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第1章 嵌入式系统概述 1

1.1什么是嵌入式系统 1

1.2嵌入式系统与通用计算机系统 2

1.3嵌入式系统的发展与应用 5

1.4嵌入式系统的组成 7

1.5嵌入式系统的分类 8

1.5.1按处理器位宽分类 8

1.5.2按有无操作系统分类 8

1.5.3按实时性分类 8

1.5.4按应用分类 9

1.6小结 10

1.7习题 10

第2章 嵌入式处理器 11

2.1嵌入式处理器的原理 11

2.1.1嵌入式处理器的指令系统 11

2.1.2嵌入式处理器的类型 12

2.1.3嵌入式处理器的结构 14

2.1.4大端方式和小端方式 15

2.1.5影响嵌入式处理器性能的因素 15

2.2嵌入式处理器的分类 16

2.3嵌入式处理器的特点 18

2.4 8051单片机 18

2.4.1 8051单片机结构 19

2.4.2 MCS-51指令系统 20

2.5 ARM处理器及实例 21

2.5.1 ARM技术发展 21

2.5.2 ARM体系结构 21

2.5.3 ARM扩展指令集 23

2.5.4 ARM/Thumb体系结构版本的命名 24

2.5.5 ARM处理器核 24

2.5.6 ARM处理器片内总线 26

2.5.7 S3C2410处理器 28

2.6嵌入式x86处理器及实例 30

2.6.1嵌入式x86处理器的发展 30

2.6.2 Geode x86处理器 30

2.6.3 CS5535原理 33

2.6.4基于Geode GX处理器的嵌入式系统结构 35

2.7 DSP处理器及实例 35

2.7.1 DSP与普通处理器的区别 36

2.7.2 DSP的应用形式 37

2.7.3 TMS320DM642处理器 38

2.8 SOC处理器及实例 40

2.8.1 SOC处理器类型及优点 41

2.8.2视频编码SOC处理器 41

2.9嵌入式处理器的选择 44

2.10嵌入式处理器的JTAG调试接口 47

2.11小结 48

2.12习题 49

第3章 嵌入式系统总线 50

3.1计算机总线基本概念 50

3.2嵌入式系统总线的特点 51

3.3 ISA总线原理 52

3.3.1 ISA总线结构 52

3.3.2 ISA总线信号 53

3.3.3 ISA总线时序 58

3.4 PCI总线原理 59

3.4.1 PCI总线概述 60

3.4.2 PCI总线系统结构 60

3.4.3 PCI总线信号 62

3.4.4 PCI设备的配置空间 67

3.4.5 PCI总线操作命令 73

3.4.6 PCI总线传输操作 75

3.5 PC/104系列总线标准 76

3.5.1 PC/104总线 77

3.5.2 PC/104-Plus总线 79

3.5.3 PCI-104、PCI/104-Express及PCIe/ 104 81

3.6 CompactPCI总线 82

3.6.1 CompactPCI概述 82

3.6.2 CompactPCI机械结构 83

3.6.3 CompactPCI连接器 84

3.6.4 CompactPCI热插拔技术 87

3.7小结 89

3.8习题 89

第4章 嵌入式系统常见电路 90

4.1系统复位与电源监控 90

4.1.1 RC复位电路 91

4.1.2复位与电源管理控制器 92

4.2 I2C总线原理 95

4.2.1概述 95

4.2.2 I2 C总线拓扑结构 96

4.2.3 I2C总线工作原理 98

4.3实时时钟 102

4.3.1实时时钟基本概念 102

4.3.2 S-35390A实时时钟 103

4.4 RS-232接口 109

4.4.1 RS-232原理 109

4.4.2 RS - 232接口 110

4.4.3起止式异步串行通信协议 112

4.4.4 RS-232接口驱动器实例 113

4.5小结 113

4.6习题 114

第5章 嵌入式系统存储器 115

5.1概述 115

5.2静态随机存储器 116

5.2.1 SRAM原理 116

5.2.2 IDT7164静态RAM存储器 117

5.3双端口存储器 119

5.3.1双端口RAM及其应用 120

5.3.2 IDT7007双端口RAM 120

5.3.3 IDT7007中断逻辑 122

5.3.4 IDT7007信号灯逻辑 123

5.3.5 IDT7007的扩展 123

5.4同步动态随机存储器 124

5.4.1动态随机存储器 124

5.4.2 SDRAM概述 126

5.4.3 SDRAM命令 129

5.5 NOR Flash 134

5.5.1 Flash概述 134

5.5.2 W39L040V简介 134

5.5.3 W39L040V操作模式 136

5.5.4 W39L040A模式命令 138

5.5.5 W39L040A擦写状态查询 141

5.6 NAND Flash 141

5.6.1 K9F1208X0C简介 141

5.6.2 K9F1208X0C输入／输出接口 145

5.6.3 K9F1208X0C操作命令 147

5.6.4 K9F1208X0C备用区数据分配 155

5.7串行EEPROM 156

5.7.1 24C01结构 156

5.7.2 24C01写操作 157

5.7.3 24C01读操作 158

5.8小结 159

5.9习题 160

第6章 嵌入式系统引导程序 161

6.1 PC机中的引导程序 161

6.2嵌入式系统中的引导程序 163

6.3嵌入式系统引导程序的启动过程 165

6.4 Universal Boot Loader 168

6.4.1 U-Boot简介 168

6.4.2 U-Boot用户命令及使用 168

6.4.3 U-Boot源代码结构 170

6.4.4 U-Boot启动过程 172

6.4.5 U-Boot用户命令解释代码 173

6.4.6 U-Boot中的Flash烧写代码 175

6.4.7 U-Boot编译 177

6.4.8 U-Boot的移植 180

6.4.9 U-Boot的烧写 182

6.5小结 183

6.6习题 183

第7章 嵌入式操作系统 184

7.1概述 184

7.2嵌入式操作系统硬件抽象层 185

7.3嵌入式操作系统实时性 187

7.3.1实时系统概述 187

7.3.2嵌入式系统实时性 189

7.3.3裸机中的实时软件设计 190

7.3.4嵌入式实时操作系统 191

7.4嵌入式Linux 195

7.4.1 Linux简介 195

7.4.2嵌入式Linux特点 197

7.4.3常见嵌入式Linux操作系统 198

7.5 μC/OS-Ⅱ操作系统 200

7.5.1 μC/OS-Ⅱ操作系统概述 200

7.5.2 μC/OS-Ⅱ任务管理 202

7.5.3 μC/OS-Ⅱ移植 203

7.6 VxWorks操作系统 205

7.6.1 VxWorks系统结构 205

7.6.2 VxWorks操作系统特点 206

7.6.3 VxWorks任务管理 208

7.6.4 Tornado开发环境 208

7.7 Windows XP Embedded操作系统 210

7.7.1 Windows Embedded 210

7.7.2 Windows XP Embedded 211

7.7.3 Windows XP Embedded开发工具与开发过程 213

7.8 Windows CE操作系统 215

7.8.1 Windows CE概述 215

7.8.2 Windows CE系统结构 216

7.8.3 Windows CE文件系统 219

7.8.4 Windows CE内存管理 220

7.8.5 Windows CE系统调度 221

7.8.6 Platform Builder系统定制工具 223

7.8.7 Embedded Visual C＋+应用软件开发环境 225

7.9嵌入式操作系统选型 226

7.10小结 228

7.11习题 229

第8章 嵌入式系统低功耗设计 230

8.1嵌入式系统低功耗设计的重要性 230

8.2功耗类型与产生的原因 232

8.3硬件功耗控制方法 234

8.3.1选择低功耗器件 234

8.3.2采用低功耗电路形式 235

8.3.3充分利用器件的低功耗工作模式 237

8.3.4选择低功耗电源电路 239

8.3.5分区分时供电 242

8.3.6动态电压与频率调节 243

8.3.7其他硬件功耗控制方法 246

8.4软件功耗控制方法 247

8.5小结 250

8.6习题 250

第9章 嵌入式系统电磁兼容设计 251

9.1电磁兼容的发展 251

9.2电磁兼容的基本概念 252

9.3常见电磁兼容问题 253

9.4电磁兼容设计的重要性 256

9.5电磁兼容测试的单位 257

9.6 PCB元件的高频特性 258

9.6.1导线 259

9.6.2电阻 259

9.6.3电容 260

9.6.4电感 260

9.7电磁能量的耦合途径与抑制方法 261

9.7.1直接传导耦合 261

9.7.2公共阻抗传导耦合 262

9.7.3电容耦合 264

9.7.4电感耦合 264

9.8 PCB中的信号完整性分析 265

9.8.1传输线原理 266

9.8.2信号完整性问题 267

9.8.3信号完整性问题的解决方法 269

9.9 PCB中的去耦电容 272

9.10小结 273

9.11习题 273

参考文献 274