嵌入式系統(tǒng)：硬件與軟件架構(gòu)

第一部分  嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論
第1章  嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)工程方法　2
1.1  什么是嵌入式系統(tǒng)　2
1.2  嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)　3
1.3  嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)簡介　5
1.4  嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的重要性　6
1.5  嵌入式系統(tǒng)模型　7
小結(jié)　8
習(xí)題　8
附注　10
第2章  了解標(biāo)準(zhǔn)　11
2.1  程序設(shè)計(jì)語言概述和程序設(shè)計(jì)語言標(biāo)準(zhǔn)實(shí)例　19
2.1.1  垃圾收集　26
2.1.2  處理Java字節(jié)碼　28
2.2  標(biāo)準(zhǔn)與連網(wǎng)　31
2.2.1  相連的設(shè)備間的距離　31
2.2.2  物理介質(zhì)　32
2.2.3  網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)　34
2.2.4  開放系統(tǒng)互連模型　34
2.3  基于多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備實(shí)例：數(shù)字電視　45
小結(jié)　46
習(xí)題　46
附注　48
第二部分  嵌入式硬件
第3章  嵌入式硬件構(gòu)建模塊和嵌入式電路板　50
3.1  硬件第一課：學(xué)習(xí)閱讀電路原理圖　50
3.2  嵌入式電路板和馮·諾依曼模型　53
3.3  硬件的供電　55
3.4  基本硬件材料：導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體　57
3.5  電路板上和芯片內(nèi)常見的無源元件：電阻器、電容器和電感器　60
3.5.1  電阻器　60
3.5.2  電容器　63
3.5.3  電感器　64
3.6  半導(dǎo)體以及處理器和存儲(chǔ)器的有源構(gòu)建模塊　65
3.6.1  二極管　65
3.6.2  晶體管　66
3.6.3  從基本元件建構(gòu)更復(fù)雜的電路：門　72
3.7  組合：集成電路　76
小結(jié)　79
習(xí)題　79
附注　84
第4章  嵌入式處理器　85
4.1  ISA體系結(jié)構(gòu)模型　86
4.1.1  專用ISA模型　91
4.1.2  通用ISA模型　93
4.1.3  指令級(jí)并行ISA模型　94
4.2  內(nèi)部處理器設(shè)計(jì)　96
4.2.1  中央處理單元　99
4.2.2  片上存儲(chǔ)器　110
4.2.3  處理器輸入/輸出　120
4.2.4  處理器總線　137
4.3  處理器性能　138
4.4  閱讀處理器的數(shù)據(jù)手冊(cè)　139
小結(jié)　148
習(xí)題　148
附注　150
第5章  板級(jí)存儲(chǔ)器　152
5.1  只讀存儲(chǔ)器　155
5.2  隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器　158
5.3  輔助存儲(chǔ)器　165
5.4  外部存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)管理　168
5.5  板級(jí)存儲(chǔ)器及其性能　169
小結(jié)　170
習(xí)題　170
附注　171
第6章  板級(jí)I/O　172
6.1  管理數(shù)據(jù)：串行與并行I/O　174
6.1.1  串行I/O示例1(網(wǎng)絡(luò)與通信：RS-232)　176
6.1.2  串行I/O示例2(網(wǎng)絡(luò)與通信：IEEE 802.11無線LAN)　180
6.1.3  并行I/O　183
6.1.4  并行I/O示例3(并行輸出和圖形I/O)　184
6.1.5  并行和串行I/O示例4(網(wǎng)絡(luò)與通信：以太網(wǎng))　186
6.2  I/O組件的接口　189
6.2.1  I/O設(shè)備與嵌入式電路板的接口　190
6.2.2  I/O控制器與主CPU的接口　191
6.3  I/O和性能　192
小結(jié)　192
習(xí)題　193
附注　195
第7章  板級(jí)總線　196
7.1  總線仲裁和時(shí)序　197
7.1.1  不可擴(kuò)展總線：I2C總線示例　201
7.1.2  PCI總線示例：可擴(kuò)展總線　203
7.2  總線和其他板級(jí)組件之間的集成　205
7.3  總線性能　206
小結(jié)　207
習(xí)題　207
附注　208
第三部分  嵌入式軟件介紹
第8章  設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序　210
8.1  實(shí)例1：中斷處理的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序　213
8.1.1  中斷優(yōu)先級(jí)　215
8.1.2  上下文切換　218
8.1.3  中斷設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序偽代碼實(shí)例　219
8.1.4  中斷處理和性能　223
8.2  實(shí)例2：存儲(chǔ)器設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序　224
8.3  實(shí)例3：板級(jí)總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序　239
8.4  板級(jí)I/O驅(qū)動(dòng)程序?qū)嵗?43
8.4.1  實(shí)例4：初始化一個(gè)以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序　244
8.4.2  實(shí)例5：初始化一個(gè)RS-232驅(qū)動(dòng)程序　255
小結(jié)　259
習(xí)題　259
附注　261
第9章  嵌入式操作系統(tǒng)　262
9.1  什么是進(jìn)程　265
9.2  多任務(wù)和進(jìn)程管理　267
9.2.1  進(jìn)程執(zhí)行　267
9.2.2  進(jìn)程調(diào)度　275
9.2.3  任務(wù)間通信及同步　283
9.3  內(nèi)存管理　289
9.3.1  用戶內(nèi)存空間　289
9.3.2  內(nèi)核內(nèi)存空間　298
9.4  I/O和文件系統(tǒng)管理　298
9.5  OS標(biāo)準(zhǔn)實(shí)例：POSIX　299
9.6  OS 性能指南　301
9.7  OS和板級(jí)支持包　301
小結(jié)　302
習(xí)題　302
附注　304
第10章  中間件和應(yīng)用軟件　305
10.1  什么是中間件　305
10.2  什么是應(yīng)用軟件　306
10.3  中間件實(shí)例　306
10.4  應(yīng)用層軟件實(shí)例　332
10.4.1  FTP客戶機(jī)應(yīng)用實(shí)例　333
10.4.2  簡單郵件傳輸協(xié)議和電子郵件的實(shí)例　335
10.4.3  超文本傳輸協(xié)議客戶機(jī)和服務(wù)器實(shí)例　339
10.4.4  程序語言的快速注釋和應(yīng)用軟件　342
小結(jié)　343
習(xí)題　343
附注　344
第四部分  系統(tǒng)集成：設(shè)計(jì)與開發(fā)
第11章  定義系統(tǒng)——?jiǎng)?chuàng)建體系結(jié)構(gòu)和編寫設(shè)計(jì)文檔　346
11.1  創(chuàng)建嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)　347
11.1.1  階段1：具有堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)　347
11.1.2  階段2：理解體系結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)周期　348
11.1.3  階段3：定義體系結(jié)構(gòu)模式和參考模型　356
11.1.4  階段4：定義體系結(jié)構(gòu)性結(jié)構(gòu)　361
11.1.5  階段5：編寫體系結(jié)構(gòu)文檔　363
11.1.6  階段6：分析和評(píng)估體系結(jié)構(gòu)　364
小結(jié)　366
習(xí)題　366
附注　367
第12章  嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最后階段：實(shí)現(xiàn)和測試　368
12.1  設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)　368
12.1.1  主要的軟件實(shí)用工具：在編輯器或集成開發(fā)環(huán)境中編寫代碼　369
12.1.2  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和硬件　369
12.1.3  翻譯工具——預(yù)處理工具、解釋器、編譯器以及鏈接器　370
12.1.4  調(diào)試工具　373
12.1.5  系統(tǒng)引導(dǎo)　377
12.2  質(zhì)量保證和設(shè)計(jì)測試　384
小結(jié)：嵌入式系統(tǒng)維護(hù)及其他　386
習(xí)題　386
附注　387
附錄A  項(xiàng)目和練習(xí)　388
附錄B  原理圖符號(hào)　404
附錄C  縮略語　409
附錄D  詞匯表　418