基于ARM嵌入式μCLinux系統(tǒng)原理及應(yīng)用

第1章 嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論1
1.1 概述1
1.1.1 什么是嵌入式系統(tǒng)1
1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的特點及分類2
1.2 嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)4
1.2.1 嵌入式微處理器4
1.2.2 嵌入式操作系統(tǒng)5
1.3 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計過程9
1.3.1 需求分析10
1.3.2 規(guī)格說明13
1.3.3 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計13
1.3.4 設(shè)計硬件構(gòu)件和軟件構(gòu)件15
1.3.5 系統(tǒng)集成15
1.3.6 系統(tǒng)測試15
小結(jié)16
習(xí)題16
第2章 ARM/Thumb微處理器結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng)17
2.1 ARM微處理器概述17
2.1.1 ARM系列微處理器17
2.1.2 RISC體系結(jié)構(gòu)20
2.1.3 ARM和Thumb狀態(tài)21
2.1.4 寄存器21
2.1.5 ARM指令集概述21
2.1.6 Thumb指令集概述21
2.2 ARM微處理器體系結(jié)構(gòu)22
2.2.1 數(shù)據(jù)類型22
2.2.2 ARM微處理器的工作狀態(tài)22
2.2.3 ARM體系結(jié)構(gòu)的存儲器格式23
2.2.4 處理器模式23
2.2.5 寄存器組織24
2.2.6 異常28
2.3 ARM/Thumb指令系統(tǒng)34
2.3.1 ARM處理器尋址方式34
2.3.2 ARM指令集介紹36
2.3.3 Thumb指令集介紹54
小結(jié)55
習(xí)題55
第3章 程序設(shè)計基礎(chǔ)56
3.1 GCC簡介56
3.1.1 GCC組成56
3.1.2 GCC編譯程序的基本過程57
3.2 C/C++交叉編譯器arm-elf-gcc58
3.2.1 概述58
3.2.2 命令使用60
3.3 交叉連接器arm-elf-ld62
3.3.1 概述62
3.3.2 命令使用63
3.3.3 linkcmds鏈接命令文件64
3.4 工程管理器make70
3.4.1 概述70
3.4.2 命令使用71
3.4.3 編寫一個makefile72
3.5 交叉匯編器 arm-elf-as76
3.5.1 概述76
3.5.2 命令使用77
3.6 匯編語言編程78
3.6.1 匯編語言78
3.6.2 宏語句與條件匯編83
3.6.3 模塊化程序設(shè)計86
3.6.4 內(nèi)存模式86
3.6.5 StrongARM和ARM786
3.7 簡單程序設(shè)計88
3.7.1 順序程序設(shè)計88
3.7.2 分支程序設(shè)計89
3.7.3 循環(huán)程序設(shè)計90
3.7.4 子程序設(shè)計91
3.8 混合語言編程92
3.8.1 如何在C語言內(nèi)嵌匯編語言93
3.8.2 C與匯編相互調(diào)用96
小結(jié)99
習(xí)題99
第4章 S3C44B0X CPU管理及附加電路101
4.1 S3C44B0X簡介101
4.2 時鐘和功耗管理109
4.2.1 概述109
4.2.2 寄存器定義111
4.2.3 時鐘與電源管理編程113
4.3 CPU Wrapper和總線特性114
4.3.1 概述114
4.3.2 內(nèi)部SRAM115
4.3.3 總線優(yōu)先級115
4.3.4 寫緩沖區(qū)操作116
4.3.5 特殊寄存器116
4.4 存儲器管理118
4.5 存儲時序圖123
4.6 MICETEK EV44B0II開發(fā)板簡介126
4.6.1 存儲地址空間分配126
4.6.2 I/O口配置128
4.6.3 電源、時鐘及復(fù)位電路130
4.6.4 MBL(Micetek Boot Loader)介紹130
小結(jié)131
習(xí)題131
第5章 S3C44B0X接口電路設(shè)計與編程132
5.1 存儲器電路設(shè)計及編程132
5.1.1 SDRAM KM416S4020B芯片132
5.1.2 Flash 存儲器132
5.1.3 存儲器與CPU的連接137
5.1.4 SDRAM存儲器接口電路與編程138
5.1.5 Flash 存儲器接口電路與編程139
5.2 中斷系統(tǒng)電路設(shè)計及編程141
5.2.1 S3C44B0X中斷概述141
5.2.2 中斷源及中斷模式142
5.2.3 中斷請求及允許143
5.2.4 中斷判優(yōu)143
5.2.5 IRQ中斷響應(yīng)模式145
5.2.6 中斷及異常響應(yīng)處理過程150
5.2.7 中斷特殊寄存器154
5.2.8 中斷程序應(yīng)用編程159
5.3 通用I/O接口電路設(shè)計及編程161
5.3.1 概述161
5.3.2 端口控制寄存器165
5.3.3 LED接口電路設(shè)計及編程166
5.3.4 鍵盤接口電路設(shè)計及編程167
5.4 DMA接口電路原理及編程169
5.4.1 S3C44B0X DMA控制器結(jié)構(gòu)170
5.4.2 外部DMA請求/應(yīng)答協(xié)議171
5.4.3 DMA傳輸模式172
5.4.4 DMA請求源的選擇173
5.4.5 DMA自動重裝模式173
5.4.6 S3C44B0X芯片的DMA寄存器174
5.4.7 S3C44B0X DMA編程177
5.5 PWM計時器接口電路原理及編程180
5.5.1 概述180
5.5.2 PWM計時器操作181
5.5.3 PWM計時器控制寄存器186
5.5.4 PWM計時器編程188
5.6 看門狗計時器接口電路原理及編程190
5.6.1 概述190
5.6.2 WDT計時器控制寄存器190
5.6.3 WDT計時器編程191
5.7 日歷時鐘接口電路設(shè)計及編程192
5.7.1 概述192
5.7.2 日歷時鐘192
5.7.3 日歷時鐘寄存器定義194
5.7.4 日歷時鐘接口電路設(shè)計及編程197
5.8 LCD控制器198
5.8.1 LCD工作原理199
5.8.2 S3C44B0X的內(nèi)部LCD控制器199
5.8.3 LCD控制器的操作201
5.8.4 LCD控制器專用寄存器203
5.8.5 LCD接口電路設(shè)計及編程209
5.9 觸摸屏電路設(shè)計及編程213
5.9.1 觸摸屏概述213
5.9.2 電阻觸摸屏原理213
5.9.3 觸摸屏電路控制213
5.9.4 編程217
5.9.5 觸摸屏與顯示器的配合218
5.10 異步串行通信接口219
5.10.1 簡述219
5.10.2 中斷/DMA請求產(chǎn)生器220
5.10.3 UART錯誤狀態(tài)FIFO220
5.10.4 UART寄存器221
5.10.5 編程225
5.11 A/D轉(zhuǎn)換器227
5.11.1 A/D轉(zhuǎn)換器概述227
5.11.2 ADC的相關(guān)寄存器228
5.11.3 A/D轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計及編程229
5.12 D/A轉(zhuǎn)換器230
5.12.1 D/A轉(zhuǎn)換器工作原理230
5.12.2 DAC0832芯片231
5.13 IIS總線接口234
5.13.1 音頻系統(tǒng)簡介234
5.13.2 IIS總線概述234
5.13.3 傳輸方式235
5.13.4 聲音串口格式236
5.13.5 采樣頻率和主時鐘237
5.13.6 IIS操作238
5.13.7 IIS總線接口寄存器238
5.13.8 UDA1341TS概述240
5.13.9 IIS接口及編程246
小結(jié)252
習(xí)題252
第6章 嵌入式Linux開發(fā)254
6.1 嵌入式Linux概況254
6.1.1 嵌入式Linux254
6.1.2 嵌入式Linux的組成257
6.1.3 嵌入式Linux的版本257
6.2 μCLinux 開發(fā)介紹258
6.2.1 啟動模塊258
6.2.2 內(nèi)核初始化259
6.2.3 系統(tǒng)調(diào)用處理/異常處理259
6.2.4 驅(qū)動程序259
6.2.5 文件系統(tǒng)260
6.2.6 內(nèi)存管理260
6.2.7 進(jìn)程管理261
6.2.8 運行時間庫及應(yīng)用程序261
6.3 μCLinux啟動過程263
6.4 開發(fā)工具介紹266
6.4.1 安裝267
6.4.2 開發(fā)環(huán)境的建立267
6.4.3 調(diào)試方法268
6.5 內(nèi)核的配置和編譯272
6.5.1 配置內(nèi)核272
6.5.2 編譯內(nèi)核274
6.6 內(nèi)核的調(diào)試274
6.6.1 下載μCLinux內(nèi)核274
6.6.2 幾個調(diào)試窗口274
小結(jié)278
習(xí)題278
第7章 進(jìn)程/線程管理279
7.1 進(jìn)程概念及組成279
7.1.1 進(jìn)程概念279
7.1.2 進(jìn)程的組成279
7.2 進(jìn)程調(diào)度280
7.2.1 信號280
7.2.2 進(jìn)程狀態(tài)283
7.2.3 進(jìn)程調(diào)度284
7.3 進(jìn)程運行和控制285
7.4 進(jìn)程通信與同步286
7.4.1 進(jìn)程通信286
7.4.2 進(jìn)程同步288
7.5 線程概念及分類288
7.5.1 線程特點288
7.5.2 線程的基本概念289
7.5.3 線程的分類289
7.6 線程基礎(chǔ)290
7.6.1 線程的基本操作函數(shù)290
7.6.2 簡單的多線程編程291
7.7 線程應(yīng)用中的同步問題292
7.7.1 特定線程數(shù)據(jù)292
7.7.2 互斥鎖292
7.7.3 讀寫鎖294
7.7.4 記錄上鎖294
7.7.5 條件變量295
7.7.6 信號量295
小結(jié)295
習(xí)題295
第8章 存儲管理296
8.1 FLAT模式內(nèi)存管理296
8.1.1 3種內(nèi)存管理模型296
8.1.2 標(biāo)準(zhǔn)Linux的內(nèi)存管理297
8.1.3 μCLinux的內(nèi)存管理298
8.1.4 μCLinux內(nèi)存管理的局限性298
8.2 內(nèi)存管理模塊的啟動初始化299
8.2.1 setup_arch()299
8.2.2 paging_init()300
8.2.3 free_area_init()301
8.2.4 mem_init()301
8.3 可執(zhí)行程序的加載301
8.3.1 用戶程序的內(nèi)存分布301
8.3.2 reloc段機制302
8.3.3 FLAT可執(zhí)行文件格式303
8.3.4 執(zhí)行文件加載流程304
小結(jié)307
習(xí)題307
第9章 文件系統(tǒng)308
9.1 文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)308
9.2 文件系統(tǒng)類型310
9.2.1 ROMFS文件系統(tǒng)310
9.2.2 RAMFS文件系統(tǒng)312
9.2.3 JFFS與JFFS2文件系統(tǒng)312
9.2.4 EXT2文件系統(tǒng)314
9.3 文件系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)315
9.3.1 ROMFS文件系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)315
9.3.2 μCLinux源程序結(jié)構(gòu)318
9.4 簡單編程實例321
小結(jié)324
習(xí)題324
第10章 設(shè)備管理325
10.1 設(shè)備管理結(jié)構(gòu)325
10.1.1 概述325
10.1.2 字符設(shè)備與塊設(shè)備325
10.1.3 主設(shè)備號和次設(shè)備號326
10.1.4 Linux設(shè)備命名習(xí)慣326
10.2 驅(qū)動程序326
10.2.1 驅(qū)動程序基本功能326
10.2.2 驅(qū)動程序的運作過程327
10.2.3 常用接口函數(shù)介紹327
10.2.4 常用函數(shù)原型328
10.3 驅(qū)動程序編寫實例329
10.3.1 設(shè)備功能介紹329
10.3.2 具體實現(xiàn)329
小結(jié)333
習(xí)題334
第11章 應(yīng)用程序開發(fā)335
11.1 串口應(yīng)用程序335
11.1.1 串口主要函數(shù)介紹336
11.1.2 串口舉例338
11.2 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用340
11.2.1 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用340
11.2.2 Web服務(wù)器應(yīng)用350
11.3 音頻設(shè)備應(yīng)用354
11.3.1 常用音頻文件格式354
11.3.2 播放WAV文件舉例360
11.4鍵盤及LCD顯示應(yīng)用364
11.4.1 LCD介紹364
11.4.2 鍵盤實現(xiàn)368
11.5 漢字音樂點播應(yīng)用368
小結(jié)377
習(xí)題378
第12章 μCLinux在UP-NETARM3000平臺上的移植379
12.1 UP-NETARM3000嵌入式開發(fā)平臺介紹379
12.2 μCLinux在UP-NETARM3000上的移植379
12.2.1 Linux移植準(zhǔn)備379
12.2.2 關(guān)于交叉編譯環(huán)境380
12.2.3 修改μCLinux內(nèi)核源碼382
12.2.4 Linux內(nèi)核裁減384
12.2.5 內(nèi)核的編譯392
12.3 內(nèi)核及根文件系統(tǒng)的燒寫392
12.3.1 配置minicom392
12.3.2 燒寫內(nèi)核393
12.3.3 燒寫根文件系統(tǒng)393
小結(jié)394
習(xí)題394
附錄A S3C44B0X特殊功能寄存器地址對應(yīng)表395
附錄B 部分Linux命令403
附錄C LinuxView簡介406
參考文獻(xiàn)411