嵌入式接口技术与Linux驱动开发

第1章 嵌入式系统接口技术概述 1.1 嵌入式系统的架构与I/O接口的连接方式 1.1.1 嵌入式系统的基本结构 1.1.2 嵌入式SOC处理器与片上I/O接口 1.1.3 嵌入式系统的I/O接口的扩展 1.2 接口的基本功能 1.3 I/O接口及其编址方式 1.4 I/O接口扩展方法 1.5 I/O设备的控制方法第2章 Linux内核设备驱动原理 2.1 基本原理 2.1.1 Linux操作系统的架构 2.1.2 嵌入式系统的开发模式与嵌入式Linux设备驱动 2.1.3 Linux设备的分类 2.1.4 Linux设备的标识

第1章 嵌入式系统接口技术概述 1.1 嵌入式系统的架构与I/O接口的连接方式 1.1.1 嵌入式系统的基本结构 1.1.2 嵌入式SOC处理器与片上I/O接口 1.1.3 嵌入式系统的I/O接口的扩展 1.2 接口的基本功能 1.3 I/O接口及其编址方式 1.4 I/O接口扩展方法 1.5 I/O设备的控制方法第2章 Linux内核设备驱动原理 2.1 基本原理 2.1.1 Linux操作系统的架构 2.1.2 嵌入式系统的开发模式与嵌入式Linux设备驱动 2.1.3 Linux设备的分类 2.1.4 Linux设备的标识 2.2 内核模块 2.2.1 什么是内核模块 2.2.2 内核模块的框架 2.2.3 内核模块的编译 2.3 Linux内核编程常见操作 2.4 设备驱动程序的结构 2.4.1 虚拟文件系统与硬件驱动的接口 2.4.2 简单字符设备的驱动 2.5 Linux 2.6内核的中断处理 2.5.1 Linux中断处理流程 2.5.2 外部中断的描述与处理 2.5.3 中断处理程序的注册与释放 2.5.4 中断处理程序的编写 2.6 Linux 2.6内核的工作推后执行的机制 2.6.1 软中断 2.6.2 Tasklet 2.6.3 工作队列 2.7 Linux 2.6内核设备模型 2.7.1 Linux 2.6设备模型概述 2.7.2 内核设备驱动模型的组件 2.7.3 sysfs文件系统、udev和Linux内核设备模型 2.7.4 平台总线设备 本章小结 习题与思考题第3章 最小硬件系统设计与底层软件移植 3.1 最小硬件系统设计 3.1.1 系统存储器接口 3.1.2 串行通信接口电路原理 3.2 最小硬件系统的配置 3.2.1 处理器的配置 3.2.2 FLASH & SDRAM的配置 3.2.3 GPIO和串口的配置 3.3 最小硬件系统与Bootloader 3.3.1 Uboot启动阶段1的处理过程 3.3.2 Uboot启动阶段2的处理过程 3.3.3 Uboot移植原理 3.3.4 基于Uboot的硬件调试 3.4 Linux 2.6内核移植原理 3.4.1 外部中断初始化 3.4.2 DMA接口 3.4.3 系统时钟接口 3.4.4 片上设备I/O地址空间的静态映射 3.4.5 片上I/O设备的定义 3.5 最小硬件系统与Linux 2.6内核移植 3.5.1 建立开发板平台描述文件 3.5.2 编写硬件include文件 3.5.3 修改内核配置文件 本章小结 习题与思考题第4章 小键盘接口设计与Linux驱动开发 4.1 硬件原理 4.1.1 接口设计 4.1.2 电路原理 4.2 软件驱动原理 4.2.1 内核模块的加载和卸载函数 4.2.2 虚拟文件系统与硬件驱动的接口 4.2.3 设备打开操作接口函数 4.2.4 设备读取操作接口函数 4.2.5 设备关闭操作接口函数 4.2.6 攫取键值子函数 4.2.7 读缓冲区子函数 4.2.8 定时器在程序查询式I/O控制方式中的应用 4.2.9 利用等待队列实现阻塞型I/O 4.2.10 poll()系统调用接口函数 4.2.11 信号驱动的异步I/O操作的支持 4.3 键盘信息读取应用程序 4.3.1 打开键盘设备 4.3.2 读取键值 4.3.3 关闭键盘设备 本章小结 习题与思考题第5章 实时时钟接口与Linux驱动开发 5.1 实时时钟接口电路设计 5.1.1 处理器与RTC4513接口设计 5.1.2 RTC4513电路原理 5.1.3 RTC4513操作参数 5.1.4 RTC4513的串行操作流程 5.2 RTC软件驱动原理 5.2.1 内核模块的加载和卸载 5.2.2 虚拟文件系统与硬件驱动的接口 5.2.3 设备打开操作接口函数 5.2.4 ioctl方法 5.2.5 设备关闭操作接口函数 5.2.6 读时钟寄存器子函数 5.2.7 写时钟寄存器子函数 5.3 RTC操作应用程序 5.4 基于Linux内核实时时钟子系统的RTC驱动 5.4.1 RTC设备驱动接口 5.4.2 实时时钟子系统的rtcdev模块与上层API 本章小结 习题与思考题第6章 触摸屏接口设计与Linux驱动开发 6.1 触摸屏的工作原理 6.2 ADS7843触摸屏控制器简介 6.3 处理器与ADS7843的接口设计 6.3.1 接口电路设计 6.3.2 Microwire数据帧结构 6.4 软件驱动原理 6.4.1 Linux输入设备子系统 6.4.2 触摸屏硬件操控原理 6.4.3 触摸屏驱动与输入设备子系统的接口 6.4.4 中断处理 6.5 基于触摸屏驱动的应用示例 本章小结 习题与思考题第7章 以太网电路设计与Linux驱动开发 7.1 CS8900A以太网芯片简介 7.1.1 功能介绍 7.1.2 引脚定义 7.2 处理器与以太网接口电路设计 7.3 CS8900A片内寄存器介绍 7.3.1 总线接口寄存器组 7.3.2 状态与控制寄存器组 7.3.3 发送初始化寄存器组 7.3.4 地址过滤寄存器组 7.4 CS8900A的操作方法 7.4.1 CS8900的初始化 7.4.2 CS8900A的I/O模式寄存器 7.4.3 读写CS8900A的片内寄存器 7.5 软件驱动原理 7.5.1 Linux网络设备驱动框架 7.5.2 Linux网络协议栈与驱动间的接口 7.5.3 Linux网络设备接口 7.5.4 CS8900A驱动中的网络设备操作接口实现 7.5.5 数据接收与中断处理 7.5.6 利用平台总线设备封装网络驱动 本章小结 习题与思考题第8章 PCMCIA外围电路设计和Linux驱动开发 8.1 基于PXA2XX处理器的PCMCIA接口 8.1.1 PCMCIA和CF接口简介 8.1.2 PCMCIA存储器映射 8.1.3 PCMCIA外部接口设计 8.2 外围电路驱动原理 8.2.1 双向收发器74LCX245的使用 8.2.2 CF卡插入检测 8.2.3“卡读（写）使能”信号 8.2.4 PCMCIA接口的Socket Select 8.2.5 PCMCIA接口的电源管理 8.3 GPIO连接原理 8.3.1 存储控制单元的GPIO连接原理 8.3.2 与中断相关的GPIO连接原理 8.4 PCMCIA软件驱动原理 8.4.1 PCMCIA驱动程序体系 8.4.2 PCMCIA工作流程 8.4.3 插口驱动设计 8.5 PCMCIA Card Services 软件包 8.5.1 软件包的安装 8.5.2 特定卡驱动 8.5.3 CF存储卡的使用 本章小结 习题与思考题第9章 AC97音频处理电路设计与Linux驱动开发 9.1 PXA2XX AC97硬件工作原理 9.1.1 PXA2XX AC97音频处理电路设计 9.1.2 PXA2XX AC97控制单元 9.1.3 CS4299音频编解码器 9.2 Linux ALSA音频设备驱动原理 9.2.1 ALSA简介 9.2.2 ALSA声卡驱动架构 9.2.3 ALSA驱动中的声卡描述对象与音频设备组件管理 9.2.4 ALSA驱动的PCM中间层 9.2.5 ALSA驱动的AC97编解码器中间层 9.3 PXA2XX AC97的ALSA驱动 9.3.1硬件初始化与声卡描述对象的创建和注册 9.3.2 PCM接口及其底层硬件操作接口的实现 9.3.3 AC97的底层硬件操作接口实现 本章小结 习题与思考题参考文献

本书以软硬件相结合、底层驱动与上层应用相结合的方法，介绍了嵌入式接口技术的基本原理及应用设计技术。全书可分为4个部分：第1、2章是全书的基础，主要介绍了嵌入式接口技术的软硬件基础知识，并深入介绍了嵌入式Linux驱动的基本原理；第3章在介绍嵌入式存储接口设计的基础上说明了最小系统设计、Bootloader移植以及嵌入式Linux的芯片级和板级移植；第4～6章以小键盘、实时时钟和触摸屏接口为例，在硬件方面介绍嵌入式系统中简单I/O接口的扩展技术以及GPIO的输入/输出和中断功能的使用，同时在软件上介绍这些设备接口的驱动与控制方法，如基于定时器的程序查询式I/O控制、阻塞型和非阻塞型I/O、异步I/O信号的支持方法和中断处理方法、Linux内核的实时时钟子系统和输入设备子系统的使用等；第7～9章介绍了一些软硬件都较为复杂的嵌入式接口，它们包括以太网接口与网络设备驱动原理、PCMCIA接口与PCMCIA驱动原理、AC97音频接口与基于ALSA架构的音频驱动设计。 本书可作为高等院校电类相关专业硕士研究生或高年级本科生的教材，也可以作为嵌入式系统工程师的实用参考书。

本书以软硬件相结合、底层驱动与上层应用相结合的方法，介绍了嵌入式接口技术的基本原理及应用设计技术。全书共分九章，主要内容包括Linux内核设备驱动原理，最小硬件系统设计与底层软件移植，小键盘接口设计与Linux驱动开发，触摸屏接口设计与Linux驱动开发，PCMCIA外围电路设计和Linux驱动开发，AC97音频处理电路设计与Linux驱动开发等。 本书可作为高等院校电类相关专业硕士研究生或高年级本科生的教材，也可以作为嵌入式系统工程师的实用参考书。