嵌入式系統(tǒng)開發(fā)原理與實(shí)踐

定　價(jià)：￥29.00

作　者：	陳文智
出版社：	清華大學(xué)出版社
叢編項(xiàng)：	重點(diǎn)大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)系列教材
標(biāo)　簽：	嵌入式計(jì)算機(jī)

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ISBN：	9787302116004	出版時(shí)間：	2005-08-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	300	字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書是由浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院的一線老師和億道電子資深工程師共同編寫的嵌入式系統(tǒng)教材，采用億道電子提供的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)——XSBase255開發(fā)系統(tǒng)和嵌入式Linux操作系統(tǒng)，由浙江大學(xué)一線老師主筆，充分了解嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的需求；總結(jié)了浙江大學(xué)在嵌入式教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)；精心設(shè)計(jì)了很多實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)踐中領(lǐng)會(huì)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的精髓，到達(dá)深入淺出的效果；由億道資深工程師設(shè)計(jì)了一個(gè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—XScale與FGPA的綜合應(yīng)用，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室也能了解現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的流程，從中能提高學(xué)生的嵌入式系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)能力。在本書寫作的過程中得到了Intel（中國(guó)）有限公司的大力支持，同時(shí)也得到了浙江大學(xué)許多老師以及億道電子有限公司領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和支持，在此深表感謝。本書適合各大高校的電類與非電類或軟件學(xué)院等嵌入式系統(tǒng)課程教材，也可作為信息技術(shù)工程人員的嵌入式系統(tǒng)軟/硬件設(shè)計(jì)的參考書。本書相關(guān)教學(xué)資料與信息可由網(wǎng)站下載，http：//www.tup.tsinghua.edu.cn 本書分為10章。第一章“嵌入式系統(tǒng)概述”對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行一個(gè)入門級(jí)的介紹。第二章“PXA255開發(fā)系統(tǒng)”介紹XScale微處理器的技術(shù)亮點(diǎn)和嵌入式開發(fā)平臺(tái)XSBase255。第三章“開發(fā)環(huán)境的建立”介紹了在Linux宿主機(jī)操作系統(tǒng)環(huán)境下，嵌入式開發(fā)環(huán)境的建立過程和常用軟件的使用方法。第四章“嵌入式系統(tǒng)的Boot Loader技術(shù)”介紹一些Boot Loader的概念和程序框架結(jié)構(gòu)以及Boot Loader的移植等幾個(gè)方面的內(nèi)容。第五章“ARMLinux 內(nèi)核”介紹基于ARM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的Linux內(nèi)核。包括內(nèi)存管理，中斷響應(yīng)和處理系統(tǒng)調(diào)用，系統(tǒng)的啟動(dòng)和初始化，進(jìn)程管理和調(diào)度以及Linux的模塊機(jī)制。第六章“嵌入式文件系統(tǒng)”介紹文件系統(tǒng)的各種基本概念，以及嵌入式系統(tǒng)中特有的幾種文件系統(tǒng)如Ext2、JFFS、YAFFS等。第七章“嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試”介紹如何使用GDB工具來對(duì)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序和嵌入式Linux內(nèi)核進(jìn)行調(diào)試。第八章“嵌入式設(shè)備驅(qū)動(dòng)”介紹嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的基本概念、程序結(jié)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)程序如何編寫、測(cè)試、安裝和加載。第九章“嵌入式GUI”介紹Tiny-X的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用程序開發(fā)以及QT/E的安裝、移植。第十章“綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)”目的是引導(dǎo)讀者去實(shí)踐和體會(huì)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的流程。使讀者學(xué)習(xí)到可編程邏輯器件FPGA的相關(guān)知識(shí)，并且學(xué)習(xí)如何應(yīng)用XScale處理器與FGPA進(jìn)行綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)。本書既可以作為高校研究生或高年級(jí)本科生的嵌入式系統(tǒng)教材，也可以作為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工程師的參考書

作者簡(jiǎn)介

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圖書目錄

第1章嵌入式系統(tǒng)概述 1
1.1 引言 1
1.2 什么是嵌入式系統(tǒng) 1
1.2.1 嵌入式系統(tǒng)的歷史與現(xiàn)狀 2
1.2.2 嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 2
1.2.3 應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展方向 3
1.3 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5
1.3.1 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程 5
1.3.2 硬件平臺(tái)的選擇 5
1.3.3 軟件平臺(tái)的選擇 6
1.4 嵌入式微處理器ARM 8
1.4.1 ARM微處理器的應(yīng)用領(lǐng)域及一般特點(diǎn) 9
1.4.2 ARM微處理器系列 9
1.5 嵌入式操作系統(tǒng) 11
1.5.1 嵌入式Linux 11
1.5.2 Windows CE 12
1.5.3 Symbian 13
1.5.4 其他嵌入式操作系統(tǒng) 13
1.6 嵌入式系統(tǒng)開發(fā) 14
1.6.1 開發(fā)流程 14
1.6.2 交叉編譯與鏈接 15
1.6.3 遠(yuǎn)程調(diào)試 16
1.6.4 測(cè)試與優(yōu)化 17
1.7 小結(jié) 17
1.8 習(xí)題與思考題 18
第2章 PXA255開發(fā)系統(tǒng) 19
2.1 XScale系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 19
2.1.1 XScale超級(jí)流水線 20
2.1.2 XScale乘/累加MAC 21
2.1.3 協(xié)處理器 21
2.1.4 內(nèi)存管理 22
2.1.5 指令cache 22
2.1.6 數(shù)據(jù)cache 23
2.1.7 轉(zhuǎn)移目標(biāo)緩沖器BTB 23
2.1.8 性能監(jiān)視 23
2.1.9 電源管理 23
2.1.10 調(diào)試 23
2.2 PXA255處理器結(jié)構(gòu)與特性 24
2.2.1 時(shí)鐘和電源管理模塊 26
2.2.2 系統(tǒng)綜合單元 28
2.2.3 DMA控制器 33
2.3 XSBase255開發(fā)系統(tǒng) 34
2.3.1 硬件資源 35
2.3.2 軟件資源 44
2.4 小結(jié) 46
2.5 習(xí)題與思考題 47
第3章開發(fā)環(huán)境的建立 48
3.1 XSBase255目標(biāo)機(jī)環(huán)境 48
3.1.1 JTAG接口簡(jiǎn)介 49
3.1.2 XSBase255上的JTAG接口 49
3.1.3 Boot Loader 50
3.2 宿主機(jī)環(huán)境 50
3.2.1 宿主機(jī)環(huán)境的建立 50
3.2.2 BOOTP協(xié)議 51
3.2.3 TFTP協(xié)議 51
3.2.4 交叉編譯 52
3.2.5 Make工具 52
3.3 實(shí)驗(yàn) 56
3.3.1 燒寫XSBase255的Boot Loader 56
3.3.2 使用Minicom實(shí)現(xiàn)串口通信 57
3.3.3 建立開發(fā)環(huán)境 60
3.3.4 熟悉交叉編譯環(huán)境和開發(fā)工具 65
3.4 小結(jié) 68
3.5 習(xí)題與思考題 68
第4章嵌入式系統(tǒng)的Boot Loader技術(shù) 69
4.1 Boot Loader程序的基本概念 69
4.1.1 Boot Loader所支持的硬件環(huán)境 70
4.1.2 Boot Loader的安裝地址 70
4.1.3 Boot Loader相關(guān)的設(shè)備和機(jī)制 70
4.1.4 Boot Loader的啟動(dòng)過程 70
4.1.5 Boot Loader的操作模式 70
4.1.6 Boot Loader與主機(jī)之間的通信設(shè)備及協(xié)議 71
4.2 Boot Loader的典型結(jié)構(gòu)框架 71
4.2.1 Boot Loader階段1介紹 72
4.2.2 Boot Loader階段2介紹 74
4.2.3 關(guān)于串口終端 81
4.3 Boot Loader實(shí)驗(yàn) 81
4.3.1 熟悉Boot Loader的指令 81
4.3.2 U-Boot的分析和移植 87
4.4 小結(jié) 97
4.5 習(xí)題與思考題 98
第5章 ARM-Linux內(nèi)核 99
5.1 ARM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 99
5.2 ARM-Linux內(nèi)存管理 101
5.2.1 內(nèi)存管理與MMU 101
5.2.2 馮·諾依曼結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu) 102
5.2.3 ARM存儲(chǔ)管理機(jī)制 102
5.2.4 ARM-Linux存儲(chǔ)機(jī)制的建立 105
5.2.5 ARM-Linux進(jìn)程的虛存空間 108
5.3 ARM-Linux 的中斷響應(yīng)和處理 110
5.4 ARM-Linux系統(tǒng)調(diào)用 114
5.4.1 應(yīng)用程序中的系統(tǒng)調(diào)用 114
5.4.2 實(shí)驗(yàn)：創(chuàng)建和使用一個(gè)新的系統(tǒng)調(diào)用 116
5.5 系統(tǒng)的啟動(dòng)和初始化 118
5.5.1 使用Boot Loader將內(nèi)核映像載入 118
5.5.2 內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)初始化--內(nèi)核引導(dǎo)第一部分 119
5.5.3 外設(shè)初始化--內(nèi)核引導(dǎo)第二部分 120
5.5.4 init進(jìn)程和inittab腳本 121
5.5.5 rc啟動(dòng)腳本 122
5.5.6 Shell的啟動(dòng) 123
5.6 ARM-Linux進(jìn)程管理和調(diào)度 123
5.6.1 Linux進(jìn)程和進(jìn)程控制 123
5.6.2 Linux進(jìn)程的創(chuàng)建、執(zhí)行和終止 124
5.6.3 ARM-Linux進(jìn)程的調(diào)度 128
5.7 Linux的模塊機(jī)制 128
5.7.1 Linux模塊概述 128
5.7.2 與模塊相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 129
5.7.3 與模塊相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用 132
5.7.4 模塊的使用 135
5.7.5 對(duì)insmodule實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)要介紹 137
5.7.6 模塊的編程 137
5.8 實(shí)驗(yàn)：Linux 2.6內(nèi)核移植 137
5.8.1 準(zhǔn)備工作 139
5.8.2 編譯交叉編譯工具 139
5.8.3 配置Linux 2.6.10內(nèi)核 139
5.8.4 編譯內(nèi)核 139
5.9 小結(jié) 141
5.10 習(xí)題與思考題 141
第6章嵌入式文件系統(tǒng) 142
6.1 嵌入式Linux文件系統(tǒng)簡(jiǎn)介 142
6.1.1 嵌入式文件系統(tǒng)介紹 142
6.1.2 Linux文件系統(tǒng)概述 144
6.1.3 嵌入式Linux常用文件系統(tǒng) 145
6.2 Linux文件系統(tǒng)框架和特性 148
6.3 實(shí)驗(yàn)：建立文件系統(tǒng) 149
6.3.1 建立JFFS2文件系統(tǒng) 149
6.3.2 建立Ramfs文件系統(tǒng) 155
6.4 實(shí)驗(yàn)：NFS文件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 159
6.4.1 NFS簡(jiǎn)介 160
6.4.2 配置NFS服務(wù)端 161
6.4.3 配置NFS客戶端 162
6.4.4 掛載NFS文件系統(tǒng) 162
6.4.5 NFS的注意事項(xiàng) 163
6.4.6 加載NFS為根文件系統(tǒng) 163
6.5 實(shí)驗(yàn)：Samba的介紹與應(yīng)用 166
6.5.1 Samba的介紹 166
6.5.2 Samba實(shí)驗(yàn) 169
6.6 實(shí)驗(yàn)：使用BusyBox構(gòu)建根文件系統(tǒng) 171
6.6.1 編譯BusyBox 171
6.6.2 配置文件系統(tǒng) 173
6.6.3 制作JFFS2文件映像 175
6.7 小結(jié) 175
6.8 習(xí)題與思考題 175
第7章嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試 176
7.1 遠(yuǎn)程調(diào)試環(huán)境的搭建原理 176
7.1.1 插樁（stub） 176
7.1.2 GDB介紹 178
7.1.3 GDB遠(yuǎn)程調(diào)試功能介紹 178
7.2 使用GDB 179
7.2.1 GDB命令 179
7.2.2 斷點(diǎn)與條件斷點(diǎn) 184
7.3 Linux內(nèi)核調(diào)試 184
7.3.1 內(nèi)核調(diào)試技術(shù) 185
7.3.2 KGDB分析 186
7.3.3 內(nèi)核進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)的路徑 189
7.4 實(shí)驗(yàn) 191
7.4.1 利用GDB進(jìn)行本地調(diào)試 191
7.4.2 利用GDB進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試 192
7.4.3 ARM-Linux內(nèi)核調(diào)試 195
7.5 小結(jié) 197
7.6 習(xí)題與思考題 197
第8章嵌入式設(shè)備驅(qū)動(dòng) 198
8.1 Linux下設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序簡(jiǎn)介 199
8.1.1 設(shè)備的分類 199
8.1.2 設(shè)備文件 199
8.1.3 主設(shè)備號(hào)和次設(shè)備號(hào) 200
8.1.4 Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)代碼的分布 200
8.1.5 Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的特點(diǎn) 201
8.2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu) 201
8.2.1 驅(qū)動(dòng)程序的注冊(cè)與注銷 202
8.2.2 設(shè)備的打開與釋放 202
8.2.3 設(shè)備的讀寫操作 203
8.2.4 設(shè)備的控制操作 203
8.2.5 設(shè)備的輪流查詢和中斷處理 203
8.3 實(shí)驗(yàn)：編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)程序 205
8.3.1 主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和全局變量 205
8.3.2 主要接口函數(shù) 206
8.3.3 模塊加載 208
8.3.4 驅(qū)動(dòng)安裝過程 208
8.4 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中涉及的一些具體問題 210
8.4.1 用戶空間和內(nèi)核空間 210
8.4.2 proc文件系統(tǒng) 211
8.5 實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)KED&LED驅(qū)動(dòng) 215
8.5.1 主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和接口函數(shù) 218
8.5.2 模塊加載 219
8.5.3 測(cè)試代碼 219
8.5.4 驅(qū)動(dòng)安裝過程 220
8.6 實(shí)驗(yàn)：動(dòng)態(tài)加載和靜態(tài)編譯驅(qū)動(dòng)到內(nèi)核 222
8.6.1 主要步驟 222
8.6.2 驅(qū)動(dòng)位置和目錄結(jié)構(gòu) 223
8.6.3 修改配置文件 223
8.6.4 編寫Makefile 224
8.7 實(shí)驗(yàn)：使用中斷方式的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) 225
8.7.1 注冊(cè)中斷處理程序 225
8.7.2 編寫中斷處理程序 227
8.7.3 中斷處理機(jī)制的實(shí)現(xiàn) 228
8.7.4 中斷控制 228
8.7.5 中斷實(shí)驗(yàn)小結(jié) 229
8.8 設(shè)備驅(qū)動(dòng)小結(jié) 230
8.9 習(xí)題與思考題 230
第9章嵌入式GUI 231
9.1 嵌入式GUI簡(jiǎn)介 231
9.1.1 Qt/Embedded 232
9.1.2 MicroWindows 232
9.1.3 OpenGUI 232
9.1.4 MiniGUI 232
9.2 X Windows架構(gòu) 233
9.3 Tiny-X系統(tǒng)框架 234
9.4 Tiny-X應(yīng)用程序開發(fā) 235
9.4.1 GTK+的基本概念 236
9.4.2 圖形界面生成器Glade 239
9.5 實(shí)驗(yàn)：用Glade編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的GUI應(yīng)用程序 241
9.6 實(shí)驗(yàn)：Tiny-X下的KeyPad/LED控制實(shí)驗(yàn) 243
9.7 實(shí)驗(yàn)：Qt/Embedded移植實(shí)驗(yàn) 248
9.7.1 Qt/Embedded 安裝及環(huán)境設(shè)置 248
9.7.2 移植Qt/Embedded應(yīng)用程序 250
9.7.3 修改觸摸屏驅(qū)動(dòng) 250
9.8 小結(jié) 252
9.9 習(xí)題與思考題 253
第10章綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 255
10.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 255
10.2 設(shè)計(jì)分析 256
10.3 FPGA設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 257
10.3.1 可編程邏輯器件簡(jiǎn)介 257
10.3.2 VHDL語言介紹 259
10.3.3 Quartus Ⅱ使用簡(jiǎn)介 260
10.3.4 擴(kuò)展板邏輯設(shè)計(jì)要點(diǎn) 265
10.4 模塊分析 274
10.4.1 總體分析 274
10.4.2 各模塊設(shè)計(jì)要點(diǎn) 274
10.5 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 277
10.5.1 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 277
10.5.2 驅(qū)動(dòng)的加載 285
10.6 測(cè)試程序設(shè)計(jì) 287
10.6.1 設(shè)備文件 287
10.6.2 操作命令字 288
10.7 GUI程序設(shè)計(jì) 294
10.8 小結(jié) 299
10.9 習(xí)題與思考題 299