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第1章　嵌入式系统概论1

1.1　嵌入式系统1

1.1.1　嵌入式系统概述1

1.1.2　嵌入式系统的定义2

1.2　嵌入式系统的发展2

1.3　嵌入式系统的特点3

1.4　嵌入式系统的基本分类4

1.5　嵌入式系统的组成结构4

1.6　嵌入式处理器9

1.7　嵌入式系统的发展趋势11

1.7.1　嵌入式系统的现状11

1.7.2　嵌入式系统的发展方向12

1.8　嵌入式系统的相关研究领域12

1.8.1　嵌入式系统的主干学科领域12

1.8.2　与嵌入式系统关系密切的技术领域13

本章小结14

习题与思考题14

第2章 ARM核及ARM处理器的体系结构15

2.1　ARM的发展历史15

2.2　ARM系列处理器概述15

2.2.1　ARM处理器家族15

2.2.2　ARM核与体系结构版本17

2.2.3　ARM体系结构版本的变种18

2.2.4　ARM体系结构版本的命名规则18

2.3　ARM芯片选型19

2.4　ARM处理器的结构21

2.4.1　ARM处理器的RSIC特征21

2.4.2　流水线22

2.4.3　ARM的工作模式和工作状态25

2.4.4　ARM寄存器的组织26

2.5　ARM存储器的组织29

2.5.1　ARM存储器的数据类型和存储格式29

2.5.2　ARM的存储体系30

2.5.3　片内存储器的用法31

2.5.4　协处理器CP1531

2.6　存储管理单元31

2.7　ARM处理器的Cache36

2.8　快速上下文切换扩展37

2.9　写缓存区37

2.10　哈佛结构38

2.11　桶型移位器39

2.12　看门狗定时器39

2.13　边界对准与端序40

2.14　地址重映射41

2.15　ARM处理器的片上总线标准AMBA42

2.16　AMBA 2.0片上总线的主控单元和从动单元43

2.17　AMBA 2.0总线的时序43

2.18　ARM7处理器核的S3C4510B44

2.18.1　复位45

2.18.2　总线周期45

2.18.3　ARM7TDMI处理器的总线优先级47

2.19　I/O端口统一编址与特殊功能寄存器47

本章小结49

习题与思考题49

第3章 ARM指令集与程序设计51

3.1　ARM体系结构指令集51

3.2　ARM处理器的寻址方式和指令系统52

3.2.1　ARM指令集的编码格式和语法52

3.2.2　ARM处理器的寻址方式55

3.2.3 ARM指令的分类说明59

3.3　ARM的异常中断处理68

3.3.1　ARM的异常中断响应过程68

3.3.2　从异常中断处理程序返回69

3.4　ARM汇编语言程序设计69

3.4.1　ARM汇编语言程序的格式70

3.4.2　ARM汇编语言程序编写规范74

3.4.3　ARM汇编语言指示符74

3.4.4　ARM过程调用标准ATPCS和AAPCS81

3.5　典型ARM汇编语言程序举例83

3.5.1　入门的范例83

3.5.2　基本结构84

3.6　ARM汇编、C和C++混合编程86

3.6.1 内嵌汇编86

3.6.2　C/C++与汇编程序的相互调用89

3.6.3　软中断和半主机方式ARM汇编程序设计93

3.7　GNU格式的ARM汇编语言程序设计95

3.7.1　GNU格式的ARM汇编语言程序的设计要点95

3.7.2　GNU格式ARM汇编语言程序举例97

本章小结98

习题与思考题98

第4章　嵌入式系统外部设备100

4.1　嵌入式系统的半导体存储器100

4.1.1　静态存储器和同步动态存储器100

4.1.2　嵌入式处理器上配接SDRAM102

4.2　闪速存储器104

4.3　嵌入式系统总线110

4.3.1　I2C总线110

4.3.2　SPI总线接口113

4.3.3　CAN总线114

4.3.4　PC104总线115

4.4　嵌入式系统接口116

4.4.1　UART接口116

4.4.2　通用输入／输出接口121

4.4.3　USB接口122

4.4.4　以太网接口126

4.5　嵌入式系统的外部设备130

4.5.1　键盘131

4.5.2　液晶显示器135

4.5.3　触摸屏141

本章小结145

习题与思考题145

第5章　嵌入式系统开发工具146

5.1 基于ARM的嵌入式开发工具概述146

5.1.1　交叉开发146

5.1.2　指令集模拟器151

5.1.3　ROM仿真器151

5.1.4　片上调试技术与背景调试模式（BDM）151

5.1.5　半主机调试方式152

5.1.6　评估电路板153

5.2　各种ARM开发工具简介154

5.2.1　ARM SDT154

5.2.2　ARM ADS155

5.2.3　RealView MDK156

5.2.4　ARM的Multi-ICE仿真器156

5.2.5　ULINK 2.0仿真器157

5.3　基于ARM的嵌入式系统开发方法158

5.4　Embest ARM实验教学系统159

5.4.1　教学系统介绍159

5.4.2　μ Vision IDE集成开发环境159

5.4.3　ULINK USB-JTAG仿真器162

5.4.4　Embest Edukit-Ⅲ嵌入式教学实验平台163

5.4.5　教学系统的安装163

5.5　集成开发环境使用说明166

5.5.1　μVision IDE主框架窗口166

5.5.2　工程管理166

5.5.3　工程基本配置170

5.5.4　工程的编译链接178

5.5.5　加载调试179

5.5.6　Flash编程工具185

本章小结186

第6章　嵌入式操作系统概论187

6.1　嵌入式操作系统概述187

6.1.1　基本特点187

6.1.2　抢占式内核188

6.2　嵌入式操作系统分类191

6.3　实时系统194

6.3.1 概念194

6.3.2　实时系统的属性和指标196

6.3.3　实时系统的分类197

6.3.4　实时调度198

6.4　嵌入式系统启动程序BootLoader207

6.4.1 嵌入式系统的启动方式207

6.4.2　BootLoader的程序结构与调试209

6.4.3　BootLoader人机交互接口设计212

6.5　嵌入式实时操作系统内核213

6.5.1　实时操作系统内核213

6.5.2　网络支持215

6.5.3　用户交互环境界面215

6.6　嵌入式Linux系统215

6.6.1　基于Linux的嵌入式系统216

6.6.2　μCLinux217

6.6.3　实时RTLinux222

6.6.4　嵌入式RTLinux的创建233

本章小结235

第7章　嵌入式Linux系统开发环境236

7.1　Linux的历史和现状236

7.2　协同开发模式237

7.3　基于Edukit-Ⅲ开发板的开发环境介绍240

7.3.1　交叉编译工具链的创建240

7.3.2　Linux宿主机环境设置及项目空间建立243

7.3.3　Windows工作机环境设置245

7.4　嵌入式系统移植246

7.4.1　系统移植概述246

7.4.2　基于Edukit-Ⅲ开发板的BootLoader实现248

7.4.3　嵌入式Linux核移植254

7.4.4　嵌入式根文件系统创建261

7.4.5　系统烧写过程268

7.4.6　系统测试结果270

7.5　触摸屏驱动程序设计271

7.5.1　嵌入式Linux驱动程序271

7.5.2　触摸屏硬件原理272

7.5.3　触摸屏驱动流程设计274

7.5.4　触摸屏驱动设计分析275

7.5.5　配置和编译驱动程序279

7.5.6　测试触摸屏驱动程序280

本章小结281

参考文献282

参考网站283