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第一章 嵌入式系统概述1

1.1 嵌入式系统的基础知识1

1.1.1 嵌入式系统的发展概述2

1.1.2 嵌入式系统的定义3

1.1.3 嵌入式系统的特点5

1.1.4 嵌入式系统的组成7

1.1.5 嵌入式系统的应用领域11

1.1.6 嵌入式测量仪器12

1.2 嵌入式处理器体系结构14

1.2.1 冯·诺依曼和哈佛结构14

1.2.2 CISC与RISC16

1.2.3 流水线技术19

1.2.4 信息存储的字节顺序22

1.3 嵌入式系统的实时性24

1.3.1 嵌入式系统实时性概述25

1.3.2 嵌入式系统实时性特点26

1.3.3 实时嵌入式系统分类28

1.3.4 嵌入式系统实时调度29

1.3.5 嵌入式系统的实时性设计30

1.4 嵌入式系统设计与性能评价的方法32

1.4.1 嵌入式系统的开发与管理32

1.4.2 嵌入式系统的设计方法41

1.4.3 性能评价的度量项目49

1.4.4 嵌入式系统性能的评价方法51

1.4.5 评估嵌入式处理器的指标52

1.5 本章小结53

参考文献54

思考题54

第二章 嵌入式处理器56

2.1 嵌入式处理器概述56

2.1.1 嵌入式处理器的分类56

2.1.2 嵌入式处理器的特点与选型方法58

2.2 MCS-51系列单片机59

2.2.1 MCS-51单片机的总体结构59

2.2.2 MCS-51单片机的硬件结构60

2.2.3 MCS-51单片机的引脚功能64

2.2.4 MCS-51单片机的外部结构66

2.2.5 MCS-51单片机的中央处理器67

2.2.6 MCS-51单片机的存储器配置70

2.2.7 MCS-51单片机的时钟电路与时序74

2.2.8 MCS-51单片机的工作方式77

2.3 MSP430系列单片机81

2.3.1 MSP430系列单片机概述81

2.3.2 MSP430系列单片机的结构84

2.3.3 MSP430系列单片机的指令系统90

2.3.4 MSP430系列单片机的片内外围模块96

2.4 PowerPC处理器系列103

2.4.1 PowerPC处理器系列及特点103

2.4.2 PowerPC处理器内核的概述107

2.4.3 PowerPC处理器内核的系统结构109

2.5 ARM处理器系列114

2.5.1 ARM处理器的结构介绍114

2.5.2 ARM处理器系列概述116

2.5.3 ARM处理器的编程模型120

2.5.4 ARM处理器的指令系统122

2.6 TMS320 DSP处理器系列126

2.6.1 TMS320系列定点DSP处理器126

2.6.2 TMS320系列浮点DSP处理器136

2.6.3 TMS320C80多DSP处理器144

2.7 TLR36480多核处理器146

2.7.1 TLR36480概述148

2.7.2 TLR36480的操作方式153

2.7.3 TLR36480的时钟157

2.7.4 TLR36480的封装158

2.8 Nios嵌入式软核处理器160

2.8.1 SOPC技术简介160

2.8.2 Nios嵌入式软核体系结构163

2.8.3 Nios Ⅱ嵌入式软核及开发173

2.9 本章小结182

参考文献183

思考题184

第三章 嵌入式系统软件与操作系统186

3.1 嵌入式软件概述186

3.1.1 嵌入式软件分类187

3.1.2 嵌入式软件架构187

3.1.3 设备驱动软件190

3.1.4 嵌入式中间件192

3.2 嵌入式操作系统概述192

3.2.1 嵌入式操作系统概念192

3.2.2 嵌入式操作系统分类193

3.2.3 嵌入式Linux操作系统196

3.2.4 Window CE操作系统200

3.2.5 μC/OS-Ⅱ操作系统203

3.2.6 VxWorks操作系统204

3.2.7 Symbian操作系统206

3.2.8 Android操作系统208

3.3 任务管理212

3.3.1 多道程序技术212

3.3.2 进程、线程和任务213

3.3.3 任务的实现217

3.3.4 任务的调度223

3.3.5 实时系统调度230

3.3.6 任务间同步与互斥234

3.3.7 任务间通信237

3.4 存储管理239

3.4.1 存储管理概述239

3.4.2 存储模式240

3.4.3 分区存储管理241

3.4.4 地址映射246

3.4.5 页式存储管理249

3.4.6 虚拟存储管理254

3.5 设备管理260

3.5.1 设备管理概述260

3.5.2 I/O控制方式261

3.5.3 I/O软件264

3.6 文件管理266

3.6.1 文件管理概述266

3.6.2 文件与目录267

3.6.3 文件系统的实现269

3.7 本章小结272

参考文献272

思考题273

第四章 嵌入式系统硬件设计274

4.1 嵌入式系统的存储器设计274

4.1.1 嵌入式系统存储器概述274

4.1.2 ROM器件种类与特征276

4.1.3 RAM器件种类与特征278

4.1.4 Flash器件种类与特征283

4.1.5 外部存储器种类与特征285

4.1.6 存储器件选型290

4.2 嵌入式系统的输入输出设备291

4.2.1 常用输入输出设备概述291

4.2.2 嵌入式系统的A/D器件293

4.2.3 嵌入式系统的D/A器件297

4.2.4 嵌入式系统的显示器件300

4.2.5 红外通信器件305

4.2.6 蓝牙接口器件308

4.2.7 1394接口器件312

4.2.8 键盘及其接口设计317

4.2.9 触摸屏及其选型318

4.3 嵌入式系统的通信接口设计321

4.3.1 串行接口321

4.3.2 GPIO接口325

4.3.3 USB接口328

4.3.4 PCI总线接口331

4.3.5 PCI-Express接口335

4.3.6 I2C接口338

4.3.7 SPI接口341

4.3.8 以太网络接口343

4.4 嵌入式系统的电源与时钟设计349

4.4.1 常见电源器件分类与特点349

4.4.2 电源接口技术351

4.4.3 电源管理技术352

4.4.4 时钟器件及电路设计356

4.5 电子电路设计与测试362

4.5.1 硬件电路设计步骤362

4.5.2 电路板（PCB）设计363

4.5.3 电子设计自动化简介368

4.5.4 电子电路的测试371

4.6 电磁兼容性设计375

4.6.1 电磁兼容性概述375

4.6.2 电路板的电磁兼容性设计380

4.6.3 电磁干扰隔离与抑制技术387

4.6.4 电磁兼容的一些措施393

4.7 本章小结397

参考文献397

思考题398

第五章 嵌入式软件设计400

5.1 嵌入式软件开发概述400

5.1.1 嵌入式应用系统开发过程400

5.1.2 嵌入式应用软件开发的特点402

5.1.3 嵌入式软件开发的挑战403

5.2 嵌入式程序设计语言404

5.2.1 嵌入式程序设计语言概述404

5.2.2 汇编语言408

5.2.3 面向过程语言411

5.2.4 面向对象语言417

5.2.5 汇编、编译程序的基本原理424

5.3 嵌入式软件开发环境429

5.3.1 宿主机和目标机429

5.3.2 嵌入式软件开发工具431

5.3.3 集成开发环境444

5.4 嵌入式软件开发方法448

5.4.1 嵌入式平台选择448

5.4.2 软件设计450

5.4.3 编码455

5.4.4 软件测试456

5.4.5 软件下载和运行464

5.5 嵌入式软件移植465

5.5.1 无操作系统的软件移植466

5.5.2 带操作系统的软件移植467

5.5.3 嵌入式应用软件移植468

5.6 嵌入式系统中并行处理软件的设计470

5.6.1 并行处理技术概述470

5.6.2 并行算法的设计472

5.6.3 并行处理软件477

5.6.4 并行程序的设计方法481

5.7 本章小结488

参考文献488

思考题489

第六章 嵌入式应用系统开发实例490

6.1 MSP430嵌入式系统开发实例490

6.1.1 MSP430嵌入式系统硬件架构491

6.1.2 MSP430嵌入式系统软件架构493

6.1.3 MSP430嵌入式系统单元电路设计497

6.1.4 MSP430嵌入式系统接口程序设计503

6.1.5 MSP430嵌入式系统调试509

6.2 Nios Ⅱ嵌入式软核SOPC设计实例512

6.2.1 SOPC硬件设计开发流程512

6.2.2 SOPC硬件开发环境514

6.2.3 简单Nios Ⅱ嵌入式软核处理器系统硬件框架515

6.2.4 Quanus Ⅱ软件及其工程创建520

6.2.5 软核处理器系统模块创建523

6.2.6 集成Nios Ⅱ系统模块到Quanus Ⅱ工程540

6.2.7 Nios Ⅱ软核处理器系统编译调试544

6.3 TLR36480多核处理板开发实例552

6.3.1 多核处理板硬件架构553

6.3.2 多核处理板软件架构555

6.3.3 多核处理板单元电路设计566

6.3.4 多核处理板程序设计574

6.3.5 多核处理板调试584

6.4 本章小结590

参考文献590

思考题591

附录 嵌入式系统资料常见网址593

1．嵌入式系统硬件资料网上查询方法593

2．单片机应用资料网上查询方法594