嵌入式系统设计基础及应用(基于ARM Cortex-M4微处理器高等学校电子信息类专业系列教材

本书介绍了嵌入式系统 的基本原理和基础知识。在 硬件方面详细讲述了微处理 器的系统架构、常见的总线 与总线协议、存储器的分类 和存储保护机制及相关的性 能分析，并具体介绍了基于 ARMCortex-M4微处理器的 编程模式、中断机制、流水 线技术、总线技术、存储器 系统。在软件方面详细介绍 了嵌入式系统软件开发的特 点，并介绍了嵌入式C语言 开发的元素。编译器在嵌入 式系统开发中起着重要的作 用，翻译过程及优化技术对 设计良好的嵌入式程序也至 关重要，本书介绍了编译技 术和优化方法，以及程序级 的性能分析。实时操作系统 是嵌入式软件开发的基础， 因此介绍了嵌入式实时操作 系统（以μC/OS Ⅲ为例） 。另外，通过最小系统设计 开发的介绍，使读者了解嵌 入式系统开发的整个过程。 最后介绍了嵌入式系统的调 试、测试和验证方法，以及 多核嵌入式微处理器。 本书可作为高等院校软 件工程、计算机、电子信息 和电气工程、自动化、物联 网等相关专业的本科生、研 究生授课教材，也可作为广 大从事嵌人式系统开发的工 程技术人员的参考用书。

\"郭建，华东师范大学，副教授，博士，研究领域：嵌入式系统 陈刚，东北大学计算机科学与工程学院，副教授，博士，研究领域：嵌入式系统、机器人、计算机视觉，刘锦辉，西安电子科技大学计算机科学与技术学院，副教授，博士，研究领域：嵌入式系统、计算机仿真技术、数字信号处理技术 江先阳，武汉大学物理科学与技术学院，副教授，博士，研究领域：新型计算机体系结构、类脑计算等 谢国琪，湖南大学信息科学与工程学院，教授，计，博士，研究领域：实时系统、高性能嵌入式计算、汽车信息物理系统 陈勉，西安电子科技大学，研究领域：分布式计算、移动智能计算 谢勇，南京邮电大学计算机学院，副教授，博士，研究领域：嵌入式系统\"

第1章 嵌入式系统概论 1.1 嵌入式系统概念 1.2 嵌入式系统组成 1.2.1 嵌入式系统结构 1.2.2 嵌入式微处理器 1.2.3 嵌入式操作系统 1.3 嵌入式系统设计过程 1.4 嵌入式系统发展 1.5 本书的内容安排 1.6 习题 第2章 微处理器体系架构 2.1 嵌入式微处理器体系结构 2.1.1 冯·诺依曼结构与哈佛结构 2.1.2 复杂指令集和精简指令集计算机 2.1.3 嵌入式微处理器类型 2.2 ARM微处理器体系架构 2.2.1 可编程模式 2.2.2 特殊寄存器 2.3 中断机制 2.4 嵌入式汇编语言 2.4.1 汇编程序的结构 2.4.2 指令格式与寻址方式 2.4.3 常见指令 2.4.4 汇编程序的设计 2.5 流水线技术 2.5.1 流水线分类 2.5.2 CorteX-M4的三级流水线 2.5.3 影响流水线性能的因素 2.6 本章小结 2.7 习题 第3章 嵌入式总线技术 3.1 系统总线概述 3.2 总线结构与协议 3.2.1 CPU总线的结构 3.2.2 总线组织及演进 3.2.3 典型总线及协议 3.2.4 SFM32F4系列芯片对总线的支持 3.3 DMA 3.3.1 定义和作用 3.3.2 SFM32F4系列芯片DMA控制器结构和DMA特点 3.3.3 DMA的设置 3.3.4 DMA传输的状态 3.3.5 DMA请求的仲裁 3.3.6 DMA延迟性能 3.4 ARM CPU的总线结构 3.4.1 ARM CPU的总线发展 3.4.2 ARM总线结构 3.4.3 多层总线矩阵结构 3.4.4 矩阵总线访问优先权 3.5 总线的性能分析 3.6 本章小结 3.7 习题 第4章 存储器系统 4.1 存储器系统概述 4.2 嵌入式系统存储器的分类和存储器性能分析 4.2.1 以存储器的用途分类 4.2.2 以信息存取方式分类 4.2.3 存储器的主要技术指标 4.3 ARM存储器管理 4.3.1 存储映射 4.3.2 存储格式 4.3.3 工作原理 4.3.4 启动配置 4.3.5 嵌入式闪存支持 4.3.6 弹性静态存储器控制器 …… 第5章 嵌入式输入/输出设备的接口 第6章 程序设计与分析 第7章 嵌入式最小系统构建. 第8章 实时操作系统 第9章 μC/OS操作系统 第10章 嵌入式系统调试、测试与验证方法 第11章 多核嵌入式微处理器 附录A 部分代码 参考文献