嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)（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(diǎn)
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(jì)
1.4.1嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程
1.4.2硬件設(shè)計(jì)平臺的選擇
1.4.3軟件設(shè)計(jì)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
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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(xiàng)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
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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(jìn)程管理
3.3.1進(jìn)程和進(jìn)程管理
3.3.2RTLinux的進(jìn)程管理
3.3.3標(biāo)準(zhǔn)Linux的進(jìn)程管理
3.3.4μCLinux的進(jìn)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)
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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(jì)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
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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(jī)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(yuǎn)程調(diào)試
5.6.1遠(yuǎn)程調(diào)試原理
5.6.2gdb遠(yuǎn)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
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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(dòng)過程
6.1.5Boot Loader的操作模式
6.1.6Boot Loader與主機(jī)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(diǎn)
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(gè)方面
7.2.2ARMLinux的存儲(chǔ)機(jī)制
7.2.3虛擬內(nèi)存
7.3ARMLinux進(jìn)程管理和調(diào)度
7.3.1進(jìn)程的表示和生命周期
7.3.2Linux進(jìn)程的創(chuàng)建、執(zhí)行和銷毀
7.3.3Linux進(jìn)程的調(diào)度
7.4ARMLinux模塊機(jī)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(dòng)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(jìn)程和inittab腳本
7.7.5rc啟動(dòng)腳本
7.7.6Shell的啟動(dòng)
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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(diǎn)的定義
8.3.2數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)
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(dòng)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
9.1Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(dòng)代碼的分布
9.1.5Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的特點(diǎn)
9.2設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)
9.2.1驅(qū)動(dòng)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)表現(xiàn)
9.3.3驅(qū)動(dòng)模型和sysfs
9.3.4kobject
9.3.5platform總線
9.4同步機(jī)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(shí)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(duì)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
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第10章字符設(shè)備和驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
10.1字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架
10.2字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)開發(fā)
10.5.1I2C驅(qū)動(dòng)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(dòng)
10.5.5I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)
小結(jié)
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第11章塊設(shè)備和驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
11.1塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)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(dòng)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(duì)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(dòng)
11.7.1MMC/SD芯片介紹
11.7.2MMC/SD卡驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)
11.7.3MMC卡塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)分析
11.7.4HSMCI接口驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)分析
小結(jié)
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第12章網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(dòng)開發(fā)概述
12.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(dòng)
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(dòng)分析
小結(jié)
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第13章嵌入式GUI及應(yīng)用程序設(shè)計(jì)
13.1嵌入式GUI設(shè)計(jì)概述
13.1.1嵌入式GUI簡介
13.1.2嵌入式GUI設(shè)計(jì)需求
13.1.3嵌入式GUI設(shè)計(jì)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(jì)
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(jì)
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(jì)
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(jì)
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下篇實(shí)驗(yàn)部分
第1章實(shí)驗(yàn)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(dòng)程序設(shè)計(jì)
第7章塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
第8章網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
第9章MiniGUI應(yīng)用設(shè)計(jì)
第10章Android應(yīng)用設(shè)計(jì)