嵌入式系統(tǒng)原理與設計

前言
第1章　嵌入式系統(tǒng)簡介
　1.1　嵌入式系統(tǒng)的基本概念
　　1.1.1　現(xiàn)代計算機發(fā)展的歷史
　　1.1.2　嵌入式系統(tǒng)的定義和特點
　　1.1.3　嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)展
　1.2　嵌入式系統(tǒng)的架構
　1.3　嵌入式處理器
　　1.3.1　嵌入式處理器分類
　　1.3.2　典型嵌入式處理器介紹
　　1.3.3　嵌入式處理器選型原則
　1.4　嵌入式操作系統(tǒng)
　　1.4.1　概述
　　1.4.2　典型的嵌入式操作系統(tǒng)
　1.5　嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)方法
　1.6　嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
　思考題
第2章　嵌入式系統(tǒng)設計
　2.1　統(tǒng)一建模語言UML
　　2.1.1　UML概述
　　2.1.2　UML的發(fā)展歷史
　　2.1.3　UML基本元素
　2.2　需求
　　2.2.1　需求信息的獲取
　　2.2.2　需求定義
　2.3　規(guī)格說明
　2.4　體系結(jié)構設計
　2.5　設計硬件構件和軟件構件
　思考題
第3章　嵌入式系統(tǒng)的硬件設計——電路
　3.1　嵌入式硬件基礎
　　3.1.1　電路原理圖閱讀與繪制
　　3.1.2　印制電路板的基礎知識
　3.2　電路設計示例：復位電路設計
　　3.2.1　基本復位電路
　　3.2.2　復位電路設計的注意點
　　3.2.3　復位芯片的選擇
　　3.2.4　復位電路的調(diào)試
　思考題
第4章　嵌入式系統(tǒng)的硬件設計——存儲設備
　4.1　存儲設備概述
　　4.1.1　存儲器的基本概念
　　4.1.2　存儲器的作用
　　4.1.3　存儲設備的分類
　　4.1.4　存儲器系統(tǒng)層次結(jié)構
　　4.1.5　存儲器的性能指標
　　4.1.6　存儲器的基本構成
　4.2　常用存儲器
　　4.2.1　IC卡
　　4.2.2　CF卡
　　4.2.3　MMC卡
　　4.2.4　SD卡
　　4.2.5　TF卡
　　4.2.6　工業(yè)電子盤
　　4.2.7　U盤
　4.3　存儲器件的選擇
　思考題
第5章　嵌入式系統(tǒng)的硬件設計——接口及I/O設備
　5.1　接口
　　5.1.1　概述
　　5.1.2　常用接口
　5.2　定時器和計數(shù)器
　5.3　A/D和D/A轉(zhuǎn)換器
　　5.3.1　概述
　　5.3.2　A/D和D/A轉(zhuǎn)換原理
　5.4　鍵盤
　　5.4.1　概述
　　5.4.2　鍵盤原理
　5.5　顯示器
　　5.5.1　CRT顯示器
　　5.5.2　液晶顯示器
　　5.5.3　發(fā)光二極管顯示器
　　5.5.4　等離子顯示器
　　5.5.5　顯示器的驅(qū)動方式
　　5.5.6　設計實例：大屏幕LED顯示屏的設計
　5.6　觸摸屏
　　5.6.1　概述
　　5.6.2　觸摸屏分類
　5.7　I/O性能
　思考題
第6章　嵌入式系統(tǒng)的軟件設計——結(jié)構與方法
　6.1　嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構
　　6.1.1　概述
　　6.1.2　板級支持包BSP
　　6.1.3　輪轉(zhuǎn)結(jié)構
　　6.1.4　帶有中斷的輪轉(zhuǎn)結(jié)構
　　6.1.5　實時操作系統(tǒng)結(jié)構
　　6.1.6　嵌入式軟件結(jié)構的選擇
　6.2　軟件開發(fā)工具
　　6.2.1　宿主機與目標機
　　6.2.2　嵌入式系統(tǒng)的定位器
　　6.2.3　調(diào)試技術
　6.3　軟件的設計方法
　　6.3.1　無嵌入式操作系統(tǒng)
　　6.3.2　有嵌入式操作系統(tǒng)
　思考題
第7章　嵌入式系統(tǒng)的軟件設計——設計范型與編程
　7.1　嵌入式系統(tǒng)軟件的范型
　　7.1.1　范型
　　7.1.2　兩種范型
　7.2　編程模型
　　7.2.1　數(shù)據(jù)流圖
　　7.2.2　控制/數(shù)據(jù)流圖
　7.3　程序設計語言及基本編譯技術
　　7.3.1　語句翻譯
　　7.3.2　過程
　　7.3.3　數(shù)據(jù)結(jié)構
　　7.3.4　表達式簡化
　　7.3.5　死代碼清除
　　7.3.6　過程內(nèi)嵌
　　7.3.7　循環(huán)變換
　　7.3.8　寄存器分配
　　7.3.9　指令選擇
　　7.3.10　理解并使用編譯程序
　　7.3.11　解釋程序與適時編譯程序
　7.4　程序的質(zhì)量保證和測試
　思考題
第8章　嵌入式系統(tǒng)軟件設計——嵌入式操作系統(tǒng)
　8.1　概述
　　8.1.1　基本概念
　　8.1.2　內(nèi)核
　　8.1.3　可裁剪性
　8.2　嵌入式操作系統(tǒng)的服務
　　8.2.1　消息隊列、信箱和管道
　　8.2.2　定時器服務
　　8.2.3　事件
　　8.2.4　存儲管理
　　8.2.5　中斷服務
　8.3　嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā)
　　8.3.1　多進程多線程設計
　　8.3.2　進程間通信
　　8.3.3　進程的功率優(yōu)化策略
　8.4　調(diào)度器
　　8.4.1　可調(diào)度實體
　　8.4.2　多任務
　　8.4.3　上下文切換
　　8.4.4　調(diào)度算法
　　8.4.5　μC/OS-Ⅱ任務調(diào)度
　　8.4.6　Linux任務調(diào)度
　8.5　性能問題
　8.6　設計實例：嵌入式Linux中的進程管理
　8.7　完全公平調(diào)度算法
　　8.7.1　概述
　　8.7.2　CFS原理
　8.8　Linux在嵌入式系統(tǒng)中實時調(diào)度算法改進
　　8.8.1　概述
　　8.8.2　Linux實時性改造
　　8.8.3　RT?Linux和RTAI
　思考題
第9章　嵌入式系統(tǒng)軟件設計——異常和中斷
　9.1　異常和中斷的基本概念
　9.2　異常的分類和優(yōu)先級
　　9.2.1　異常的分類
　　9.2.2　異常和中斷的優(yōu)先權
　9.3　可編程中斷控制器
　9.4　異常和中斷的處理
　　9.4.1　異常和中斷處理程序的安裝
　　9.4.2　保存處理器狀態(tài)
　　9.4.3　裝入和調(diào)用異常處理程序
　9.5　ARM異常中斷機制
　　9.5.1　概述
　　9.5.2　ARM的異常中斷響應過程
　　9.5.3　ARM異常中斷優(yōu)先級
　　9.5.4　中斷控制寄存器
　9.6　嵌入式操作系統(tǒng)對中斷的支持
　　9.6.1　嵌入式Linux對異常和中斷的處理
　　9.6.2　μC/OS?II異常和中斷的處理
　　9.6.3　WinCE異常和中斷的處理
　9.7　中斷編程實例
　　9.7.1　中斷編程模式
　　9.7.2　中斷編程過程
　思考題
第10章　定時器和定時器服務
　10.1　實時時鐘和系統(tǒng)時鐘
　10.2　可編程間隔定時器
　10.3　定時器中斷服務例程
　10.4　軟定時器操作和相關問題處理
　10.5　設計實例：S3C2410的可編程間隔定時器應用
　　10.5.1　實時時鐘部件
　　10.5.2　Timer部件
　　10.5.3　看門狗定時器
　思考題
第11章　嵌入式實時系統(tǒng)的內(nèi)存管理
　11.1　概述
　　11.1.1　嵌入式實時系統(tǒng)內(nèi)存管理的特點
　　11.1.2　嵌入式實時系統(tǒng)對內(nèi)存管理的要求
　　11.1.3　內(nèi)存分配方案
　　11.1.4　實時系統(tǒng)的內(nèi)存模式
　　11.1.5　內(nèi)存碎片
　11.2　常用內(nèi)存分配算法
　　11.2.1　最先匹配算法
　　11.2.2　伙伴算法
　11.3　典型嵌入式實時操作系統(tǒng)中內(nèi)存管理
　　11.3.1　μC/OS?II的內(nèi)存管理
　　11.3.2　VxWorks的內(nèi)存管理
　　11.3.3　WinCE的內(nèi)存管理
　思考題
第12章　嵌入式軟件設計中的幾個問題
　12.1　同步與通信
　　12.1.1　資源同步
　　12.1.2　評估關鍵段
　　12.1.3　解決方案
　　12.1.4　應用實例：Linux信號量接口的應用
　12.2　死鎖及其處理
　　12.2.1　死鎖檢測
　　12.2.2　死鎖恢復
　　12.2.3　死鎖避免和死鎖預防
　　12.2.4　應用實例：銀行家算法
　12.3　優(yōu)先級倒置
　　12.3.1　資源共享引發(fā)的問題
　　12.3.2　優(yōu)先級倒置技術
　　12.3.3　兩種優(yōu)先級倒置方案
　12.4　堆棧溢出
　思考題
參考文獻