ARM9嵌入式系统设计直通车

本书由浅入深，全面、系统地介绍arm9嵌入式开发。本书每章都提供大量有针对性的实例，供读者实战演练。另外，为了帮助读者高效、直观地学习，本书每章配有大量图片和表格。 本书对arm9嵌入式开发做了全面介绍，全书共23章，分为5篇。基础篇介绍arm9基础知识、arm体系结构、arm指令集、thumb指令集，同时也介绍s3c2440的gpio接口、处理器控制器、uart、spi以及adc和触摸屏接口等。提高篇介绍arm9嵌入式开发环境的建立，arm9嵌入式linux系统移植。其中，嵌入式开发环境的建立详细介绍linux操作系统开发环境的搭建和模拟软件skyeye环境的搭建，系统移植介绍bootload移植、内核移植及构建linux文件系统。实例篇介绍基于qt的嵌入式gui开发、基于arm9与qte4的数据采集图形界面设计、基于arm9及qte4的图像处理。

第1篇 ARM处理器基础知识
第1章 嵌入式系统开发介绍 2
1.1 嵌入式系统介绍 2
1.1.1 嵌入式系统概念 3
1.1.2 重要组成部分 3
1.2 嵌入式系统的组成 4
1.2.1 通用设备接口和I/O接口 6
1.2.2 中间层 7
1.2.3 系统软件层 8
1.3 嵌入式系统的优点及特点 8
1.3.1 嵌入式系统的优点 9
1.3.2 嵌入式系统的特点 9
1.4 嵌入式处理器 10
1.4.1 嵌入式微处理器 10
1.4.2 嵌入式微控制器 11
1.4.3 嵌入式DSP处理器 11
1.4.4 SOC片上系统 11
1.5 嵌入式操作系统 12
1.5.1 操作系统包含的功能 12
1.5.2 嵌入式操作系统的特点 13
1.5.3 嵌入式操作系统的分类 14
1.5.4 嵌入式技术应用及发展趋势 15
1.6 嵌入式技术发展趋势 16
1.7 小结 17
第2章 ARM处理器概述 18
2.1 ARM处理器介绍 18
2.2 ARM体系结构的版本和变量 19
2.2.1 ARM体系结构的版本 19
2.2.2 ARM体系结构的变量 24
2.2.3 ARM/Thumb体系结构版本命名 25
2.3 ARM处理器的命名规则 26
2.4 ARM处理器结构 28
2.4.1 RISC中的关键技术 29
2.4.2 ARM和Thumb状态 30
2.4.3 ARM寄存器 30
2.4.4 ARM指令集概述 31
2.4.5 Thumb指令集概述 31
2.5 ARM处理器系列 32
2.5.1 ARM7系列 32
2.5.2 ARM9系列 33
2.5.3 ARM9E系列 33
2.5.4 ARM10E系列 34
2.5.5 ARM11系列 35
2.5.6 SecurCore系列 35
2.5.7 XScale系列 36
2.5.8 StrongARM系列 37
2.5.9 Cortex系列 38
2.6 小结 39
第3章 ARM9处理器与编程模型 40
3.1 ARM9处理器产品 40
3.1.1 ARM9进步之处 40
3.1.2 操作指令 41
3.1.3 ARM9产品举例 42
3.1.4 ARM9E系列微处理器 44
3.2 ARM9编程模型 45
3.2.1 ARM9数据类型 45
3.2.2 ARM9体系结构的存储器格式 45
3.2.3 ARM9处理器的工作状态 46
3.2.4 ARM9处理器模式 47
3.2.5 ARM寄存器 47
3.2.6 异常 51
3.3 小结 54
第4章 ARM指令集与寻址方式 55
4.1 指令集编码 55
4.2 条件执行 55
4.3 指令分类及指令格式 57
4.3.1 数据处理指令 57
4.3.2 Load/Store指令 61
4.3.3 程序状态寄存器与通用寄存器之间的传送指令 66
4.3.4 转移指令 66
4.3.5 异常中断指令 67
4.3.6 协处理器指令 68
4.3.7 乘法指令 70
4.3.8 伪指令 71
4.4 ARM基本寻址方式 72
4.4.1 立即寻址 72
4.4.2 寄存器寻址 72
4.4.3 寄存器间接寻址 73
4.4.4 基址变址寻址 74
4.4.5 基址加偏址寻址 74
4.4.6 堆栈寻址 74
4.4.7 块复制寻址 75
4.4.8 相对寻址 76
4.5 小结 76
第5章 Thumb指令集 77
5.1 Thumb指令集概述 77
5.2 Thumb寄存器和ARM寄存器之间的关系 78
5.3 Thumb指令集分类介绍 79
5.3.1 存储器指令 79
5.3.2 数据处理指令 82
5.3.3 分支指令 86
5.3.4 中断和断点指令 88
5.4 小结 88
第2篇 S3C2440嵌入式系统基础
第6章 GPIO接口 90
6.1 GPIO硬件介绍 90
6.1.1 GPxCON寄存器 91
6.1.2 GPxDAT寄存器 92
6.1.3 GPxUP寄存器 92
6.2 软件访问硬件 92
6.2.1 访问单个引脚 92
6.2.2 以总线方式访问硬件 92
6.2.3 软件如何读写GPIO 93
6.3 LED的GPIO接口实例 95
6.4 小结 98
第7章 存储器控制器 99
7.1 概述 99
7.2 功能描述 101
7.2.1 bank0总线宽度设置 101
7.2.2 nWAIT引脚操作 102
7.2.3 nXBREQ/nXBACK引脚操作 103
7.3 存储器接口实例 103
7.3.1 ROM存储器接口实例 104
7.3.2 SRAM存储器接口实例 105
7.3.3 SDRAM存储器接口实例 106
7.3.4 可编程存储器访问周期 107
7.4 存储器控制寄存器 108
7.4.1 总线宽度和等待控制寄存器 108
7.4.2 bank控制寄存器 109
7.4.3 刷新控制寄存器 111
7.4.4 banksize寄存器 111
7.4.5 模式寄存器集寄存器 112
7.5 存储器实例 112
7.6 小结 116
第8章 MMC/SD/SDIO控制器 117
8.1 概述 117
8.2 SD操作 118
8.3 特殊寄存器 119
8.4 SD实例 127
8.5 小结 141
第9章 Nand Flash控制器 142
9.1 Nand Flash介绍及其控制器使用 142
9.1.1 Flash 142
9.1.2 Nand Flash的物理结构 144
9.1.3 Nand Flash的访问方法 148
9.2 S3C2440 Nand Flash 控制器 160
9.2.1 操作方法概述 161
9.2.2 寄存器介绍 161
9.3 Nand Flash 控制器实例 162
9.4 小结 182
第10章 系统时钟和定时器 183
10.1 S3C2440时钟体系和电源管理模块 183
10.1.1 功能描述 184
10.1.2 电源管理 189
10.1.3 特殊寄存器 195
10.2 PWM及定时器 200
10.2.1 特点 200
10.2.2 脉宽调制定时器特殊寄存器 206
10.3 实时时钟 211
10.3.1 特点 211
10.3.2 实时时钟操作 212
10.3.3 实时时钟特殊寄存器 213
10.4 看门狗定时器 219
10.4.1 特点 219
10.4.2 看门狗定时器操作 219
10.4.3 看门狗定时器特殊寄存器 220
10.5 小结 222
第11章 中断控制器 223
11.1 概述 223
11.2 中断控制器操作 223
11.3 中断控制器特殊寄存器 227
11.4 中断方式键盘扫描实例 235
11.5 小结 238
第12章 UART 239
12.1 概述 239
12.2 UART操作 241
12.3 特殊寄存器 246
12.4 UART实例 252
12.5 小结 258
第13章 串行外围设备接口 259
13.1 概述 259
13.1.1 SPI相关概念 259
13.1.2 S3C2440A的SPI 260
13.2 SPI操作方法 261
13.2.1 编程步骤 261
13.2.2 传输格式 262
13.3 SPI特殊寄存器 263
13.4 SPI使用实例 265
13.5 小结 276
第14章 ADC和触摸屏接口 277
14.1 概述 277
14.2 特点 277
14.3 ADC及触摸屏接口操作 278
14.4 功能描述 279
14.4.1 AD转换时间 279
14.4.2 触摸屏接口模式 279
14.4.3 编程细节 280
14.5 ADC及触摸屏接口特殊寄存器 281
14.5.1 ADC控制寄存器 281
14.5.2 ADC触摸屏控制寄存器 282
14.5.3 ADC开始延时寄存器 283
14.5.4 ADC转换数据寄存器0 283
14.5.5 ADC转换数据寄存器1 284
14.5.6 ADC触摸屏指针上下中断检测寄存器 284
14.6 ADC驱动程序及测试程序 284
14.6.1 三通道ADC驱动程序 285
14.6.2 三通道ADC采样测试程序 289
14.7 小结 291
第3篇 建立ARM9嵌入式开发环境
第15章 无操作系统的ARM9开发方法 294
15.1 硬件开发 294
15.2 软件开发 295
15.2.1 软件开发基础 295
15.2.2 软件开发方法 298
15.3 使用EWARM进行无操作系统开发 301
15.4 EWARM使用实例 305
15.5 小结 314
第16章 嵌入式Linux开发环境的搭建 315
16.1 嵌入式Linux概述 315
16.2 嵌入式Linux常用工具 319
16.2.1 交叉编译工具 319
16.2.2 vim编辑器 320
16.2.3 Linux编译器gcc及编译工具 322
16.2.4 Makefile和Make命令 324
16.2.5 GNU调试工具 326
16.2.6 Linux内核编译 327
16.3 建立micro2440开发板的Linux开发环境 328
16.3.1 Fedora 9.0安装步骤 329
16.3.2 解压安装源代码及其他工具 344
16.3.3 配置网络文件系统NFS服务 348
16.4 小结 350
第17章 SkyEye环境搭建 351
17.1 SkyEye概述 351
17.1.1 SkyEye的特点 351
17.1.2 SkyEye的配置 352
17.1.3 SkyEye的使用指南 353
17.2 环境搭建 354
17.2.1 Linux操作系统安装和配置 354
17.2.2 交叉编译环境安装 357
17.3 SkyEye测试 359
17.3.1 SkyEye-testsuite-1.3.0_rc1测试包 359
17.3.2 测试U-Boot 359
17.3.3 测试μClinux 361
17.3.4 测试μClinux的网络功能 364
17.3.5 手工编译μClinux内核 364
17.4 小结 371
第4篇 ARM9嵌入式Linux系统移植
第18章 BootLoader移植 374
18.1 BootLoader简介 374
18.1.1 BootLoader概述 375
18.1.2 BootLoader的安装媒介 375
18.1.3 BootLoader支持的体系结构 376
18.1.4 BootLoader的启动过程和操作模式 377
18.1.5 BootLoader的常见种类 378
18.2 U-Boot移植 381
18.2.1 U-Boot简介 381
18.2.2 U-Boot源码结构 381
18.2.3 U-Boot启动过程 382
18.2.4 U-Boot的编译过程 389
18.2.5 U-Boot移植 391
18.2.6 U-Boot移植实例 391
18.2.7 U-Boot常用命令 394
18.2.8 U-Boot命令启动Linux内核 401
18.3 小结 402
第19章 Linux内核移植 403
19.1 Linux内核的基本概念 403
19.1.1 Linux内核版本和分类 403
19.1.2 Linux的体系结构 406
19.2 内核启动 421
19.2.1 BootLoader启动过程 421
19.2.2 Linux启动过程 423
19.2.3 建立目标板Linux的基本步骤 424
19.2.4 Linux内核的配置和编译 426
19.2.5 Linux内核的Kconfig及Makfile分析 428
19.3 Linux内核移植实例 436
19.4 小结 443
第20章 构建Linux文件系统 444
20.1 Linux根文件系统概述 444
20.1.1 Linux文件系统的目录结构 444
20.1.2 嵌入式Linux文件系统的常见类型 453
20.2 BusyBox制作根文件系统 457
20.2.1 BusyBox安装 457
20.2.2 BusyBox工作原理 460
20.2.3 BusyBox制作文件系统 467
20.3 小结 468
第5篇 ARM9嵌入式应用开发实例
第21章 基于Qt的嵌入式GUI开发 470
21.1 嵌入式GUI概述 470
21.1.1 嵌入式GUI的发展状况 470
21.1.2 基于ARM处理器的嵌入式Linux开发方法 471
21.2 Qt程序移植 473
21.2.1 Linux操作系统 473
21.2.2 软件开发环境Qt4 473
21.2.3 软件平台建立 474
21.3 计算器实例 480
21.4 小结 491
第22章 基于ARM9与QTE4的数据采集图形界面设计 492
22.1 micro2440开发板概述 492
22.2 多通道AD驱动 494
22.2.1 Linux设备驱动 494
22.2.2 多通道AD驱动 495
22.2.3 AD驱动编译进内核 498
22.2.4 AD采样程序设计 499
22.3 图形界面设计及移植 500
22.3.1 主界面设计 500
22.3.2 曲线绘制的设计 503
22.3.3 整体工作流程及程序移植 504
22.3.4 测试 506
22.4 主界面控制程序 508
22.5 小结 515
第23章 基于ARM9及QTE4的图像处理 516
23.1 ARM9与图像处理 516
23.2 OpenCV库编译及移植 516
23.2.1 Linux下OpenCV编译安装 517
23.2.2 ARM版OpenCV编译安装 518
23.3 在Qt软件添加OpenCV连接库 522
23.3.1 动态连接库与静态连接库 522
23.3.2 Qt软件添加OpenCV库 523
23.3.3 OpenCV库中的IplImage类型与Qt的QImage类型转换 524
23.4 基于ARM9和OpenCV图像边缘提取实例 529
23.5 小结 531