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目录1

第1章 嵌入式系统开发基础1

1.1 嵌入式系统的基本概念1

1.1.1 嵌入式计算机1

1.1.2 嵌入式系统的概念5

1.1.3 嵌入式系统的特点6

1.1.4 嵌入式系统的分类9

1.1.5 嵌入式系统的应用范围9

1.1.6 嵌入式技术是中国IT发展的难得机遇9

1.2 嵌入式系统的组成结构10

1.2.1 嵌入式系统硬件基本结构介绍11

1.2.2 嵌入式系统软件的层次结构12

1.2.3 启动程序BootLoader介绍14

1.3.1 嵌入式处理器15

1.3 嵌入式系统的硬件组成15

1.3.2 典型嵌入式处理器介绍16

1.3.3 嵌入式SoC21

1.3.4 可编程片上系统SOPC22

1.3.5 嵌入式外围接口电路和设备接口24

1.4 嵌入式操作系统25

1.4.1 嵌入式操作系统介绍26

1.4.2 嵌入式实时操作系统26

1.4.3 典型嵌入式操作系统介绍28

1.5 嵌入式应用软件开发31

1.5.1 嵌入式软件开发的特点和技术挑战31

1.5.2 嵌入式软件开发环境32

1.5.3 嵌入式应用软件开发的基本流程35

1.5.4 嵌入式软件开发的可移植性和可重用性39

1.6 嵌入式系统的开发流程40

1.6.2 软硬件协同设计41

1.6.1 嵌入式系统开发考虑的要素41

1.6.3 嵌入式系统开发的基本流程42

1.7 嵌入式系统的发展趋势44

1.7.1 即将来临的以ARM为核心的32位浪潮44

1.7.2 嵌入式系统与Internet的融合46

1.7.3 嵌入式系统的发展趋势47

习题48

第2章 ARM技术概述50

2.1 ARM体系结构的发展历史和技术特征50

2.1.1 ARM技术的发展历程51

2.1.2 ARM体系结构的技术特征53

2.2 ARM体系结构不同版本的发展概述54

2.2.1 ARM体系结构的基本版本54

2.2.2 ARM体系结构的演变57

2.3 Thumb技术介绍59

2.2.3 ARM体系结构的命名规则59

2.3.1 Thumb的技术概述60

2.3.2 Thumb的技术特点60

2.4 ARM处理器工作状态60

2.5 ARM处理器工作模式61

2.6 ARM寄存器组成62

2.6.1 ARM寄存器组成概述62

2.6.2 ARM状态下的寄存器组织63

2.6.3 Thumb状态下的寄存器组织68

2.7 ARM的异常中断69

2.7.1 ARM的异常中断响应过程70

2.7.2 从异常中断处理程序中返回71

2.7.3 异常中断向量表73

2.7.4 异常中断的优先级73

2.8 ARM典型流水线技术简介74

2.8.1 ARM的3级流水线简介74

2.8.2 ARM的5级流水线简介75

2.9 ARM存储器接口及存储器层次77

2.9.1 ARM存储数据类型和存储格式77

2.9.2 ARM的存储器层次简介78

2.10 ARM协处理器79

2.11 ARM片上总线AMBA79

2.12 ARM的调试结构80

2.13 ARM核综述81

2.13.1 ARM7系列核82

2.13.2 ARM9系列核87

2.13.3 ARM10系列核89

2.13.4 StrongARM和XScale系列核91

2.13.5 SecurCore系列核94

2.14 基于ARM核的芯片选择95

2.14.1 应用角度的ARM芯片选择原则95

2.14.2 多内核ARM角度的芯片选择原则97

习题98

第3章 ARM指令集99

3.1 ARM指令集概述99

3.1.1 ARM指令集编码99

3.1.2 条件执行100

3.1.3 指令分类及指令格式101

3.2 ARM寻址方式102

3.2.1 立即寻址102

3.2.2 寄存器寻址104

3.2.3 寄存器间接寻址105

3.2.4 基址加偏址寻址106

3.2.5 堆栈寻址108

3.2.6 块拷贝寻址109

3.3 ARM指令详细介绍111

3.3.1 数据处理指令111

3.2.7 相对寻址111

3.3.2 Load/Store指令119

3.3.3 状态寄存器与通用寄存器之间的传送指令128

3.3.4 转移指令131

3.3.5 异常中断产生指令135

3.3.6 协处理器指令138

3.3.7 未使用的指令空间142

习题144

第4章 Thumb指令集147

4.1 Thumb指令集概述147

4.1.1 Thumb指令集编码148

4.1.2 Thumb状态切换148

4.1.3 编程模型149

4.1.4 Thumb指令集特点150

4.2.1 Thumb数据处理指令151

4.2 Thumb指令详细介绍151

4.2.2 Thumb转移指令159

4.2.3 数据存取指令163

4.2.4 异常中断指令169

习题171

第5章 基于ARM的嵌入式系统应用程序设计173

5.1 ARM汇编语言的伪操作、宏指令与伪指令173

5.1.1 2种编译模式的集成开发环境IDE介绍174

5.1.2 ADS编译环境下的ARM伪操作和宏指令174

5.1.3 GNU编译环境下的ARM伪操作与宏指令201

5.1.4 ARM汇编语言的伪指令211

5.2 ARM汇编语言程序设计215

5.2.1 ARM汇编中的文件格式215

5.2.2 ARM汇编语言语句格式215

5.2.3 ARM汇编语言编程的重点225

5.2.4 ARM汇编程序实例232

5.3.1 C语言的“预处理伪指令”在嵌入式程序设计中的应用238

5.3 嵌入式C语言程序设计基础238

5.3.2 嵌入式程序设计中的函数及函数库244

5.3.3 嵌入式程序设计中常用的C语言语句247

5.3.4 嵌入式程序设计中C语言的变量、数组、结构和联合252

5.4 嵌入式C语言程序设计实例259

5.4.1 实例实现功能介绍259

5.4.2 实例实现程序源代码介绍261

5.5 嵌入式C语言程序设计技巧269

5.5.1 变量定义269

5.5.2 参数传递271

5.5.3 循环条件272

5.6 C语言与汇编语言混合编程273

5.6.1 ATPCS介绍273

5.6.2 内嵌汇编277

5.6.3 C语言和ARM汇编语言程序间相互调用283

5.7 基于Embest IDE for ARM环境的软件开发实例286

习题286

第6章 基于S3C44B0X的嵌入式系统应用开发实例290

6.1 S3C44B0X处理器介绍290

6.1.1 SAMSUNGS3C44B0X简介290

6.1.2 SAMSUNGS3C44B0X特点290

6.1.3 S3C44B0X功能结构框图294

6.1.4 S3C44B0X引脚信号描述294

6.2 S3C44B0X存储控制器功能及应用开发299

6.2.1 S3C44B0X存储控制器概述300

6.2.2 S3C44B0X存储器空间划分简述300

6.2.3 S3C44B0X存储控制器功能描述301

6.2.4 S3C44B0X存储控制器的特殊功能寄存器302

6.3 S3C44B0X I/O端口功能及应用开发306

6.3.1 S3C44B0X I/O功能概述306

6.2.5 S3C44B0X存储器应用编程306

6.3.2 S3C44B0X端口功能配置307

6.3.3 S3C44B0X端口功能控制描述308

6.3.4 S3C44B0X I/O端口的特殊功能寄存器310

6.3.5 S3C44B0X I/O端口应用编程315

6.4 S3C44B0X DMA功能及应用开发316

6.4.1 S3C44B0X DMA概述316

6.4.2 S3C44B0X ZDMA/BDMA操作316

6.4.3 S3C44B0X DMA特殊功能寄存器321

6.4.4 S3C44B0X DMA应用编程327

6.5 S3C44B0X UART接口功能及应用开发327

6.5.1 S3C44B0X UART概述327

6.5.2 S3C44B0X UART的操作328

6.5.3 S3C44B0X UART的特殊功能寄存器332

6.5.4 S3C44B0X UART应用编程337

6.6.2 S3C44B0X中断控制器的操作338

6.6 S3C44B0X中断控制器功能及应用开发338

6.6.1 S3C44B0X中断概述338

6.6.3 S3C44B0X中断源339

6.6.4 S3C44B0X矢量中断模式341

6.6.5 S3C44B0X中断控制器的特殊功能寄存器342

6.6.6 S3C44B0X中断控制器应用编程347

6.7 S3C44B0X时钟电源管理器功能及应用开发348

6.7.1 S3C44B0X时钟电源管理器概述348

6.7.2 S3C44B0X时钟电源管理器功能描述348

6.7.3 S3C44B0X时钟发生器与电源管理特殊功能寄存器353

6.7.4 S3C44B0X时钟与电源管理器应用编程355

6.8 S3C44B0X PWM定时器功能及应用开发356

6.8.1 S3C44B0X PWM定时器概述356

6.8.2 S3C44B0X PWM定时器工作原理356

6.8.3 S3C44B0X PWM定时器操作357

6.8.4 S3C44B0X PWM定时器的特殊功能寄存器360

6.8.5 S3C44B0X PWM定时器应用编程364

6.9 S3C44B0X LCD控制器功能及应用开发365

6.9.1 S3C44B0X LCD控制器概述365

6.9.2 S3C44B0X LCD控制器的特性365

6.9.3 S3C44B0X LCD外部接口信号366

6.9.4 S3C44B0X LCD控制器框图366

6.9.5 S3C44B0X LCD控制操作367

6.9.6 S3C44B0X LCD视频操作368

6.9.7 S3C44B0X LCD控制器的特殊功能寄存器371

6.9.8 S3C44B0X LCD控制器应用编程376

6.10 S3C44B0X A/D转换器功能及应用开发376

6.10.1 S3C44B0X A/D转换器概述376

6.10.2 S3C44B0X A/D转换器特点376

6.10.3 S3C44B0X A/D转换操作376

6.10.4 S3C44B0X A/D转换的特殊功能寄存器379

6.11.1 S3C44B0X RTC概述380

6.11 S3C44B0X RTC功能及应用开发380

6.10.5 S3C44B0X A/D转换器应用编程380

6.11.2 S3C44B0X RTC特性381

6.11.3 S3C44B0X RTC操作381

6.11.4 S3C44B0X RTC特殊功能寄存器383

6.11.5 S3C44B0X RTC应用编程389

6.12 S3C44B0X看门狗定时器功能及应用开发389

6.12.1 S3C44B0X看门狗定时器概述389

6.12.2 S3C44B0X看门狗定时器特殊功能寄存器390

6.12.3 S3C44B0X看门狗定时器应用编程391

6.13 S3C44B0X I2C总线接口功能及应用开发391

6.13.1 S3C44B0X I2C总线概述392

6.13.2 S3C44B0X I2C总线接口操作393

6.13.3 S3C44B0X I2C接口特殊功能寄存器396

6.14.2 S3C44B0X IIS特性399

6.14.1 S3C44B0X IIS概述399

6.14 S3C44B0XIIS总线接口功能及应用开发399

6.13.4 S3C44B0X I2C总线应用编程399

6.14.3 S3C44B0X IIS功能描述400

6.14.4 S3C44B0X IIS接口工作模式400

6.14.5 S3C44B0X音频串行接口格式401

6.14.6 S3C44B0X IIS接口特殊功能寄存器403

6.14.7 S3C44B0X IIS应用编程406

6.15 S3C44B0X SIO功能及应用开发406

6.15.1 S3C44B0X SIO概述406

6.15.2 S3C44B0X SIO特点406

6.15.3 S3C44B0X SIO正常操作模式407

6.15.4 S3C44B0X SIO DMA操作408

6.15.5 S3C44B0X SIO接口特殊功能寄存器409

6.16 基于S3C44B0X的S3CEV40开发介绍410

6.16.2 S3CEV40X外围接口硬件资源简介411

6.16.1 S3CEV40基本功能介绍411

6.17 S3C44B0X启动程序设计416

习题416

第7章 嵌入式操作系统及开发简介418

7.1 μCLinnx操作系统概述418

7.1.1 μCLinux简介418

7.1.2 μCLinux的结构419

7.1.3 μCLinux的设计特征420

7.1.4 系统引导程序422

7.1.5 μCLinux在S3C44B0X上的移植423

7.2 μC/OS-Ⅱ操作系统概述425

7.2.1 μC/OS-Ⅱ简介425

7.2.2 μC/OS-Ⅱ的内核425

7.2.3 μC/OS-Ⅱ的文件体系426

7.2.4 μC/OS-Ⅱ在S3C44B0X上的移植427

参考文献428