嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計（第2版）

上篇原 理 部 分
第1章嵌入式系統(tǒng)概述
1.1嵌入式系統(tǒng)簡介
1.1.1嵌入式系統(tǒng)歷史與現(xiàn)狀
1.1.2嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
1.1.3應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展方向
1.2嵌入式處理器
1.2.1嵌入式處理器簡介
1.2.2ARM處理器的應(yīng)用領(lǐng)域及一般特點
1.2.3ARM處理器系列
1.3嵌入式操作系統(tǒng)
1.3.1嵌入式操作系統(tǒng)簡介
1.3.2嵌入式Linux
1.3.3VxWorks
1.3.4μC/OSⅡ
1.3.5Windows CE
1.3.6Symbian
1.3.7Android
1.3.8iOS
1.3.9其他嵌入式操作系統(tǒng)
1.4嵌入式系統(tǒng)設(shè)計
1.4.1嵌入式系統(tǒng)設(shè)計過程
1.4.2硬件設(shè)計平臺的選擇
1.4.3軟件設(shè)計平臺的選擇
1.4.3嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)
1.4.5測試和優(yōu)化
小結(jié)
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第2章ARM處理器和指令集
2.1ARM處理器簡介
2.1.1ARM公司和ARM產(chǎn)品簡介
2.1.2ARM指令集體系結(jié)構(gòu)版本
2.1.3ARM處理器系列
2.2ARM指令集簡介
2.2.1RISC簡介
2.2.2ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)
2.2.3ARM指令類型和指令的條件域
2.3ARM指令的尋址方式
2.3.1立即尋址
2.3.2寄存器尋址
2.3.3寄存器偏移尋址
2.3.4寄存器間接尋址
2.3.5基址變址尋址
2.3.6多寄存器尋址
2.3.7堆棧尋址
2.3.8相對尋址
2.4ARM指令簡介
2.4.1跳轉(zhuǎn)指令
2.4.2通用數(shù)據(jù)處理指令
2.4.3乘法指令
2.4.4Load/Store內(nèi)存訪問指令
2.4.5ARM協(xié)處理器指令
2.4.6雜項指令
2.4.7飽和算術(shù)指令
2.4.8ARM偽指令
2.5Thumb指令簡介
2.5.1Thumb跳轉(zhuǎn)指令
2.5.2Thumb通用數(shù)據(jù)處理指令
2.5.3Thumb算術(shù)指令
2.5.4Thumb內(nèi)存訪問指令
2.5.5Thumb軟中斷和斷電指令
2.5.6Thumb偽指令
小結(jié)
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第3章嵌入式Linux操作系統(tǒng)
3.1嵌入式Linux簡介
3.1.1μCLinux
3.1.2RTLinux
3.1.3紅旗嵌入式Linux
3.2內(nèi)存管理
3.2.1內(nèi)存管理和MMU
3.2.2標(biāo)準(zhǔn)Linux的內(nèi)存管理
3.2.3μCLinux的內(nèi)存管理
3.3進程管理
3.3.1進程和進程管理
3.3.2RTLinux的進程管理
3.3.3標(biāo)準(zhǔn)Linux的進程管理
3.3.4μCLinux的進程管理
3.4文件系統(tǒng)
3.4.1文件系統(tǒng)定義
3.4.2Linux文件系統(tǒng)
3.4.3嵌入式Linux文件系統(tǒng)
小結(jié)
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第4章嵌入式軟件編程技術(shù)
4.1嵌入式編程基礎(chǔ)
4.1.1嵌入式匯編語言基礎(chǔ)
4.1.2嵌入式高級編程知識
4.1.3嵌入式開發(fā)工程
4.2嵌入式匯編編程技術(shù)
4.2.1基本語法
4.2.2匯編語言程序設(shè)計案例
4.3嵌入式高級編程技術(shù)
4.3.1函數(shù)可重入
4.3.2中斷處理過程
4.4高級語言與匯編語言混合編程
4.4.1高級語言與匯編語言混合編程概述
4.4.2匯編程序調(diào)用C程序
4.4.3C程序調(diào)用匯編程序
小結(jié)
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第5章開發(fā)環(huán)境和調(diào)試技術(shù)
5.1交叉開發(fā)模式概述
5.2宿主機環(huán)境
5.2.1串口終端
5.2.2BOOTP
5.2.3TFTP
5.2.4交叉編譯
5.3目標(biāo)板環(huán)境
5.3.1JTAG接口簡介
5.3.2Boot Loader簡介
5.4交叉編譯工具鏈
5.4.1交叉編譯的構(gòu)建
5.4.2相關(guān)工具
5.5gdb調(diào)試器
5.6遠程調(diào)試
5.6.1遠程調(diào)試原理
5.6.2gdb遠程調(diào)試功能
5.6.3使用gdbserver
5.7內(nèi)核調(diào)試
5.7.1內(nèi)核調(diào)試技術(shù)
5.7.2kgdb內(nèi)核調(diào)試
5.8網(wǎng)絡(luò)調(diào)試
小結(jié)
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第6章Boot Loader技術(shù)
6.1Boot Loader基本概念
6.1.1Boot Loader所支持的硬件環(huán)境
6.1.2Boot Loader的安裝地址
6.1.3Boot Loader相關(guān)的設(shè)備和基址
6.1.4Boot Loader的啟動過程
6.1.5Boot Loader的操作模式
6.1.6Boot Loader與主機之間的通信設(shè)備及協(xié)議
6.2Boot Loader典型結(jié)構(gòu)
6.2.1Boot Loader階段1介紹
6.2.2Boot Loader階段2介紹
6.2.3關(guān)于串口終端
6.3UBoot簡介
6.3.1認(rèn)識UBoot
6.3.2UBoot特點
6.3.3UBoot代碼結(jié)構(gòu)分析
6.4vivi簡介
6.4.1認(rèn)識vivi
6.4.2vivi代碼導(dǎo)讀
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第7章ARMLinux內(nèi)核
7.1ARMLinux內(nèi)核簡介
7.1.1ARMLinux內(nèi)核和普通Linux內(nèi)核的區(qū)別
7.1.2ARMLinux的版本控制
7.1.3ARMLinux的代碼結(jié)構(gòu)
7.2ARMLinux內(nèi)存管理
7.2.1影響內(nèi)存管理的兩個方面
7.2.2ARMLinux的存儲機制
7.2.3虛擬內(nèi)存
7.3ARMLinux進程管理和調(diào)度
7.3.1進程的表示和生命周期
7.3.2Linux進程的創(chuàng)建、執(zhí)行和銷毀
7.3.3Linux進程的調(diào)度
7.4ARMLinux模塊機制
7.4.1Linux模塊概述
7.4.2模塊代碼結(jié)構(gòu)
7.4.3模塊的加載
7.4.4模塊的卸載
7.4.5版本依賴
7.5ARMLinux中斷管理
7.6ARMLinux系統(tǒng)調(diào)用
7.7ARMLinux系統(tǒng)啟動和初始化
7.7.1使用Boot Loader將內(nèi)核映像載入
7.7.2內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)初始化——內(nèi)核引導(dǎo)*部分
7.7.3外設(shè)初始化——內(nèi)核引導(dǎo)第二部分
7.7.4init進程和inittab腳本
7.7.5rc啟動腳本
7.7.6Shell的啟動
小結(jié)
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第8章文件系統(tǒng)
8.1嵌入式文件系統(tǒng)簡介
8.1.1Linux文件系統(tǒng)簡介
8.1.2嵌入式文件系統(tǒng)簡介
8.2嵌入式Linux文件系統(tǒng)框架
8.3JFFS2嵌入式文件系統(tǒng)
8.3.1目錄節(jié)點的定義
8.3.2數(shù)據(jù)節(jié)點
8.3.3可靠性支持
8.3.4內(nèi)存使用
8.3.5垃圾收集
8.3.6寫平衡
8.3.7JFFS2的不足之處
8.3.8JFFS3簡介
8.4根文件系統(tǒng)
8.4.1什么是根文件系統(tǒng)
8.4.2建立JFFS2根文件系統(tǒng)
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第9章設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計基礎(chǔ)
9.1Linux設(shè)備驅(qū)動程序簡介
9.1.1設(shè)備的分類
9.1.2設(shè)備文件
9.1.3主設(shè)備號和次設(shè)備號
9.1.4Linux設(shè)備驅(qū)動代碼的分布
9.1.5Linux設(shè)備驅(qū)動程序的特點
9.2設(shè)備驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)
9.2.1驅(qū)動程序的注冊與注銷
9.2.2設(shè)備的打開與釋放
9.2.3設(shè)備的讀寫操作
9.2.4設(shè)備的控制操作
9.2.5設(shè)備的輪詢和中斷處理
9.3Linux內(nèi)核設(shè)備模型
9.3.1設(shè)備模型建立的目的
9.3.2sysfs——設(shè)備拓撲結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)表現(xiàn)
9.3.3驅(qū)動模型和sysfs
9.3.4kobject
9.3.5platform總線
9.4同步機制
9.4.1同步鎖
9.4.2信號量
9.4.3讀寫信號量
9.4.4原子操作
9.4.5完成事件
9.4.6時間
9.5內(nèi)存映射和管理
9.5.1物理地址映射到虛擬地址
9.5.2內(nèi)核空間映射到用戶空間
9.6工作隊列
9.7異步I/O
9.8DMA
9.8.1DMA數(shù)據(jù)傳輸
9.8.2DMA定義
9.8.3DMA映射
小結(jié)
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第10章字符設(shè)備和驅(qū)動程序設(shè)計
10.1字符設(shè)備驅(qū)動框架
10.2字符設(shè)備驅(qū)動開發(fā)
10.2.1設(shè)備號
10.2.2關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
10.2.3字符設(shè)備注冊和注銷
10.3GPIO驅(qū)動概述
10.4串行總線概述
10.4.1SPI總線
10.4.2I2C總線
10.4.3SMBus總線
10.5I2C總線驅(qū)動開發(fā)
10.5.1I2C驅(qū)動架構(gòu)
10.5.2關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
10.5.3I2C核心
10.5.4I2C總線驅(qū)動
10.5.5I2C設(shè)備驅(qū)動
小結(jié)
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第11章塊設(shè)備和驅(qū)動程序設(shè)計
11.1塊設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計概要
11.1.1塊設(shè)備的數(shù)據(jù)交換方式
11.1.2塊設(shè)備讀寫請求
11.2Linux塊設(shè)備驅(qū)動相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與函數(shù)
11.2.1gendisk結(jié)構(gòu)
11.2.2request結(jié)構(gòu)
11.2.3request_queue隊列
11.2.4bio結(jié)構(gòu)
11.3塊設(shè)備的注冊與注銷
11.4塊設(shè)備初始化與卸載
11.5塊設(shè)備操作
11.6請求處理
11.7MMC卡驅(qū)動
11.7.1MMC/SD芯片介紹
11.7.2MMC/SD卡驅(qū)動結(jié)構(gòu)
11.7.3MMC卡塊設(shè)備驅(qū)動分析
11.7.4HSMCI接口驅(qū)動設(shè)計分析
小結(jié)
進一步探索
第12章網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)
12.1以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識
12.1.1CSMA/CD協(xié)議
12.1.2以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)
12.1.3嵌入式系統(tǒng)中常用的絡(luò)協(xié)議
12.2嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動開發(fā)概述
12.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
12.3.1net_device數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
12.3.2sk_buffer數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
12.4網(wǎng)絡(luò)設(shè)備初始化
12.5打開和關(guān)閉接口
12.6數(shù)據(jù)接收與發(fā)送
12.7查看狀態(tài)與參數(shù)設(shè)置
12.8AT91SAM9G45網(wǎng)卡驅(qū)動
12.8.1EMAC模塊簡介
12.8.2模塊圖
12.8.3功能描述
12.8.4寄存器描述
12.8.5AT91SAM9G45芯片EMAC控制器驅(qū)動分析
小結(jié)
進一步探索
第13章嵌入式GUI及應(yīng)用程序設(shè)計
13.1嵌入式GUI設(shè)計概述
13.1.1嵌入式GUI簡介
13.1.2嵌入式GUI設(shè)計需求
13.1.3嵌入式GUI設(shè)計原則
13.1.4主流嵌入式GUI簡介
13.2嵌入式GUI體系結(jié)構(gòu)設(shè)計
13.2.1嵌入式GUI體系結(jié)構(gòu)
13.2.2抽象層
13.2.3核心層
13.2.4接口層
13.3基于主流GUI的應(yīng)用程序設(shè)計
13.3.1MiniGUI開發(fā)環(huán)境搭建
13.3.2基于MiniGUI的應(yīng)用程序設(shè)計
13.3.3Android開發(fā)環(huán)境搭建
13.3.4基于Android的應(yīng)用程序設(shè)計
小結(jié)
進一步探索
下篇實驗部分
第1章實驗基礎(chǔ)
第2章開發(fā)環(huán)境建立
第3章內(nèi)核和模塊構(gòu)建
第4章文件系統(tǒng)構(gòu)建
第5章調(diào)試技術(shù)演練
第6章字符設(shè)備和驅(qū)動程序設(shè)計
第7章塊設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計
第8章網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計
第9章MiniGUI應(yīng)用設(shè)計
第10章Android應(yīng)用設(shè)計