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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1 15

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2 76

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

3.4.1MIPS 90

3.4.2PowerPC 92

3.4.3x86 93

3.4.468K/Coldfire 94

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3 102

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ROM 109

4.4.1RAM 109

4.4.2ROM 110

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4 148

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5 184

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6 215

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pSOS 234

7.4.2OSKit 238

7.4.3Palm OS 243

7.4.4μC/OS和μC/OS-Ⅱ 245

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7 282

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8 328

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9 377

参考文献 378