第0章 绪论 1
0.1嵌入式系统的定义 1
0.2嵌入式系统的特点 1
0.3嵌入式系统处理器与操作系统 2
0.4学习嵌入式系统的意义 2
0.5编写本书的目的 3
0.6本书的主要内容 3
第1章 嵌入式控制系统综合设计 5
1.1嵌入式控制系统的设计目标 5
1.2嵌入式控制系统的设计任务和基本原则 6
1.2.1设计依据 6
1.2.2设计任务 7
1.2.3设计特点 8
1.2.4设计原则 9
1.3嵌入式控制系统的组成及工作原理 10
1.3.1影响系统结构的若干因素 10
1.3.2系统模型的建立 11
1.3.3系统硬件的组成 11
1.3.4系统软件的组成 15
1.3.5系统的工作原理 18
1.4嵌入式控制系统需求分析 20
1.4.1系统需求分析及目标 20
1.4.2系统需求分析的具体内容 21
1.4.3系统可靠性与安全性分析 22
1.4.4详细说明 25
1.5嵌入式控制系统硬件设计 25
1.5.1嵌入式处理器的选择 25
1.5.2对硬件系统整体的技术要求 26
1.5.3硬件系统对外部环境的技术要求 27
1.5.4设计硬件电路板的步骤和主要内容 27
1.6嵌入式软件系统的设计 28
1.6.1软件需求分析描述的框架 28
1.6.2常用的嵌入式操作系统 29
1.6.3若干经典操作系统的比较 32
1.6.4嵌入式操作系统的选择 34
1.6.5开发环境的选择 34
1.7嵌入式控制系统总体设计与实现 36
1.7.1系统开发计划 36
1.7.2系统调试 36
1.7.3系统优化 38
小结 39
思考题 39
第2章ARM的嵌入式系统和DSP系统概述 40
2.1 ARM微处理器概述 40
2.1.1 ARM微处理器的技术特点与体系结构 40
2.1.2 ARM微处理器的选型与应用 45
2.2基于ARM的嵌入式系统开发 47
2.2.1 ARM的嵌入式系统的规划与设计原则 47
2.2.2基于ARM的嵌入式系统的硬件结构设计 48
2.2.3基于ARM的嵌入式系统的软件设计 61
2.2.4 ADS编译器与AXD调试器 69
2.3 DSP概述 79
2.3.1 DSP芯片及常用算法概述 79
2.3.2 DSP的特点及应用 86
2.4基于DSP的控制系统的开发 88
2.4.1基于DSP控制系统的配置与硬件结构设计 90
2.4.2基于DSP控制系统的软件设计及开发环境 98
小结 106
思考题 106
第3章 航行数据记录仪设计 108
3.1 VDR系统的需求分析 108
3.1.1系统功能分析 108
3.1.2具体的系统功能需求 109
3.2 VDR系统的硬件需求分析 110
3.2.1硬件平台的选择 110
3.2.2系统硬件结构的设计 111
3.3 VDR系统软件的需求分析 113
3.3.1软件平台的选择 113
3.3.2系统软件的设计 114
3.4系统详细设计 116
3.4.1麦克自检模块的设计 117
3.4.2文件管理模块的设计 117
3.4.3电源管理模块的设计 117
3.4.4雷达卡管理模块的设计 117
3.4.5报警模块的设计 119
3.4.6网络传输模块的设计 119
3.5系统Boot Loader的移植 119
3.5.1 Boot Loader概述 119
3.5.2网口通信时软盘VxWorks的引导 121
3.5.3网口通信时硬盘VxWorks的启动 122
3.5.4主机Tornado开发环境的配置 123
3.5.5连接的建立 123
3.6系统开发、编译和调试环境的建立 123
3.6.1工程的创建 123
3.6.2编译链接 125
3.6.3系统的调试 126
小结 127
思考题 128
第4章 汽车导航监控系统设计 129
4.1汽车导航系统的需求分析 129
4.2系统概述 130
4.3汽车导航系统设计 131
4.3.1系统硬件的总体设计 132
4.3.2系统的程序设计 134
4.3.3 Y L9200开发板的使用与相关资源的测试 138
4.4系统Boot Loader的移植 141
4.4.1 VIVI简介 141
4.4.2 VIVI的配置、编译与移植 142
4.5嵌入式Linux的定制与移植 145
4.5.1嵌入式Linux内核的定制 145
4.5.2 Linux交叉编译环境的建立 147
4.5.3内核的生成与下载运行 148
4.5.4图形开发工具MiniGUI 149
小结 150
思考题 150
第5章 机车运行监控系统设计 151
5.1机车监控系统的总体设计方案 151
5.1.1机车监控装置的功能分析 151
5.1.2机车运行监控系统的组成 152
5.2机车监控系统的硬件设计 154
5.2.1机车监控系统的硬件设计 154
5.2.2 ARM的嵌入式系统的外围电路设计 155
5.2.3嵌入式主控制器的冗余结构设计 155
5.2.4模拟量输入／输出电路设计 158
5.2.5数字量输入信号采集电路 159
5.2.6机车开关量输入／输出电路 162
5.3机车监控系统的软件设计 163
5.3.1嵌入式Linux系统的软件框架 163
5.3.2 CAN通信网络控制器设计 164
5.3.3运行记录文件管理模块设计 165
5.3.4显示刷新模块设计 165
5.3.5语音处理模块设计 166
5.3.6键盘管理模块设计 166
小结 167
思考题 167
第6章 遥控靶船运动控制系统设计 168
6.1遥控靶船运动控制系统分析 168
6.1.1遥控靶船运动控制系统的功能分析 168
6.1.2遥控靶船运动数学模型的建立 169
6.1.3靶船运动干扰力的数学模型 171
6.2系统主要硬件模块设计 173
6.2.1 GPS测量定位模块设计 173
6.2.2远程监测模块设计 173
6.2.3通信模块设计 175
6.3靶船航向控制的若干问题 176
6.3.1靶船的操纵性 176
6.3.2靶船操舵系统概述 177
6.3.3舵机系统的数学模型 177
6.4靶船组合定位多任务软件系统设计 178
6.4.1多任务软件系统概述 178
6.4.2靶船组合定位多任务软件系统设计方案 178
6.4.3靶船转速测速定位模块设计 179
6.4.4无线通信模块方案设计 180
6.4.5靶船遥控子系统方案设计 180
6.4.6遥控靶船船体子系统方案设计 181
6.4.7串口通信设置 182
6.4.8 GPS定位数据解算 183
6.4.9联邦卡尔曼滤波算法的实现 185
6.4.10多线程技术在靶船定位系统中的应用 187
小结 189
思考题 189
第7章 图像数字化采集系统设计 190
7.1系统的需求分析 190
7.2系统概要设计 190
7.2.1硬件平台的选择 191
7.2.2软件平台的选择 191
7.3系统的详细设计 192
7.3.1图像数字化采集部分程序设计 192
7.3.2 LCD显示部分程序设计与实现 192
7.4硬件体系结构设计 195
7.5 Boot Loader的设计 196
7.5.1 Boot Loader程序概念 196
7.5.2 U-Boot及其移植 196
7.5.3 U-Boot在S3C44BOX开发板的下载与使用U-Boot的下载 198
7.6 uCLinux的移植 202
7.6.1 uCLinux设备驱动程序介绍 203
7.6.2 uCLinux内核的加载方式 203
7.6.3添加应用程序到uCLinux 203
7.6.4 uCLinux交叉编译环境的建立 204
7.6.5 uCLinux内核的配置与编译 204
7.6.6 uClinux下载 207
小结 212
思考题 212
参考文献 213