嵌入式系統(tǒng)技術(shù)

上篇
　第一章　概況
　　1.1　嵌入式系統(tǒng)的基本概念
　　　1.1.1　嵌入式系統(tǒng)的概念和基本組成
　　　1.1.2　嵌入式系統(tǒng)發(fā)展新趨勢(shì)和新技術(shù)
　　1.2　嵌入式處理器
　　　1.2.1　馮·諾依曼結(jié)構(gòu)與哈佛結(jié)構(gòu)
　　　1.2.2　CISC與RISC
　　　1.2.3　流水線技術(shù)
　　　1.2.4　信息存儲(chǔ)的字節(jié)順序
　　　1.2.5　基于ARM架構(gòu)的嵌入式處理器
　　　1.2.6　基于MIPS架構(gòu)的嵌入式微處理器
　　　1.2.7　基于PowerPC架構(gòu)的嵌入式微處理器
　　　1.2.8　數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）
　　　1.2.9　嵌入式微控制單元（MCU）
　　　1.2.10　嵌入式SoC
　　　1.2.11　嵌入式處理器的發(fā)展趨勢(shì)
　　1.3　嵌入式系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)（EOS）
　　　1.3.1　嵌入式Linux操作系統(tǒng)
　　　1.3.2　windowsCE操作系統(tǒng)
　　　1.3.3　VxWorks操作系統(tǒng)
　　　1.3.4　其他嵌入式操作系統(tǒng)
　　　1.3.5　嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的發(fā)展前景
　　1.4　嵌入式系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)
　　　1.4.1　度量項(xiàng)目
　　　1.4.2　評(píng)價(jià)方法
　　　1.4..3　嵌入式系統(tǒng)處理器評(píng)估的主要指標(biāo)
　　思考題
　第二章　系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的方法
　　2.1　嵌入武系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
　　　2.1.1　嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程及特點(diǎn)
　　　2.1.2　嵌入式硬件系統(tǒng)開發(fā)
　　　2.1.3　嵌入式軟件系統(tǒng)開發(fā)
　　2.2　嵌入式系統(tǒng)中的調(diào)試與測(cè)試技術(shù)
　　　2.2.1　嵌入式系統(tǒng)硬件的調(diào)試與測(cè)試技術(shù)
　　　2.2.2　嵌入式系統(tǒng)軟件的調(diào)試與測(cè)試技術(shù)
　　思考題
　第三章　ARM體系結(jié)構(gòu)與編程方法
　　3.1　ARM處理器概述
　　　3.1.1　ARM處理器特點(diǎn)
　　　3.1.2　ARM處理器的版本簡介
　　　3.1.3　ARM處理器的應(yīng)用選型
　　3.2　ARM體系結(jié)構(gòu)
　　　3.2.1　ARM處理器的工作模式和指令狀態(tài)
　　　3.2.2　ARM寄存器
　　　3.2.3　ARM體系的異常中斷
　　　3.2.4　ARM處理器的尋址方式
　　3.3　ARM編程方法
　　　3.3.1　ARM指令概述
　　　3.3.2　ARM匯編程序設(shè)計(jì)
　　　3.3.3　ARM混合編程
　　思考題
　第四章　X86體系結(jié)構(gòu)
　　4.1　x86的發(fā)展歷程
　　4.2　x86體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
　　　4.2.1　X86的體系組成
　　　4.2.2　微處理器的類型和特點(diǎn)
　　　4.2.3　主板和芯片組的類型和特點(diǎn)
　　　4.2.4　存儲(chǔ)器的類型和特點(diǎn)
　　　4.2.5　外部接口的類型和特點(diǎn)
　　4.3　x86的指令體系？
　　　4.3.1　X86代碼段類型和存儲(chǔ)地址
　　　4.3.2　指令的格式
　　4.4　x86的發(fā)展趨勢(shì)
　　思考題
　第五章　嵌入式系統(tǒng)中的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)
　　5.1　嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)概述
　　5.2　嵌入式系統(tǒng)的數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)
　　　5.2.1　組合邏輯電路基礎(chǔ)
　　　5.2.2　時(shí)序邏輯電路
　　　5.2.3　總線電路及信號(hào)驅(qū)動(dòng)
　　　5.2.4　電平轉(zhuǎn)換電路
　　　5.2.5　可編程邏輯器件基礎(chǔ)
　　5.3　電路硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
　　　5.3.1　電路設(shè)計(jì)
　　　5.3.2　PCB電路設(shè)計(jì)
　　5.4　嵌入式系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)技術(shù)
　　　5.4.1　電源接口技術(shù)
　　　5.4.2　電源管理技術(shù)
　　5.5　嵌入式系統(tǒng)中的存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　5.6　嵌入式系統(tǒng)中的總線技術(shù)
　　　5.6.1　UART與RS-232C
　　　5.6.2　USB總線及其體系結(jié)構(gòu)
　　　5.6.3　PCI局部總線介紹
　　　5.6.4　VME總線
　　5.7　EDA技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
　　　5.7.1　EDA設(shè)計(jì)技術(shù)
　　　5.7.2　ESDA技術(shù)的基本特征
　　　5.7.3　EDA技術(shù)的基本設(shè)計(jì)方法
　　5.8　電路可測(cè)性設(shè)計(jì)與抗干擾設(shè)計(jì)
　　　5.8.1　電路測(cè)試原理與可測(cè)性設(shè)計(jì)
　　　5.8.2　硬件抗干擾設(shè)計(jì)
　　思考題
　第六章　嵌入式處理器與SoC設(shè)計(jì)技術(shù)
　　6.1　S0c片上系統(tǒng)簡介
　　　6.1.1　SoC的定義及特點(diǎn)
　　　6.1.2　SoC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
　　　6.1.3　SoC設(shè)計(jì)簡介
　　　6.1.4　SoC的發(fā)展展望
　　6.2　處理器的SoC設(shè)計(jì)
　　　6.2.1　主要的設(shè)計(jì)語言
　　　6.2.2　I,eon系列處理器的設(shè)計(jì)
　　思考題
　第七章　嵌入式Linux操作系統(tǒng)
　　7.1　Linux內(nèi)核介紹
　　　7.1.1　操作系統(tǒng)和內(nèi)核概述
　　　7.1.2　Linux內(nèi)核特點(diǎn)
　　　7.1.3　Linux內(nèi)核版本
　　7.2　Linux進(jìn)程
　　　7.2.1　Linux進(jìn)程管理
　　　7.2.2　Linux進(jìn)程調(diào)度
　　7.3　Linux系統(tǒng)調(diào)用
　　　7.3.1　應(yīng)用編程接口
　　　7.3.2　系統(tǒng)調(diào)用
　　7.4　Linux中斷機(jī)制
　　　7.4.1　Linux中斷機(jī)制介紹
　　　7.4.2　中斷處理上半部
　　　7.4.3　中斷處理下半部
　　7.5　Linux內(nèi)核同步機(jī)制
　　　7.5.1　內(nèi)核同步基礎(chǔ)
　　　7.5.2　內(nèi)核同步方法
　　7.6　Linux內(nèi)存管理
　　　7.6.1　頁和區(qū)
　　　7.6.2　slab分配器
　　　7.6.3　棧上靜態(tài)內(nèi)存分配
　　7.7　虛擬文件系統(tǒng)
　　　7.7.1　文件系統(tǒng)抽象層
　　　7.7.2　VFs對(duì)象及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
　　　7.7.3　Linux的文件系統(tǒng)
　　思考題
　第八章　windRiverVxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
　　8.1　WindRiyerVxW0rks簡介
　　8.2　Vxworks與wind內(nèi)核
　　　8.2.1　實(shí)時(shí)系統(tǒng)
　　　8.2.2　VxWorks實(shí)時(shí)內(nèi)核與任務(wù)
　　8.3　VxWorks的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序
　　　8.3.1　VxWorks下的設(shè)備與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序
　　　8.3.2　VxWorks下常用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序簡要描述
　　　8.3.3　VxWorks下中斷處理
　　　8.3.4　高速緩存的一致性問題
　　8.4　VxWorks的板級(jí)支持包
　　　8.4.1　VxWorks的板級(jí)支持包BSP概述
　　　8.4.2　BSP的職責(zé)
　　8.5　Vxworks啟動(dòng)過程介紹
　　思考題
　第九章　嵌入式GUI系統(tǒng)
　　9.1　嵌入式GUI系統(tǒng)概述
　　　9.1.1　嵌入式GUI的基本特征
　　　9.1.2　嵌入式系統(tǒng)常用GUI
　　　9.1.3　嵌入式GUI的發(fā)展趨勢(shì)
　　9.2　嵌入式GUI實(shí)現(xiàn)
　　　9.2.1　嵌入式GUI總體設(shè)計(jì)
　　　9.2.2　MiniGUI體系結(jié)構(gòu)分析
　　　9.2.3　QtopiaCore體系結(jié)構(gòu)分析
　　　9.2.4　其他嵌入式GUI
　　9.3　關(guān)于嵌入式GUI的其他問題
　　　9.3.1　多語言支持
　　　9.3.2　嵌入式高級(jí)圖形窗口處理技術(shù)
　　　9.3.3　觸摸屏操作
　　思考題
下篇
　實(shí)驗(yàn)一　ARM-Linux開發(fā)工具鏈的建立
　　1.1　MXIADS的ARM-Linux開發(fā)工具鏈
　　1.2　實(shí)驗(yàn)表單
　　1.3　附加說明
　實(shí)驗(yàn)二　MXIADS硬件測(cè)試實(shí)驗(yàn)
　　2.1　背景知識(shí)
　　　2.1.1　Bootstrap模式
　　　2.1.2　程序編寫和測(cè)試流程
　　2.2　PwM測(cè)試實(shí)驗(yàn)
　　　2.2.1　PWM背景知識(shí)
　　　2.2.2　實(shí)驗(yàn)表單
　　　2.2.3　附加說明
　　2.3　uART測(cè)試實(shí)驗(yàn)
　　　2.3.1　UAW[’背景知識(shí)
　　　2.3.2　實(shí)驗(yàn)表單
　　　2.3.3　附加說明
　　2.4　LcD測(cè)試實(shí)驗(yàn)
　　　2.4.1　背景知識(shí)
　　　2.4.2　實(shí)驗(yàn)表單
　　　2.4.3　附加說明
　實(shí)驗(yàn)三　嵌入式Linux基本實(shí)驗(yàn)
　　3.1　Bootloader的編譯和下載
　　　3.1.1　背景知識(shí)
　　　3.1.2　實(shí)驗(yàn)表單
　　　3.1.3　附加說明
　　3.2　Linux內(nèi)核配置與編譯
　　　3.2.1　背景知識(shí)
　　　3.2.2　ARM-Linux內(nèi)核啟動(dòng)分析
　　　3.2.3　實(shí)驗(yàn)表單
　　　3.2.4　附加說明
　　3.3　基本Linux程序編譯實(shí)驗(yàn)
　　　3.3.1　背景知識(shí)
　　　3.3.2　實(shí)驗(yàn)表單
　　3.4　移植MP3播放軟件
　　　3.4.1　背景知識(shí)
　　　3.4.2　實(shí)驗(yàn)表單
　　　3.4.3　附加說明
　實(shí)驗(yàn)四　Qt／Embedded程序設(shè)計(jì)
　　4.1　嵌入式GuI簡介
　　4.2　Qt的分析與移植
　　　4.2.1　Qt的基本概念和特點(diǎn)
　　　4.2.2　QtEmbedded的應(yīng)用程序開發(fā)
　　4.3　基于Qt／Embedded的實(shí)驗(yàn)
　　　4.3.1　基于Qt的Hello　World實(shí)驗(yàn)
　　　4.3.2　簡單的正弦波動(dòng)畫演示程序
　　　4.3.3　基于Qt／Embedded的串口通信程序
　實(shí)驗(yàn)五　嵌入式Linux驅(qū)動(dòng)程序
　　5.1　引言
　　5.2　基礎(chǔ)知識(shí)
　　　5.2.1　Linux驅(qū)動(dòng)程序簡介
　　　5.2.2　設(shè)備的分類
　　　5.2.3　內(nèi)核模塊基本實(shí)現(xiàn)函數(shù)介紹
　　5.3　Linux串口驅(qū)動(dòng)程序
　　　5.3.1　終端設(shè)備和控制臺(tái)
　　　5.3.2　代碼分析
　　5.4　MXIADS的12C驅(qū)動(dòng)程序
　　　5.4.1　MXIADS上的12C總線
　　　5.4.2　MC9328MXl中的12C模塊編程模型
　　　5.4.3　12C總線驅(qū)動(dòng)與基于12C總線的設(shè)備驅(qū)動(dòng)
　　　5.4.4　MC9328MXl的12C總線驅(qū)動(dòng)程序
　　　5.4.5　12C設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)
　　5.5　Framebuffer驅(qū)動(dòng)程序
　　　5.5.1　Framebuffer
　　　5.5.2　Framebuffer驅(qū)動(dòng)程序
　　　5.5.3　向內(nèi)核添加Framebuffer設(shè)備
　　　5.5.4　測(cè)試Framebuffer設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序
　　5.6　觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
　　　5.6.1　觸摸屏的基本工作原理
　　　5.6.2　觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序
　　5.7　實(shí)驗(yàn)表單
　　5.8　附加說明
　實(shí)驗(yàn)六　SDL圖形編程
　　6.1　引言
　　6.2　基礎(chǔ)知識(shí)
　　　6.2.1　子系統(tǒng)的功能
　　　6.2.2　SDI.編程示例
　　6.3　實(shí)驗(yàn)表單
　　6.4　附加說明
　實(shí)驗(yàn)七　VoIP語音通信實(shí)驗(yàn)
　　7.1　引言
　　7.2　基礎(chǔ)知識(shí)
　　　7.2.1　VoIP的技術(shù)特點(diǎn)
　　　7.2.2　VoIP的基本傳輸過程
　　　7.2.3　VoIP協(xié)議體系
　　　7.2.4　基于OpenH323的VoIP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案
　　7.3　VoIP協(xié)議棧及語音通信應(yīng)用程序的移植實(shí)現(xiàn)
　　　7.3.1　系統(tǒng)庫移植
　　　7.3.2　網(wǎng)絡(luò)庫移植
　　　7.3.3　音頻庫移植
　　　7.3.4　跨平臺(tái)的應(yīng)用程序PWlib庫的移植
　　　7.3.5　OpenH323移植
　　7.4　VoIP語音通信試驗(yàn)的驗(yàn)證
　　7.5　實(shí)驗(yàn)表單
　　7.6　附加說明
　實(shí)驗(yàn)八　Linux根文件系統(tǒng)的移植
　　8.1　引言
　　8.2　基礎(chǔ)知識(shí)
　　　8.2.1　Linux文件系統(tǒng)簡介
　　　8.2.2　Linux文件類型
　　　8.2.3　Linux文件系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)
　　　8.2.4　基于Flash的文件系統(tǒng)類型簡介
　　8.3　根文件系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中的移植
　　　8.3.1　內(nèi)核配置
　　　8.3.2　必要的頂層根文件系統(tǒng)目錄創(chuàng)建
　　　8.3.3　應(yīng)用程序鏈接庫／lib的創(chuàng)建
　　　8.3.4　設(shè)備文件的創(chuàng)建
　　　8.3.5　主要的系統(tǒng)命令集創(chuàng)建
　……
附錄
英文縮略語對(duì)照表
參考文獻(xiàn)