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嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā):基于ARM Cortex-A9和Linux 版權(quán)信息
- ISBN：9787121488245
- 條形碼：9787121488245 ; 978-7-121-48824-5
- 裝幀：平塑
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā):基于ARM Cortex-A9和Linux 內(nèi)容簡介
本書編寫的出發(fā)點是希望融合經(jīng)典教材的微機原理、接口技術(shù)和嵌入式 Linux，講述 CPU、中斷、*小系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、接口電路、中斷、多線程、設(shè)備驅(qū)動以及 Linux 應(yīng)用層編程技術(shù)。目的是培養(yǎng)學生嵌入式系統(tǒng)的概念，即硬件到軟件以及底層到上層的設(shè)計思想。全書分 11 章，內(nèi)容包括嵌入式系統(tǒng)概述、ARM 微處理器體系結(jié)構(gòu)、ARM 微處理器指令系統(tǒng)、ARM的存儲系統(tǒng)、中斷及中斷處理、*小系統(tǒng)外圍電路設(shè)計、GPIO 口與串行總線、嵌入式Linux 操作系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動、ARM-Linux 軟件開發(fā)基礎(chǔ)和Qt 編程。
嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā):基于ARM Cortex-A9和Linux 目錄
目 錄第1章 嵌入式系統(tǒng)概述 11.1 什么是嵌入式系統(tǒng) 11.2 嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與組成 11.3 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用及技術(shù)特點 31.3.1 無所不在的嵌入式應(yīng)用 31.3.2 嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)特點 31.4 發(fā)展趨勢 51.5 嵌入式系統(tǒng)知識體系小結(jié) 7第2章 嵌入式處理器及ARM微處理器體系結(jié)構(gòu) 82.1 以處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)硬件架構(gòu) 82.2 ARM體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)特征及發(fā)展 9目 錄第1章 嵌入式系統(tǒng)概述 1
1.1 什么是嵌入式系統(tǒng) 1
1.2 嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與組成 1
1.3 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用及技術(shù)特點 3
1.3.1 無所不在的嵌入式應(yīng)用 3
1.3.2 嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)特點 3
1.4 發(fā)展趨勢 5
1.5 嵌入式系統(tǒng)知識體系小結(jié) 7
第2章 嵌入式處理器及ARM微處理器體系結(jié)構(gòu) 8
2.1 以處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)硬件架構(gòu) 8
2.2 ARM體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)特征及發(fā)展 9
2.2.1 ARM公司簡介 9
2.2.2 ARM技術(shù)特征 10
2.2.3 ARM體系架構(gòu)的發(fā)展 11
2.3 ARM微處理器 13
2.3.1 ARM微處理器簡介 13
2.3.2 ARM微處理器現(xiàn)狀、趨勢與架構(gòu) 17
2.3.3 ARM微處理器的應(yīng)用選型 18
2.3.4 Cortex-A9內(nèi)部功能及特點 20
2.3.5 Cortex-A9內(nèi)核工作模式 21
2.3.6 Cortex-A9存儲系統(tǒng) 22
2.4 模型計算機及流水線 24
2.4.1 模型計算機原理 24
2.4.2 流水線的概念與原理 29
2.4.3 流水線的分類 29
2.4.4 影響流水線性能的因素 31
2.5 寄存器組織、程序狀態(tài)寄存器和ARM數(shù)據(jù)類型 31
2.5.1 寄存器組織 31
2.5.2 程序狀態(tài)寄存器 33
2.5.3 ARM數(shù)據(jù)類型 35
2.6 i.MX 6Solo/6Dual嵌入式教學科研平臺介紹 37
2.6.1 i.MX 6Solo/6Dual處理器介紹 37
2.6.2 i.MX 6Solo/6Dual嵌入式教學科研平臺概述 39
2.6.3 平臺資源 40
2.6.4 平臺硬件接口 44
2.6.5 平臺啟動運行 45
習題 45
第3章 ARM微處理器指令系統(tǒng)和程序設(shè)計 46
3.1 ARM微處理器的指令系統(tǒng) 46
3.1.1 ARM指令系統(tǒng)概述 46
3.1.2 ARM指令集 50
3.1.3 Thumb指令集 65
3.2 ARM微處理器編程簡介 66
3.2.1 ARM匯編語言的文件格式 66
3.2.2 ARM匯編語言的語句格式 66
3.2.3 C語言與匯編語言的混合編程 68
3.3 ARM微處理器初始化分析 73
3.3.1 嵌入式系統(tǒng)初始化流程 73
3.3.2 ARM嵌入式處理器的初始化分析 76
習題 79
第4章 ARM微處理器存儲系統(tǒng) 81
4.1 基本存儲體系與模型 81
4.1.1 嵌入式系統(tǒng)存儲系統(tǒng) 81
4.1.2 存儲器結(jié)構(gòu)模型 82
4.1.3 存儲器基本操作流程 83
4.1.4 存儲器技術(shù)指標 84
4.2 存儲器分類及特性 85
4.2.1 隨機訪問存儲器 86
4.2.2 只讀存儲器 98
4.2.3 混合存儲器 103
4.3 ARM存儲系統(tǒng) 114
4.3.1 存儲器管理單元 115
4.3.2 高速緩沖存儲器（Cache）和寫緩沖區(qū) 127
4.4 ARM i.MX 6Solo/6Dual存儲系統(tǒng)的實例 131
習題 134
第5章 中斷及中斷處理 135
5.1 中斷響應(yīng)及優(yōu)先級 135
5.1.1 中斷的概念 135
5.1.2 CPU對中斷的響應(yīng) 136
5.1.3 中斷優(yōu)先級 137
5.2 ARM的通用中斷控制器 139
5.2.1 GIC邏輯分區(qū) 139
5.2.2 GIC中斷控制器中斷狀態(tài)和中斷處理流程 142
5.3 GIC寄存器及應(yīng)用舉例 143
5.3.1 GIC常用寄存器 143
5.3.2 GIC應(yīng)用舉例 145
5.4 ARM中的異常中斷處理概述 147
5.4.1 ARM體系中的異常中斷種類 147
5.4.2 異常中斷向量表及異常中斷優(yōu)先級 147
5.4.3 異常中斷使用的寄存器 148
5.5 進入和退出異常中斷的過程 149
5.5.1 ARM微處理器對異常中斷的響應(yīng)過程 149
5.5.2 從異常中斷處理程序中返回 151
5.6 在應(yīng)用程序中安排異常中斷處理程序 154
5.6.1 在系統(tǒng)復(fù)位時安排異常中斷處理程序 154
5.6.2 在C程序中安排異常中斷處理程序 155
5.7 SWI異常、FIQ和IRQ異常中斷處理程序 156
5.7.1 SWI異常中斷處理程序的實現(xiàn) 156
5.7.2 SWI異常中斷調(diào)用 160
5.7.3 IRQ/FIQ異常中斷處理程序 164
5.7.4 IRQ異常中斷處理程序舉例 167
5.7.5 其他異常程序 168
第6章 *小系統(tǒng)外圍電路設(shè)計 170
6.1 電源電路 170
6.1.1 電源電路設(shè)計方法 170
6.1.2 電源管理與低功耗設(shè)計 173
6.2 復(fù)位電路 177
6.2.1 上電復(fù)位 178
6.2.2 手動復(fù)位 182
6.2.3 看門狗復(fù)位 184
6.2.4 軟件復(fù)位 185
6.3 時鐘電路 186
6.3.1 信號源 186
6.3.2 多時鐘管理 191
6.4 電路抖動與消抖 196
6.4.1 抖動現(xiàn)象與危害 196
6.4.2 優(yōu)化硬件消除抖動 197
6.4.3 軟件消抖方式 199
6.5 *小系統(tǒng)舉例 201
習題 207
第7章 GPIO口與串行總線 208
7.1 GPIO與IOMUXC 208
7.1.1 GPIO 208
7.1.2 IOMUXC 210
7.2 UART 216
7.2.1 UART簡介 216
7.2.2 UART特征 217
7.2.3 UART的數(shù)據(jù)收發(fā)和幀結(jié)構(gòu) 219
7.2.4 UART波特率設(shè)置 220
第8章 嵌入式Linux操作系統(tǒng) 225
8.1 嵌入式Linux簡介 225
8.2 內(nèi)存管理 226
8.2.1 內(nèi)存管理和MMU簡介 226
8.2.2 標準Linux的內(nèi)存管理 226
8.2.3 μCLinux的內(nèi)存管理 228
8.3 進程管理 229
8.3.1 進程和進程管理簡介 229
8.3.2 RT-Linux的進程管理 230
8.3.3 標準Linux的進程管理 231
8.3.4 μCLinux的進程管理 232
8.4 線程 233
8.4.1 線程概述 233
8.4.2 線程管理 234
8.4.3 線程通信 234
8.4.4 線程同步 235
8.5 文件系統(tǒng) 238
8.5.1 文件系統(tǒng)定義 238
8.5.2 Linux文件系統(tǒng) 238
8.5.3 嵌入式Linux文件系統(tǒng) 240
8.6 多線程應(yīng)用程序設(shè)計實驗 243
8.6.1 實驗內(nèi)容 243
8.6.2 多線程程序分析與實驗 245
8.7 串行端口程序設(shè)計實驗 249
8.7.1 實驗準備 249
8.7.2 串行端口程序分析 249
第9章 設(shè)備驅(qū)動 255
9.1 Linux驅(qū)動程序簡介 255
9.1.1 設(shè)備的分類 256
9.1.2 設(shè)備文件 256
9.1.3 主設(shè)備號和次設(shè)備號 256
9.1.4 Linux設(shè)備驅(qū)動程序的分布 256
9.1.5 Linux設(shè)備驅(qū)動程序的特點 257
9.2 設(shè)備驅(qū)動程序結(jié)構(gòu) 257
9.2.1 驅(qū)動程序的注冊與注銷 258
9.2.2 設(shè)備的打開與釋放 258
9.2.3 設(shè)備的讀/寫操作 259
9.2.4 設(shè)備的控制操作 259
9.2.5 設(shè)備的輪詢和中斷處理 259
9.3 Linux內(nèi)核設(shè)備模型 261
9.3.1 設(shè)備模型建立的目的 261
9.3.2 sysfs設(shè)備拓撲結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)表現(xiàn) 261
9.3.3 驅(qū)動模型和sysfs 262
9.3.4 kobject 263
9.4 Linux字符設(shè)備驅(qū)動分析 265
9.4.1 字符設(shè)備驅(qū)動的結(jié)構(gòu) 266
9.4.2 使用cdev開發(fā)字符設(shè)備驅(qū)動 266
9.4.3 platform總線與設(shè)備樹 268
9.5 Linux字符設(shè)備驅(qū)動實驗 274
9.5.1 需求說明 274
9.5.2 硬件電路 275
9.5.3 LED驅(qū)動程序 275
9.5.4 按鍵驅(qū)動程序 281
9.5.5 按鍵、指示燈應(yīng)用程序 287
9.5.6 模塊的加載實驗 289
第10章 ARM-Linux軟件開發(fā)基礎(chǔ) 291
10.1 ARM-Linux軟件開發(fā)流程 291
10.2 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)模式 292
10.3 開發(fā)環(huán)境的搭建 294
10.3.1 宿主機端軟件的安裝 294
10.3.2 目標機端軟件的安裝 296
10.4 Makefile 298
10.4.1 Makefile的規(guī)則 299
10.4.2 Makefile的文件名 301
10.4.3 引用其他的Makefile 301
10.4.4 使用變量 302
10.4.5 偽目標 303
10.4.6 Makefile的一個例子 303
10.5 U-Boot 304
10.5.1 BootLoader基礎(chǔ) 304
10.5.2 U-Boot代碼結(jié)構(gòu) 307
10.5.3 U-Boot代碼分析 308
第11章 Qt編程及嵌入式Qt開發(fā) 313
11.1 Qt編程基礎(chǔ) 313
11.1.1 Qt簡介及其開發(fā)套件 313
11.1.2 Qt的基本數(shù)據(jù)類型 313
11.1.3 字符串（QString） 314
11.2 圖形界面設(shè)計 317
11.2.1 Qt的窗口類Widget 317
11.2.2 可視化窗口界面設(shè)計 317
11.2.3 Qt中常用的控件 320
11.3 信號和槽機制 324
11.3.1 基本概念 324
11.3.2 信號和槽機制的原理 327
11.3.3 信號和槽示例 328
11.3.4 信號和槽小結(jié) 330
11.4 Qt程序綜合實驗—電子鐘設(shè)計 331
11.4.1 需求說明 331
11.4.2 界面設(shè)計 331
11.4.3 功能實現(xiàn) 332
11.5 Qt開發(fā)環(huán)境的搭建 342
11.5.1 設(shè)置交叉編譯環(huán)境 342
11.5.2 安裝Qt Creator 345
習題 348
參考文獻 349
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嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā):基于ARM Cortex-A9和Linux 作者簡介
劉敬猛，副教授，檢測技術(shù)與裝置專業(yè)碩士生導(dǎo)師，2006年3月北航機器人研究所博士后出站留校工作，專業(yè)特長和興趣為：機器人的智能檢測和智能運動控制、機器人視覺、自主移動機器人、計算機測控、復(fù)雜信息采集和處理、嵌入式技術(shù)開發(fā)、微操作和微驅(qū)動、機器人控制系統(tǒng)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)化交流伺服系統(tǒng)設(shè)計等。承擔過多項縱向和橫向科研項目。作為項目負責人主持過國家自然科學基金2項、主持航空科學基金1項、863計劃子項目2項。發(fā)表論文80余篇，其中SCI論文22篇，他引150次。申請發(fā)明專利2項，授權(quán)2項。
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