嵌入式计算机硬件体系设计

基于ARM内核的嵌入式计算机系统是目前32位微处理器的主流芯片，被广泛应用于工业制造、过程控制、仪器仪表、航空航天、电子消费类产品等领域，本书是根据编者多年的开发经历进行的总结与归纳，能够让读者快速建立起嵌入式计算机系统开发的基本思想、基本流程，并对开发过程中可能设计的问题进行详细的解答，使读者能够在嵌入式系统开发中快速入门。    王平和何为等编著的《嵌入式计算机硬件体系设计》重点介绍了嵌入式计算机系统的基本构成、嵌入式ARM微处理器、基于ARM微处理器的硬件电路设计、ARM硬件体系下嵌入式操作系统的移植、面向ARM硬件体系的Linux驱动程序设计、ARM硬件体系下系统程序设计进阶、基于ARM的工业内窥仪设计实例、基于ARM的电阻抗成像采集系统的设计实例。    《嵌入式计算机硬件体系设计》适合作为计算机及电子相关专业的教材，也适合做嵌入式领域相关研究人员的参考书。

第1章  嵌入式计算机系统基本构成
1.1  嵌入式系统概述
1.1.1  嵌入式系统的组成
1.1.2  嵌入式系统的特点
1.1.3  嵌入式系统的发展
1.1.4  嵌入式系统的应用
1.2  嵌入式处理器
1.2.1  嵌入式处理器的种类
1.2.2   ARM微处理器简介
1.3  嵌入式系统的组成
1.3.1  嵌入式系统的硬件
1.3.2  嵌入式系统的软件
1.4  嵌入式操作系统
1.4.1  linux
1.4.2  uc/os
1.4.3  windows ce
1.4.4  vxworks
1.4.5  qnx
习题
第2章  嵌入式ARM微处理器
2.1  嵌入式处理器内核
2.1.1  mips核
2.1.2  ARM核
2.1.3  powerpc核
2.1.4  68k/coldfire核
2.2  ARM体系结构的发展
2.2.1  v1版体系结构
2.2.2  v2版体系结构
2.2.3  v3版体系结构
2.2.4  v4版体系结构
2.2.5  v5版体系结构
2.2.6  v6版体系结构
2.2.7  v7版体系结构
2.3  ARM体系结构的技术特征
2.3.1   单周期操作
2.3.2  采用加载/存储指令结构
2.3.3  固定的32位指令
2.3.4  三地址指令格式
2.3.5  多级指令流水线技术
2.4  ARM处理器工作状态与工作模式
2.4.1  ARM处理器工作状态
2.4.2  ARM处理器工作模式
2.5  ARM处理器寄存器组
2.5.1  ARM状态下的寄存器组
2.5.2  thumb状态下的寄存器组
2.6  ARM处理器的异常中断
2.6.1  ARM异常种类及异常中断向量
2.6.2  异常中断的优先级
2.6.3  ARM异常中断的响应过程
2.6.4  从异常处理程序中返回
2.7  ARM的存储器格式及数据类型
2.7.1  ARM存储字数据的格式
2.7.2  ARM微处理器数据类型
2.8  ARM流水线技术
2.8.1  指令流水线处理
2.8.2  ARM的3级指令流水线
2.8.3  ARM的5级指令流水线
2.9  ARM处理器内核结构
2.9.1  ARM处理器内核概述
2.9.2  ARM7tdmi处理器内核
2.9.3  ARM7tdmi存储器接口
2.9.4  ARM7tdmi的调试接口
2.9.5  ARM920t处理器核
2.9.6  ARM的amba总线体系结构
2.9.7  ARM的mmu部件
习题
第3章  基于ARM微处理器的硬件电路设计
3.1  硬件系统及外围接口电路设计
3.1.1  嵌入式主板的电源设计
3.1.2  内存sdram模块
3.1.3  norflash模块
3.1.4  nandflash模块
3.1.5  usb模块
3.1.6  can总线通信模块
3.1.7  rs-232串行通信模块
3.1.8  音频输出模块
3.1.9  10/100 m网卡模块
3.1.10  lcd/vga接口模块
3.1.11  实时时钟模块
3.1.12  sd/mmc卡接口模块
3.1.13  嵌入式计算机主板实物图片
3.2  硬件设计中应该注意的一些问题
3.2.1  高频电路中的信号反射
3.2.2  高频电路中的信号串扰问题
3.2.3  高频电路设计中的电磁辐射
3.2.4  高频电路设计中的仿真
3.2.5  pcb设计的基本方法
习题
第4章  ARM硬件体系下嵌入式操作系统的移植
4.1  bootloader的介绍
4.1.1  AT91RM9200引导程序分析
4.1.2  u-boot介绍
4.1.3  vivi介绍
4.1.4  u-boot的移植
4.1.5  ARM程序的执行流程
4.1.6  AT91RM9200启动程序固化方法
4.2  linux内核的移植
4.2.1  交叉编译
4.2.2  unux内核介绍
4.2.3  AT91RM9200的lnux-2.4.2  7的移植
4.2.4  linux内核配置选项介绍
4.2.5  编译lnux的内核基本步骤
4.3  文件系统介绍
4.3.1  嵌入式iin凹文件系统的组成
4.3.2  制作ramdisk
4.3.3  创建jpfs2文件系统
4.3.4  创建nfs文件系统
习题
第5章  面向ARM硬件体系的linux驱动程序设计
5.1  嵌人式linux的设备管理
5.2  嵌入式l1nux驱动程序开发的基本函数
5.2.1  linm的中断
5.2.2  unux的内存操作
5.2.3  vo端口
5.2.4  定时器
5.3  linux驱动程序的设备号
5.4  设备驱动的模块化编程
5.4.1  linux驱动模块编程简介
5.4.2  关于阻塞型i/0
5.4.3  并发访问与数据保护
5.4.4  中断处理
5.4.5  linux内核源代码的目录分布
5.4.6  驱动程序的调试
5.5  嵌入式linux系统驱动程序的分析
5.5.1  串口驱动程序的分析
5.5.2  嵌入式linux主板音频驱动的实现
5.5.3  嵌入式linux的demo驱动模板演示与实现
习题
第6章  ARM硬件体系下系统程序设计进阶
6.1  嵌入式系统的初始化过程
6.1.1  中断向量表
6.1.2  初始化存储器系统
6.1.3  初始化堆栈
6.1.4  初始化有特殊要求的端口与设备
6.1.5  初始化应用程序执行环境
6.1.6  改变处理器模式
6.1.7  呼叫主应用程序
6.2  ARM与thumb
6.2.1  ARM的结构体系
6.2.2  堆栈的分配
6.2.3  在o地址处是rom还是ram
6.2.4  存储器地址重映射
6.1.5  根据目标存储器系统分散加载映像
6.3  ARM的异常处理机制
6.3.1  异常响应流程
6.3.2  异常处理函数的设计
6.3.3  可重人中断设计
6.4  ARM/thumb的交互工作
6.4.1  需要交互的原因
6.4.2  状态切换的实现
6.4.3  ARM/thumb之间的函数调用
6.4.4  交互程序之间的兼容性
6.4.5  v5架构的扩展
6.4.6  thumb-2
6.5  ARM高效程序的开发
6.5.1  变量定义
6.5.2  参数传递
6.5.3  循环条件
6.5.4  条件执行
6.5.5  混合编程
6.5.6  性能分析
习题
第7章  基于ARM的工业内窥仪设计实例
7.1  基于嵌入式系统的工业内窥系统的实现
7.1.1  系统的功能需求
7.1.2  方案选择
7.1.3  工业内窥系统硬件
7.1.4  紫外线检测设备驱动设计及其实现
7.1.5  usb摄像头驱动移植
7.1.6  设备驱动程序的编译和安装
7.2  软件开发环境的组成及软件开发的流程
7.2.1  虚拟机上安装和配置linux系统
7.2.2  交叉编译环境的建立
7.2.3  qt/embedded的软件开发实例
7.3  工业内窥系统软件设计与实现
7.3.1  内窥图像采集软件实现
7.3.2  视频图像采集
7.3.3   gprs数据通信
7.3.4  linux下串口编程
7.3.5  qtopia文件系统的挂接与大容量数据的存储
7.4  嵌入式计算机系统调试
习题
第8章  基于ARM的电阻抗成像采集系统的设计实例
8.1  电阻抗成像系统简介
8.1.1  电阻抗成像技术
8.1.2  电阻抗成像系统的组成
8.1.3  阻抗成像数据采集系统的组成
8.2  基于ARM的阻抗成像采集系统的实现
8.2.1  ARM处理器系统的设计
8.2.2  阻抗成像采集系统外围电路的设计
8.2.3  fpga在阻抗成像采集系统中的设计
8.3  阻抗成像采集系统测试
习题
附录A  嵌入式系统开发中涉及的文件共享、基本命令及相关术语
习题参考答案
参考文献