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第1章 嵌入式系统概述1

1.1嵌入式系统的发展1

1.1.1嵌入式系统回顾1

1.1.2嵌入式系统的概念2

1.1.3嵌入式系统的发展史3

1.1.4嵌入式系统的特点4

1.2嵌入式系统的分类与应用5

1.2.1嵌入式系统分类5

1.2.2嵌入式系统的应用6

1.3嵌入式处理器7

1.3.1嵌入式微处理器8

1.3.2嵌入式微控制器8

1.3.3嵌入式DSP处理器9

1.3.4嵌入式片上系统10

1.3.5知识产权核10

1.3.6测试处理器指标的方法11

1.4嵌入式系统的组成12

1.4.1嵌入式系统的硬件12

1.4.2嵌入式系统的软件12

1.4.3嵌入式系统的开发工具和开发系统13

1.5嵌入式系统的现状与发展趋势13

1.5.1嵌入式系统的现状13

1.5.2嵌入式系统的发展趋势14

1.6小结15

习题115

第2章 嵌入式系统开发技术15

2.1嵌入式系统的结构设计16

2.1.1硬件层17

2.1.2中间层17

2.1.3系统软件层18

2.1.4应用软件层18

2.2嵌入式系统的设计方法19

2.2.1嵌入式系统设计流程19

2.2.2嵌入式系统的一般设计方法20

2.2.3嵌入式系统的软、硬件协同设计技术21

2.3嵌入式系统开发技术23

2.3.1需求分析23

2.3.2详细设计29

2.3.3系统实现35

2.3.4系统测试42

2.4嵌入式系统的调试技术55

2.4.1基于主机的调试56

2.4.2远程调试器与调试内核57

2.4.3ROM仿真器59

2.4.4在线仿真61

2.4.5背景调试模式64

2.4.6JTAG接口及其调试技术65

2.4.7软件仿真器68

2.5嵌入式系统开发技术的发展趋势及其挑战69

2.5.1嵌入式系统开发技术发展的特点69

2.5.2嵌入式系统开发技术的新挑战73

2.6小结76

习题276

第3章 嵌入式处理器77

3.1概述77

3.2嵌入式系统硬件结构77

3.2.1嵌入式系统模式77

3.2.2硬件构架78

3.2.3嵌入式处理器子系统80

3.2.4嵌入式系统外围硬件模块85

3.2.5调试子系统与处理单元选择85

3.3处理器技术指标与选型86

3.3.1嵌入式系统处理器技术指标86

3.3.2处理器选型原则和方法88

3.4常用的嵌入式处理器90

3.4.1MIPS90

3.4.2PowerPC92

3.4.3x8693

3.4.468K/Coldfire94

3.4.5嵌入式流处理器简述94

3.5ARM处理器95

3.5.1概述95

3.5.2ARM应用领域和特点96

3.5.3ARM微处理器系列97

3.5.4ARM微处理器结构100

3.5.5ARM处理器选型方法101

3.6小结102

习题3102

第4章 嵌入式存储技术103

4.1概述103

4.2嵌入式系统存储器体系103

4.2.1存储器的结构103

4.2.2嵌入式系统存储器体系结构104

4.3存储器的性能指标、工作时序和分类104

4.3.1性能指标104

4.3.2存储器的工作时序106

4.3.3存储器分类109

4.4RAM和ROM109

4.4.1RAM109

4.4.2ROM110

4.5嵌入式存储器110

4.5.1嵌入式易失性存储器110

4.5.2嵌入式非易失性存储器112

4.6嵌入式存储器选型、测试和验证114

4.6.1嵌入式存储器选型114

4.6.2嵌入式存储器测试117

4.6.3嵌入式存储器验证方法126

4.7嵌入式存储器的设计方法和策略130

4.7.1存储器的外包设计130

4.7.2RISC中的存储器设计130

4.7.3嵌入式存储器设计方法131

4.8嵌入式存储器低功耗技术132

4.8.1嵌入式存储器低功耗设计133

4.8.2嵌入式系统闪速存储器低功耗设计136

4.9嵌入式存储器发展趋势139

4.9.1嵌入式存储的优势139

4.9.2嵌入式存储面临的挑战140

4.9.3嵌入式存储的未来141

4.10嵌入式存储器子系统设计实例141

4.10.1TMS320C32浮点DSP存储器接口设计141

4.10.2MCS-51单片机存储器扩展145

4.11小结148

习题4148

第5章 嵌入式输入/输出子系统148

5.1概述149

5.2复位电路149

5.2.1基本复位电路149

5.2.2改进的复位电路152

5.2.3复位电路设计156

5.3时钟电路162

5.3.1RC时钟163

5.3.2石英晶体163

5.3.3石英振荡器164

5.3.4锁相环倍频时钟164

5.4嵌入式处理器的I/O模块165

5.4.1基本结构165

5.4.2I/O接口的信号及其作用166

5.4.3寄存器的映射方式166

5.5嵌入式系统的译码器167

5.5.1作用和种类167

5.5.2可编程器件译码器167

5.5.3嵌入式处理器上的集成译码模块168

5.6定时器/计数器168

5.6.1功能168

5.6.2基本结构170

5.6.3工作模式171

5.7串行外部设备接口171

5.7.1原理与功能171

5.7.2数据流动173

5.7.3引脚174

5.7.4寄存器及其功能175

5.8异步通信收发器177

5.8.1UART结构、原理和编程178

5.8.2UART软件实现技术180

5.9小结183

习题5184

第6章 嵌入式软件系统185

6.1嵌入式软件体系结构185

6.1.1嵌入式软件层次结构185

6.1.2嵌入式软件组成186

6.2硬件抽象层187

6.2.1嵌入式操作系统运行的必要条件187

6.2.2硬件抽象层的运行流程188

6.2.3硬件抽象层体系结构189

6.2.4硬件抽象实例190

6.3嵌入式软件系统的设计方法概述193

6.3.1简单嵌入式系统的设计193

6.3.2复杂的嵌入式系统设计197

6.4软件移植概述199

6.4.1移植的必要性199

6.4.2裸机系统的软件移植200

6.4.3有操作系统的软件移植201

6.4.4应用软件移植202

6.4.5应用软件的可移植设计方法205

6.5嵌入式软件发展趋势208

6.6嵌入式软件测试与移植实例210

6.6.1嵌入式软件测试210

6.6.2嵌入式Linux下MiniGUI的移植212

6.7小结215

习题6215

第7章 嵌入式操作系统概论215

7.1概述216

7.2操作系统基本概念216

7.2.1操作系统概念216

7.2.2操作系统的分类217

7.2.3操作系统体系结构218

7.2.4操作系统功能概述219

7.3嵌入式操作系统概念221

7.3.1实时操作系统的发展历程222

7.3.2RTOS基本概念223

7.3.3从嵌入式系统到嵌入式操作系统225

7.3.4实时操作系统与通用操作系统的比较227

7.3.5嵌入式实时操作系统的现状和未来230

7.3.6嵌入式操作系统的应用233

7.4典型的嵌入式操作系统234

7.4.1VxWorks和pSOS234

7.4.2OSKit238

7.4.3Palm OS243

7.4.4μC/OS和μC/OS-Ⅱ245

7.4.5QNX操作系统概述250

7.5嵌入式操作系统性能测试及其选择254

7.5.1概述254

7.5.2嵌入式操作系统性能测试255

7.5.3如何选择嵌入式操作系统259

7.6嵌入式操作系统移植实例264

7.6.1μC/OS-Ⅱ移植于MCS-51单片机264

7.6.2μCLinux操作系统移植278

7.7小结282

习题7282

第8章 嵌入式计算机联锁控制器设计282

8.1概述283

8.2控制器硬件设计285

8.2.1安全可靠的冗余结构285

8.2.2系统总体结构286

8.2.3硬件设计方案287

8.2.4控制器系统总体结构289

8.2.5控制器硬件设计291

8.3控制器软件体系295

8.3.1控制器软件结构设计295

8.3.2操作系统选择及开发环境建立295

8.3.3μC/OS-Ⅱ移植297

8.3.4μC/OS-Ⅱ功能扩展300

8.4驱动程序开发311

8.4.1驱动程序开发特点及存在的注意问题311

8.4.2驱动程序开发模型312

8.4.3驱动程序设计313

8.4.4数据保护方案318

8.5应用软件设计320

8.5.1应用软件总体结构320

8.5.2联锁软件设计321

8.5.3通信软件设计322

8.5.4主程序设计324

8.6小结327

习题8328

第9章 嵌入式系统设计实例328

9.1概述329

9.2＊智能手机设计329

9.2.1概述329

9.2.2S3C44B0X为处理器的PDA设计331

9.2.3军用PDA设计333

9.2.4智能手机设计336

9.3GPS接收机340

9.3.1GPS概述340

9.3.2GPS接收机的组成结构341

9.3.3软、硬件设计342

9.3.4接收机性能分析343

9.4嵌入式防火墙技术344

9.4.1防火墙概述344

9.4.2嵌入式防火墙概述345

9.4.3嵌入式防火墙的实现347

9.5信息家电概论350

9.5.1家庭网络通信技术351

9.5.2信息家电的功能和特点352

9.5.3信息家电的硬件平台354

9.5.4信息家电的结构355

9.6嵌入式医用灭菌控制仪355

9.6.1工艺流程及控制要求356

9.6.2硬件结构356

9.6.3软件系统357

9.7数字电视机顶盒360

9.7.1数字电视机顶盒定义、分类与未来360

9.7.2数字电视机顶盒原理与结构362

9.7.3机顶盒研发现状365

9.7.4数字电视机顶盒设计实例368

9.8基ARM的造纸机控制器设计372

9.8.1造纸机控制要求372

9.8.2系统架构373

9.8.3软件体系374

9.8.4软件模块设计与实现375

9.8.5系统调试376

9.9小结377

习题9377

参考文献378