嵌入式系統(tǒng)原理與接口技術(shù)

第1章 嵌入式系統(tǒng)概述 1
1.1 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展 1
1.1.1 嵌入式系統(tǒng)的概念 1
1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展史 2
1.1.3 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn) 2
1.2 嵌入式系統(tǒng)的分類 3
1.3 嵌入式處理器 4
1.4 嵌入式系統(tǒng)的組成 6
1.5 嵌入式系統(tǒng)中信息表示與運(yùn)算基礎(chǔ) 8
1.5.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制與轉(zhuǎn)換 8
1.5.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示 9
1.5.3 非數(shù)值數(shù)據(jù)編碼 9
1.5.4 差錯(cuò)控制編碼 12
1.6 評(píng)估嵌入式系統(tǒng)處理器的主要指標(biāo) 18
1.7 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用 19
思考題 20
第2章 ARM微處理器硬件結(jié)構(gòu) 22
2.1 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)分類 22
2.2 ARM的版本及系列 23
2.2.1 ARM體系結(jié)構(gòu)版本 23
2.2.2 ARM處理器系列 25
2.3 ARM處理器結(jié)構(gòu) 28
2.3.1 ARM和Thumb狀態(tài) 28
2.3.2 RISC技術(shù) 29
2.3.3 流水線技術(shù) 30
2.3.4 超標(biāo)量執(zhí)行 33
2.4 存儲(chǔ)系統(tǒng)機(jī)制 35
2.4.1 存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu) 41
2.4.2 總線操作 44
2.4.3 ARM存儲(chǔ)系統(tǒng) 48
思考題 62
第3章 ARM尋址方式與指令系統(tǒng) 64
3.1 ARM編程模型 64
3.1.1 處理器模式 64
3.1.2 處理器工作狀態(tài) 65
3.1.3 寄存器組織 65
3.1.4 異常中斷 67
3.2 ARM指令格式及其尋址方式 70
3.2.1 ARM指令的一般格式 70
3.2.2 條件域<cond> 71
3.2.3 尋址方式 72
3.3 ARM指令集 76
3.3.1 數(shù)據(jù)處理指令 76
3.3.2 跳轉(zhuǎn)指令 80
3.3.3 Load/Store指令 82
3.3.4 程序狀態(tài)寄存器指令 86
3.3.5 協(xié)處理器指令 87
3.3.6 異常中斷指令 88
3.4 Thumb指令集 89
3.4.1 數(shù)據(jù)處理指令 89
3.4.2 跳轉(zhuǎn)指令 91
3.4.3 Load/Store指令 91
3.4.4 軟件中斷指令 92
思考題 92
第4章 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 93
4.1 匯編語(yǔ)言源程序格式 93
4.1.1 匯編語(yǔ)言程序的結(jié)構(gòu) 93
4.1.2 匯編語(yǔ)言的行構(gòu)成 95
4.1.3 偽操作 99
4.2 匯編語(yǔ)言上機(jī)過(guò)程 112
4.2.1 編輯匯編語(yǔ)言源程序 114
4.2.2 編譯匯編語(yǔ)言源程序 116
4.2.3 連接裝配匯編程序 118
4.2.4 匯編程序的運(yùn)行 122
4.2.5 匯編程序的調(diào)試 123
4.3 匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言混合編程技術(shù) 125
4.3.1 匯編程序中訪問(wèn)C程序變量 125
4.3.2 C程序中內(nèi)嵌匯編指令 126
4.3.3 C程序調(diào)用匯編程序 129
4.4 Linux下的ARM匯編 130
4.4.1 匯編程序中的標(biāo)號(hào)、分段名、宏定義和常數(shù) 131
4.4.2 Linux下ARM匯編的常用偽操作 134
4.4.3 程序示例 139
4.5 程序優(yōu)化 139
4.6 性能測(cè)試 146
思考題 147
第5章 ARM接口設(shè)計(jì)技術(shù) 149
5.1 鍵盤(pán)接口 149
5.1.1 鍵盤(pán)概述 149
5.1.2 用ARM芯片實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)接口 150
5.1.3 行掃描法獲取鍵值的程序 151
5.2 LED顯示器接口 154
5.2.1 概述 154
5.2.2 用ARM芯片S3C44B0X實(shí)現(xiàn)LED顯示接口 156
5.3 LCD顯示器接口 159
5.3.1 概述 159
5.3.2 S3C44B0X的內(nèi)部LCD控制器 160
5.3.3 LCD應(yīng)用實(shí)例 168
5.4 觸摸屏 170
5.4.1 觸摸屏的工作原理 170
5.4.2 觸摸屏的驅(qū)動(dòng)芯片ADS7843 171
5.4.3 觸摸屏的接口 172
5.5 通信接口 174
5.5.1 UART異步串行接口 174
5.5.2 USB接口 188
5.5.3 以太網(wǎng)接口 192
5.5.4 IIC總線接口 204
5.5.5 CAN總線接口 205
5.6 中斷接口 208
5.6.1 概述 208
5.6.2 控制中斷的寄存器 212
5.6.3 外部中斷的應(yīng)用 218
5.7 A/D和D/A轉(zhuǎn)換 220
5.7.1 A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換器 220
5.7.2 D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換器 227
5.8 ARM的JTAG接口 229
5.8.1 JTAG的基本知識(shí) 229
5.8.2 ARM的JTAG調(diào)試結(jié)構(gòu) 230
5.8.3 ARM7TDMI內(nèi)核的JTAG掃描鏈結(jié)構(gòu) 231
5.8.4 ARM7TDMI中通過(guò)JTAG對(duì)外設(shè)的訪問(wèn) 232
思考題 233
第6章 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù) 234
6.1 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 234
6.2 嵌入式系統(tǒng)的組成 236
6.3 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程 239
6.3.1 需求分析階段 239
6.3.2 規(guī)格說(shuō)明階段 241
6.3.3 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 242
6.3.4 設(shè)計(jì)硬件構(gòu)件和軟件構(gòu)件 246
6.3.5 系統(tǒng)集成和測(cè)試 246
6.4 設(shè)計(jì)示例：車載GPS終端系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 247
6.4.1 統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML及其特點(diǎn)和組成 248
6.4.2 UML在車載GPS終端設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 257
思考題 261
第7章 嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 262
7.1 Samsung S3C44B0X微處理器 262
7.1.1 Samsung S3C44B0X 簡(jiǎn)介 262
7.1.2 Samsung S3C44B0X特性 263
7.1.3 Samsung S3C44B0X引腳分布及引腳定義 266
7.1.4 基于Samsung S3C44B0X嵌入式結(jié)構(gòu) 269
7.2 UP-NETARM3000嵌入式平臺(tái) 270
7.2.1 系統(tǒng)組成 270
7.2.2 硬件資源 271
7.2.3 系統(tǒng)安裝 272
7.3 基于UP-NETARM3000平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)實(shí)例 274
7.3.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境與基礎(chǔ)編程 274
7.3.2 鍵盤(pán)與LED驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn) 277
7.3.3 電機(jī)控制實(shí)驗(yàn) 279
7.3.4 LCD實(shí)驗(yàn) 281
附錄 S3C44B0X端口引腳定義 283
參考文獻(xiàn) 287