580

15.6.3 手持单点调节580

15.6.4 立体素模着色580

15.6.5 双投影立方体整体着色581

15.6.6 平面镜反射投影581

15.6.7 单投影平面镜素模整体着色581

15.6.8 墙壁立方投影581

15.6.9 屏幕拼接582

15.7 系统测试及优化582

15.7.1 系统测试方案582

15.7.2 系统功能测试及数据582

15.7.3 系统性能测试及数据582

15.7.4 硬件优化可能性583

15.7.5 结果分析583

15.8 系统创新总结583

15.8.1 新型的定位技术583

15.8.2 新的投影仪图像自动适应方案583

15.8.3 投影仪的新型应用584

附录586

附录一 MX1ADS Linux系统使用手册586

1.1 前言586

1.2 MX1ADS使用须知586

1.2.1 软件资源586

1.2.2 硬件资源587

1.2.3 电缆连接587

1.2.4 Linux系统安装方法587

1.2.5 网络配置593

1.2.6 挂载NFS分区和RAMFS分区594

1.2.7 加载QTOPIA应用程序594

1.2.8 USB Client595

1.2.9 键盘596

1.2.10 立体声音频596

1.2.11 MMC卡596

1.2.12 电源管理597

1.2.13 CMOS传感器597

1.2.14 MMA模块598

1.2.15 PWM模块600

1.2.16 演示程序清单601

1.2.17 设备文件清单601

1.3 构建MX1ADS平台的Linux系统602

1.3.1 安装工具链602

1.3.2 由源代码建立MX1ADS启动加载程序603

1.3.3 由源代码编译Linux内核603

1.3.4 创建JFFS2文件系统镜像604

附录二 MX1ADS硬件使用手册606

2.1 概述606

2.1.1 总述606

2.1.2 功能部件606

2.1.3 系统与使用需求606

2.1.4 MX1ADS结构图607

2.1.5 LCD显示屏板结构图608

2.1.6 规格说明608

2.2 MX1ADS结构与操作609

2.2.1 板级开关609

2.2.2 MX1ADS使用方法611

2.2.3 板上接口的使用618

2.2.4 附加模块的接口和使用619

2.3 配套信息619

2.3.1 UART接口619

2.3.2 MultiICE接口620

2.3.3 以太网接口621

2.3.4 USB接口622

2.3.5 LCD显示屏接口622

2.3.6 SIM卡接口623

2.3.7 记忆棒接口624

2.3.8 SD/MMC接口625

2.3.9 蓝牙接口626

2.3.10 CSI图像传感器接口626

英文缩略语对照表628

参考文献632