嵌入式系统原理与设计PDF电子书下载

第1章　概论 1

1.1 引言 1

1.2　嵌入式系统的定义 1

1.3　嵌入式系统的体系结构 2

1.4　嵌入式系统的特征 3

1.5　嵌入式系统的发展现状与趋势 4

1.6 实例：网络照相机 6

小结 7

习题 7

第2章　嵌入式系统设计方法 8

2.1 引言 8

2.2　嵌入式系统的设计过程 9

2.2.1 需求分析 9

2.2.2　规格说明 13

2.2.3　体系结构设计 13

2.2.4　软硬件结构设计 15

2.2.5 系统集成与测试 15

2.3　设计方法学 16

2.3.1　一般设计流程 16

2.3.2　嵌入式系统设计方法的演变 18

2.3.3　传统的嵌入式系统设计方法 19

2.3.4　嵌入式系统的系统级设计方法 20

2.4　嵌入式系统设计的形式化方法 23

小结 26

习题 27

第3章　嵌入式处理器 28

3.1 引言 28

3.2　嵌入式处理器的特点 29

3.3　嵌入式处理器的分类 29

3.4　典型的嵌入式处理器 33

3.4.1　Intel公司8051系列微控制器 33

3.4.2　Microchip公司系列微控制器 36

3.4.3 Motorola公司微控制器MC68HC08系列 37

3.4.4 TI公司TMS320系列DSP 40

3.4.5 ARM系列嵌入式微处理器 41

3.4.6 PowerPC系列嵌入式微处理器 44

3.4.7　MIPS系列嵌入式微处理器 45

3.5　嵌入式处理器的发展趋势 46

3.6 选择嵌入式处理器的原则 47

3.6.1 基本原则 47

3 6.2 ARM微处理器的选择 48

3.7 实例分析——ARM微处理器的编程模型 49

3.7.1 ARM微处理器的运行模式 49

3.7.2　ARM微处理器的工作状态 50

3.7.3 ARM支持的数据类型 51

3.7.4　ARM微处理器的寄存器组织 51

3.7.5　ARM微处理器的异常处理机制 56

小结 58

习题 58

第4章　存储系统 60

4.1 概述 60

4.1.1 半导体存储器 60

4.1.2　存储器的性能指标 61

4.1.3 常用的几种存储器 62

4.2　存储设备组织 65

4.2.1　存储器的结构 65

4.2.2　嵌入式系统存储器子系统 66

4.3　存储器时序 69

4.3.1 数字信号的三种状态 69

4.3.2 时序转换 70

4.3.3 建立／保持时间 70

4.3.4　存储器时序 72

4.4　存储器接口 73

4.4.1 SRAM接口 73

4.4.2 动态RAM（DRAM）接口 78

4.4.3　Flash存储器接口 85

4.4.4　处理器访存接口 92

小结 96

习题 96

第5章　总线与通信接口 98

5.1 引言 98

5.2　PCI总线 101

5.2.1 概述 101

5.2.2　体系结构 102

5.2.3 总线信号 103

5.2.4 总线事务 104

5.3　RS232C/RS485 108

5.3.1 RS232C通信接口 108

5.3.2　RS485总线 114

5.4　USB总线 117

5.4.1 概述 117

5.4.2　机械电气特性 121

5.4.3　传输、事务和包 124

5.4.4　端点、管道和帧 128

5.4.5　传输协议 130

5.5 I2C总线 135

5.5.1 概述 135

5.5.2　I2C总线的构成与操作 135

小结 138

习题 139

第6章　I/O接口电路 140

6.1 引言 140

6.2 中断控制器 144

6.2.1 概述 144

6.2.2 S3C44B0X的中断控制器 145

6.3 DMA控制器 149

6.3.1 概述 149

6.3.2 S3C44B0X的DMA控制器 151

6.4 GPIO端口 152

6.4.1　概述 152

6.4.2 S3C44B0X的GPIO端口 153

6.4.3 GPIO端口的应用 154

6.5　定时／计数器 157

6.5.1 概述 157

6.5.2 S3C44B0X的定时器 158

6.5.3 S3C44B0X的定时器应用 162

6.6 UART接口 163

6.6.1　概述 163

6.6.2 S3C44B0X的UART 165

6.6.3 S3C44B0X的UART应用 165

6.7 JTAG接口 174

6.7.1 概述 174

6.7.2 ARM的JTAG接口 175

小结 177

习题 177

第7章　嵌入式操作系统 179

7.1 引言 179

7.2　嵌入式操作系统的特点 179

7.2.1 嵌入式操作系统的主要任务 180

7.2.2　嵌入式操作系统的实时要求 180

7.2.3　嵌入式操作系统的代码大小要求 182

7.3　嵌入式操作系统的发展 182

7.4　嵌入式操作系统的构成 183

7.5 实时操作系统 184

7.6　典型的嵌入式操作系统 187

7.6.1 μClinux 187

7.6.2 μC/OS-Ⅱ 191

7.6.3 VxWorks 194

7 6 4 Windows CE 194

7.7　嵌入式操作系统的选择 195

7.8 实例 195

7.8.1 μClinux内核介绍 196

7.8.2　工具链 196

7.8.3　操作系统的定制与移植 198

7.8.4　嵌入式应用程序的调试 199

7.8.5 SkyEye介绍 203

7.8.6　开发实例 204

小结 213

习题 214

第8章　嵌入式系统高级技术 215

8.1 引言 215

8.2　Bootloader设计 215

8.2.1 Bootloader的概述 215

8.2.2　Bootloader的主要任务和结构框架分析 216

8.3　嵌入式系统可靠性设计 224

8.3.1 系统级可靠性 225

8.3.2 PCB级可靠性 225

8.4　嵌入式系统低功耗设计 226

8.4.1 系统级低功耗设计技术 227

8.4.2　软件低功耗设计技术 227

8.5　嵌入式系统分析与优化 229

8.5.1　程序的功耗分析与优化 229

8.5.2　程序代码大小的分析与优化 230

8.6 实例 231

小结 235

习题 235

附录A　ARM微处理器的指令系统 236

附录B S3C44B0X简介 247

参考文献 285