ARM嵌入式系统教程

第1章 嵌入式系统概述

1.1 嵌入式系统的概念

1.2 嵌入式系统的特点

1.3 嵌入式系统的应用

1.4 嵌入式系统的组成

1.5 嵌入式处理器

1.6 嵌入式操作系统

1.7 嵌入式系统开发工具

本章小结

思考题与习题

第2章 ARM体系结构

2.1 RISC技术和流水线技术

2.1.1 计算机体系结构

2.1.2 RISC技术

2.1.3 流水线技术

2.2 ARM体系结构简介

2.2.1 ARM体系结构的演变

2.2.2 ARM体系结构的特征

2.2.3 ARM体系的变种

2.2.4 ARM系列

2.2.5 ARM存储数据类型

2.3 ARM处理器工作状态

2.3.1 两种工作状态

2.3.2 工作状态的切换

2.4 ARM处理器工作模式

2.5 ARM处理器寄存器组织

2.5.1 ARM状态下的寄存器组织

2.5.2 Thumb状态下的寄存器组织

2.6 ARM异常

2.6.1 ARM异常概述

2.6.2 ARM异常处理

2.6.3 ARM异常向量表

2.6.4 ARM异常优先级

2.6.5 ARM异常中断使用的寄存器

2.7 ARM存储器和存储器映射I/O

2.7.1 ARM体系的存储空间

2.7.2 ARM存储器格式

2.7.3 非对齐存储访问操作

2.7.4 存储器映射I/O

2.8 ARM总线技术

2.9 ARM存储系统

2.9.1 高速缓冲存储器cache和紧耦合存储器TCM

2.9.2 存储管理

2.10 基于JTAG的调试系统

本章小结

思考题与习题

第3章 ARM指令系统

3.1 ARM指令集概述

3.1.1 指令分类和指令格式

3.1.2 ARM指令的条件码

3.1.3 ARM指令集编码

3.2 ARM指令寻址方式

3.2.1 立即寻址

3.2.2 寄存器寻址

3.2.3 寄存器移位寻址

3.2.4 寄存器间接寻址

3.2.5 变址寻址

3.2.6 多寄存器寻址

3.2.7 堆栈寻址

3.2.8 块拷贝寻址

3.2.9 相对寻址

3.3 ARM指令分类介绍

3.3.1 跳转指令

3.3.2 数据处理指令

3.3.3 程序状态寄存器传送指令

3.3.4 加载和存储指令

3.3.5 协处理器指令

3.3.6 异常产生指令

3.4 Thumb指令

本章小结

思考题与习题

第4章 ARM汇编程序设计

4.1 ARM汇编语言语句格式

4.2 ARM汇编伪操作

4.2.1 符号定义伪操作

4.2.2 数据定义伪操作

4.2.3 汇编控制伪操作

4.2.4 数据帧描述伪操作

4.2.5 信息报告伪操作

4.2.6 其他杂项伪操作

4.3 ARM汇编语言伪指令

4.4 ARM汇编语言中的符号

4.5 ARM汇编语言中的表达式

4.6 ARM汇编语言程序结构

4.6.1 ARM映像文件的结构

4.6.2 ARM映像文件各组成部分的地址映射关系

4.6.3 scatter文件的应用

4.7 汇编语言子程序调用

4.7.1 子程序调用

4.7.2 ATPCS准则

4.8 C语言和汇编语言混合编程

4.8.1 内嵌汇编

4.8.2 C语言和汇编语言互相调用

4.8.3 ARM C编译器的特定关键字

4.9 ARM汇编语言设计实例

4.9.1 分支结构

4.9.2 循环结构

本章小结

思考题与习题

第5章 XScale内核及PXA270处理器简介

5.1 XScale内核简介

5.1.1 XScale内核的特点

5.1.2 XScale内核与StrongARM的区别

5.2 PXA270结构及特点

5.3 PXA270存储管理单元

5.3.1 MMU内存管理单元

5.3.2 系统存储控制接口

5.3.3 DMA控制器

5.4 PXA270时钟及电源管理单元

5.4.1 时钟管理单元

5.4.2 电源管理单元

5.5 PXA270中断控制器

5.6 PXA270 I/O模块

5.6.1 GPIO

5.6.2 专用键盘接口

5.7 PXA270串行通信单元

5.7.1 USB主控制器

5.7.2 USB从控制器

5.7.3 UART控制器

5.7.4 快速红外接口

5.7.5 SSP通信控制器

5.7.6 I2C总线控制器

5.8 PXA270定时器单元

5.8.1 实时时钟单元

5.8.2 OS定时器

5.8.3 PWM控制器

5.9 多媒体控制单元

5.9.1 AC97控制器

5.9.2 I2S控制器

5.9.3 多媒体卡控制器

5.9.4 Memory Stick Host控制器

5.9.5 视频快速捕捉单元

5.10 移动通信接口

5.10.1 Mobile Scalable Link（MSL）接口

5.10.2 Universal Subscriber ID 接口

5.11 LCD控制器

本章小结

思考题与习题

第6章 PXA270实验教学系统设计及应用程序设计实例

6.1 EELIOD XScale PXA270实验教学系统资源概述

6.2 EELIOD系统硬件接口设计

6.2.1 电源系统设计

6.2.2 存储系统设计

6.2.3 LCD及触摸屏接口设计

6.2.4 多媒体接口设计

6.2.5 通信接口设计

6.2.6 通用I/O接口设计

6.3 EELIOD系统程序设计实例

6.3.1 系统引导程序分析

6.3.2 通用I/O程序设计实例

6.3.3 LCD程序设计实例

本章小结

思考题与习题

第7章 嵌入式Linux

7.1 概述

7.1.1 Linux

7.1.2 嵌入式Linux系统交叉开发环境

7.1.3 开发工具GNU介绍

7.2 ARM Linux在EELIOD系统上的移植

7.2.1 ARM Linux开发环境的建立

7.2.2 ARM Linux的交叉编译

7.2.3 ARM Linux启动代码的编译及下载

7.2.4 ARM Linux内核的配置与编译

7.2.5 嵌入式Linux的文件系统

7.3 ARM Linux的设备驱动

7.3.1 Linux的设备管理

7.3.2 设备驱动程序结构

7.3.3 GPIO驱动程序设计

7.3.4 基于轮循的UART驱动程序设计

7.3.5 基于中断的UART驱动程序设计

7.4 ARM Linux下应用程序设计

7.4.1 UART应用程序设计

7.4.2 基于SOCKET的网络应用程序设计

7.4.3 USB摄像头接口应用程序设计

7.4.4 Framebuffer图片显示应用程序设计

7.5 嵌入式GUI简介

本章小结

思考题与习题

第8章 ARMADS集成开发环境

8.1 ARM开发工具及开发环境简介

8.1.1 ARM开发工具简介

8.1.2 Banyan-U ARM TAG仿真工具

8.1.3 ARM ADS集成开发环境

8.2 工程创建、调试和程序固化

8.2.1 工程创建及参数设置

8.2.2 使用ARMulator来调试简单程序

8.2.3 使用JTAG仿真器来调试嵌入式程序

8.2.4 Semihosting调试技术

8.2.5 程序的固化

本章小结

思考题与习题

第9章 ARM应用实例

9.1 3G手机

9.1.1 3G手机简介

9.1.2 3G手机的功能

9.1.3 硬件方案

9.1.4 软件方案

9.2 基于PXA270的嵌入式流媒体播放器

9.2.1 系统简介

9.2.2 嵌入式流媒体播放器的硬件方案

9.2.3 嵌入式流媒体播放器的软件方案

9.3 车载多媒体远程监控服务系统

9.3.1 系统简介

9.3.2 功能与指标

9.3.3 方案设计

本章小结

思考题与习题

本书首先引入嵌入式系统的基本概念，介绍了嵌入式系统中广泛使用的ARM技术，包括ARM处理器的体系结构、寻址方式、指令系统、汇编语言程序和C语言程序设计基础。之后介绍了基于Xscale内核的PXA270处理器，以及基于PXA270处理器的实验教学系统。然后，以PXA270实验教学系统为硬件平台，介绍了嵌入式Linux应用程序和驱动程序的设计。最后介绍了三种基于PXA270处理器的应用实例的设计方案。
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