ARM9原理与应用设计

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出版者:电子工业
作者:三恒星科技
出品人:
页数:509
译者:
出版时间:2008-3
价格:49.80元
装帧:
isbn号码:9787121060014
丛书系列:
图书标签:
  • 技术
  • 嵌入式
  • ARM9
  • 嵌入式系统
  • 单片机
  • 处理器
  • 应用设计
  • 硬件设计
  • 软件开发
  • ARM架构
  • 电子工程
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具体描述

《单片机与DSP应用丛书·ARM9原理与应用设计》以ARM9为基础详细介绍了ARM微处理器的体系结构、指令系统和程序设计方式;并介绍了ARM9微处理器的基本组成、硬件资源的详细说明,以及集成开发环境ADS的使用方法;最后简要介绍了几种嵌入式软件的应用。、

《单片机与DSP应用丛书·ARM9原理与应用设计》可作为从事嵌入式应用开发的工程技术人员的参考资料,也可作为高等院校相关专业高年级学生和研究生嵌入式系统实验课程的教材。

好的,以下是一本未包含《ARM9原理与应用设计》内容的图书简介,力求详实且自然流畅: --- 现代嵌入式系统开发:基于Cortex-M系列的实践指南 深度解析主流微控制器架构与高效编程方法 本书导言: 在当今快速迭代的电子工程领域,嵌入式系统无处不在,从智能家电到工业控制,再到物联网(IoT)设备。随着技术向更高集成度、更低功耗的方向发展,基于ARM架构的微控制器已成为行业标准。然而,市场的主流正在迅速向更先进、能效更高的Cortex-M系列迁移。本书正是为应对这一时代需求而生,它避开了对早先ARM9/ARM7等旧有核心的冗余介绍,而是专注于当前最活跃、最具前瞻性的 Cortex-M系列 处理器,特别是M3、M4和M7内核的原理、开发环境及实际应用。 核心聚焦:Cortex-M生态系统 本书的核心目标是为读者构建一个坚实且实用的Cortex-M开发知识体系。我们深知,要高效地进行嵌入式开发,必须深入理解硬件底层的运行机制,同时掌握现代软件开发的高级技巧。 第一部分:Cortex-M架构的深度剖析 本部分将系统地介绍Cortex-M系列的通用特性,并重点对比M3、M4(带FPU的DSP增强型)以及M7(高性能内嵌式)之间的架构差异。 1. ARMv7-M/ARMv8-M架构基础: 详细解析Cortex-M处理器的核心组件,包括Thumb-2指令集的优势(兼顾代码密度与执行效率),以及流水线结构如何实现高性能。我们将探讨寄存器集、堆栈操作和异常处理机制。 2. NVIC(嵌套向量中断控制器)的精妙设计: 深入讲解中断优先级分组(如四组或八组)、抢占优先级与子优先级(Sub-priority)的精确配置。通过实例演示如何设计复杂的、低延迟的中断系统,确保实时性要求。 3. 内存映射与总线接口: 剖析AHB-Lite总线协议在Cortex-M系统中的应用。重点解析MPU(内存保护单元)的配置方法,这对于开发多任务实时操作系统(RTOS)至关重要的安全性和隔离性提供了硬件保障。 4. 低功耗管理: 详细阐述Cortex-M内核的电源模式(Sleep, Deep Sleep, Shutdown),以及如何利用系统级电源控制寄存器实现功耗的精细化管理,这对于电池供电的IoT设备设计至关重要。 第二部分:开发工具链与软件工程实践 现代嵌入式开发不再是简单的裸机编程。本部分侧重于如何利用成熟的工具链和软件框架,提升开发效率和代码质量。 1. 首选IDE与调试技术: 详细介绍基于Eclipse的集成开发环境(如Keil MDK, STM32CubeIDE)的配置与使用。重点讲解J-Link/ST-Link等调试器的SWD(串行线调试)协议,以及如何利用断点、观察点、实时跟踪(Trace)功能进行高效的固件调试。 2. 启动代码与链接脚本的艺术: 解析裸机程序从复位到`main()`函数执行的完整流程。深入讲解链接脚本(Linker Script)的编写,精确控制代码、数据、堆栈和堆在内存中的布局,这是实现复杂内存分配和Bootloader设计的基石。 3. HAL/LL驱动与寄存器级编程的平衡: 探讨不同抽象层次驱动模型的优缺点。本书提供大量基于寄存器直接操作的示例,帮助读者理解硬件的“真面目”,同时辅以现代 硬件抽象层(HAL) 和 底层(LL) 库的使用范例,指导读者如何在移植性和性能之间做出最佳选择。 第三部分:实时操作系统(RTOS)在Cortex-M上的应用 对于复杂的嵌入式应用,RTOS是实现并发和模块化设计的关键。本书选择目前最流行的、开源且轻量级的 FreeRTOS 作为核心讲解对象。 1. FreeRTOS任务管理: 讲解任务的创建、状态转换、上下文切换机制,以及Tick中断在时间管理中的核心作用。 2. 任务间通信与同步: 全面覆盖信号量(Semaphore)、互斥锁(Mutex)、消息队列(Queue)和事件组(Event Group)的使用场景与陷阱。通过实际案例,演示如何避免常见的死锁和竞态条件。 3. 中断与RTOS的协同: 关键章节将深入探讨在中断服务程序(ISR)中安全地调用RTOS API(如从中断发送消息给任务)的最佳实践,这是实时系统设计的难点与重点。 第四部分:外设接口与高速数据处理 嵌入式系统能力的核心体现是其对外设的控制和数据的处理速度。 1. 高级定时器与PWM控制: 深入解析通用定时器、高级控制定时器(如互补输出、死区插入)的配置,并应用于精密电机控制或电源管理场景。 2. DMA(直接内存访问)的高效利用: 详细讲解DMA通道的配置,包括传输模式(循环、正常)、数据宽度匹配以及如何利用DMA卸载CPU,实现高速数据(如ADC采样、UART接收)的零拷贝传输。 3. ADC与DAC的精确采集与输出: 讲解模数/数模转换器的初始化,多通道扫描模式,以及如何结合定时器触发和DMA,实现高精度、高吞吐率的数据采集流水线。 4. 通信协议栈的实现: 针对CAN、USB Device(CDC/HID类)的驱动实现进行详尽的讲解,注重协议栈的初始化、数据收发流程的异步化处理。 本书特色与读者对象: 本书摈弃了对过时架构的理论堆砌,完全专注于 Cortex-M系列 这一现代嵌入式开发的主流平台。内容结构严谨,理论与实践紧密结合,配有大量的C语言代码示例和电路原理图说明。 本书适合对象: 具有C语言基础,希望系统学习现代32位微控制器开发的电子工程、计算机科学专业学生。 已具备8位/16位MCU(如51/AVR/PIC)开发经验,计划向ARM Cortex-M平台迁移的工程师。 需要深入理解RTOS、DMA和底层驱动的嵌入式软件开发人员。 通过本书的学习,读者将能够独立完成基于主流Cortex-M芯片(如STM32、NXP i.MX RT系列等)的复杂嵌入式产品的软硬件设计与调试工作。

作者简介

目录信息

第一章 了解嵌入式系统第二章 ARM微处理器第三章 ARM指令集第四章 Thumb指令集第五章 汇编语言与伪指令第六章 ARM汇编与C语言编程第七章 S3C2410嵌入式系统第八章 ADS集成开发系统第九章 嵌入式Linux开发基础第十章 嵌入式Linux系统的开发工具第十一章 嵌入式Linux的软件开发环境第十二章 Windows CE操作系统第十三章 Windows CE的体系结构和功能第十四章 Windows CE驱动程序开发基础
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读后感

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用户评价

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我不得不说,这本书为我打开了嵌入式设计领域的一扇新大门。作者对 ARM9 处理器架构的理解和讲解,可以说是达到了炉火纯青的地步。他不仅仅是在介绍 ARM9 的各个组件,而是将它们巧妙地串联起来,形成一个完整的、有机的整体。我以前在学习 ARM9 时,总是感觉知识点零散,难以形成系统的认知。但这本书就像一张地图,清晰地勾勒出了 ARM9 的全貌,让我能够从宏观到微观,逐一攻克。书中对于 ARM9 的指令集以及汇编语言的讲解,也让我受益匪浅。虽然现在高级语言开发很普遍,但对底层指令的理解,能够帮助我们写出更高效、更精炼的代码。我特别喜欢书中关于中断向量表和中断处理流程的详细分析,这对于构建可靠的实时系统至关重要。而且,作者在描述 ARM9 与各种外设的接口设计时,也考虑到了实际工程中的各种细节,比如信号的时序、电平的要求,甚至是一些常见的抗干扰措施。这使得这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一本实战指南。

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这本书的阅读体验非常棒,作者的文字功底和技术深度都令人赞叹。他并没有采用那种枯燥乏味的教科书式的语言,而是用一种更加生动、更具启发性的方式来讲解 ARM9 的原理和应用。我记得在讲解 ARM9 的 cache 控制时,作者用了一个非常形象的比喻,让我瞬间就理解了 write-back 和 write-through 的区别。这种将复杂技术概念“接地气”的能力,是我在这本书中最欣赏的一点。而且,书中还穿插了许多作者在实际项目开发中遇到的经验和教训,这些都是从书本上无法学到的宝贵财富。例如,在进行嵌入式 Linux 移植时,如何根据实际硬件情况调整内核参数,如何优化启动时间,这些内容都非常有实践意义。我尤其喜欢书中关于 bootloader 开发的章节,bootloader 是嵌入式系统的基石,理解它的工作原理对于整个系统的调试和维护都至关重要。作者在这方面提供了非常详细的讲解,从启动流程到内存映射,再到内核加载,都进行了深入的阐述。

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这本书的出现,对于那些渴望在嵌入式领域深入钻研的开发者来说,无疑是一场及时雨。它并没有仅仅停留在对 ARM9 芯片本身的技术规格进行堆砌,而是将重心放在了“原理”和“应用设计”这两个核心上,并且将它们完美地融合在一起。作者在讲解 ARM9 核心架构时,思路非常清晰,从最底层的指令集架构 ISA 开始,一步步讲解到具体的处理器内核,比如 S3C2440 这样的经典型号。他对于 Cache 的工作机制、总线协议,以及如何与外设进行高效通信的阐述,都给我留下了深刻的印象。我之前尝试过阅读一些 ARM 的官方文档,但那些文档往往过于晦涩难懂,信息量巨大却缺乏条理。而这本书就好像为我搭建了一座桥梁,让我能够更轻松地跨越技术鸿沟。让我特别惊喜的是,书中对于 ARM9 的一些高级特性,例如 MMU 的配置和使用,中断向量表的管理,以及如何进行高效的程序调试,都进行了详尽的介绍。这对于构建复杂的嵌入式系统至关重要。作者在应用设计方面的讲解更是锦上添花,他通过一系列真实的项目案例,展示了如何将 ARM9 的强大功能转化为实际的应用。比如,在构建一个小型嵌入式网络设备时,如何配置 TCP/IP 协议栈,如何进行 USB 设备的驱动开发,这些内容都非常具有参考价值。

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这本书的结构安排非常合理,循序渐进,让我能够轻松地掌握 ARM9 的核心知识。作者首先从 ARM9 的基础指令集架构讲起,然后逐步深入到各个子系统,比如 CPU 核心、内存管理单元、中断控制器等等。每一个章节都围绕着一个核心主题展开,并且提供了大量的图示和代码示例来辅助理解。我特别喜欢书中关于 ARM9 的流水线设计的讲解,作者用非常直观的方式展示了指令在流水线中的流动过程,让我对提升指令执行效率有了更深刻的认识。此外,书中关于 ARM9 的电源管理和功耗优化技巧,也让我大开眼界。在嵌入式设备越来越注重续航的今天,这些知识显得尤为重要。作者并没有仅仅停留在理论层面,而是提供了许多实用的技巧和方法,指导我们如何通过软件和硬件的协同设计来降低功耗。我之前在实际项目中就遇到过功耗问题,如果早点读到这本书,肯定能少走很多弯路。

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从这本书中,我不仅仅学到了 ARM9 的技术知识,更重要的是,我学到了一种严谨的工程思维。作者在讲解 ARM9 的每一个功能模块时,都会考虑到其背后的设计原理和权衡,以及在实际应用中可能遇到的挑战。我记得在讲解 ARM9 的中断控制器时,作者详细阐述了中断的优先级、嵌套中断的处理,以及如何进行中断的屏蔽和解除。这些细节对于构建稳定可靠的嵌入式系统至关重要。而且,作者在介绍 ARM9 的调试技巧时,也分享了许多非常实用的经验,比如如何利用 JTAG 接口进行硬件调试,如何使用示波器来分析信号的时序,以及如何通过日志输出来定位软件问题。这些都是在实际开发过程中不可或缺的技能。我之前在调试过程中经常感到束手无策,这本书为我提供了系统性的调试思路和方法。

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在我看来,这本书的价值不仅仅在于它教授了 ARM9 的技术知识,更在于它塑造了一种解决问题的思维方式。作者在讲解 ARM9 的内部架构时,并没有回避那些相对复杂的部分,比如流水线、分支预测,甚至是异常和中断的嵌套处理。他而是选择了一种循序渐进的方式,通过清晰的逻辑和生动的比喻,将这些抽象的概念变得易于理解。我记得有一章节专门讲解了 ARM9 的内存管理单元 MMU,我之前对 MMU 的理解一直很模糊,觉得它就是一个“地址翻译器”。但通过这本书,我才真正理解了它的重要性,以及如何通过合理的配置 MMU 来提升系统的性能和安全性。此外,书中在提及各种外设接口,比如 SPI、I2C、UART 时,都会深入分析它们的通信原理,以及在实际应用中可能遇到的问题和解决方案。这使得我不再是被动地去调用驱动函数,而是能够从更深层次理解驱动的运行机制。我尤其欣赏书中在进行软件设计时所遵循的原则,作者反复强调了代码的复用性、可移植性和可维护性,并且通过实际代码示例来佐证这些原则。这对于我这种刚开始接触嵌入式开发的初学者来说,是宝贵的经验。

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这本书的语言风格非常平实易懂,即使是对于初学者来说,也能轻松地理解其中的内容。作者并没有使用过多的专业术语,而是用通俗易懂的语言来解释复杂的概念。我记得在讲解 ARM9 的时钟管理时,作者用了一个非常形象的比喻,让我瞬间就理解了PLL 的工作原理。这种化繁为简的能力,是我在这本书中最欣赏的一点。而且,书中还穿插了许多作者在实际项目开发中遇到的趣事和感悟,这些都让阅读过程变得更加有趣和生动。我特别喜欢书中关于 ARM9 的低功耗设计方面的讲解,作者提供了一些非常实用的技巧和方法,指导我们如何在硬件和软件层面进行功耗优化。这对于那些注重产品续航的嵌入式开发者来说,是非常有价值的参考。

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这本书在讲解 ARM9 的原理时,非常注重与实际应用的结合。作者并没有将理论知识束之高阁,而是通过大量的实例,展示了 ARM9 如何在各种嵌入式系统中发挥作用。我记得有一章节专门讲解了如何利用 ARM9 构建一个嵌入式 Web 服务器,这让我看到了 ARM9 在网络通信领域的强大潜力。作者在讲解过程中,会详细剖析每一个关键技术点,比如 HTTP 协议的解析,TCP/IP 协议栈的移植,以及如何进行高效的 Socket 编程。这些内容对于我来说,都是非常宝贵的学习资源。而且,书中还涵盖了 ARM9 在嵌入式图形用户界面 GUI 开发方面的应用,这对于那些需要开发带屏幕的嵌入式产品来说,提供了非常有价值的参考。作者在介绍 GUI 库的选型,以及如何进行图像渲染和触摸屏驱动的开发时,都给出了详细的指导。

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这本书绝对是嵌入式开发领域的宝藏,我拿到手的那一刻就爱不释手了。作者在 ARM9 这一核心处理器架构的讲解上,简直是入了化境。不仅仅是罗列那些枯燥的寄存器和指令集,他更是深入浅出地剖析了 ARM9 的内部工作原理,从流水线的设计到 MMU 的内存管理,再到中断处理的细节,每一个环节都讲得鞭辟入里。我以前对 ARM9 的理解一直停留在表面,觉得它就是一个“厉害的 CPU”,但这本书让我真正理解了它为什么能如此强大,背后的设计哲学是什么,以及如何才能充分发挥它的性能。书中还穿插了大量的实际应用案例,比如在嵌入式 Linux 系统下的驱动开发,或者是在实时操作系统 RTOS 中的应用。作者并没有简单地给出代码,而是会详细解释为什么选择这种设计,这种设计又解决了什么实际问题,这对于我这种喜欢刨根问底的学习者来说,简直太有帮助了。我尤其喜欢书中关于功耗管理的章节,对于嵌入式设备来说,功耗控制往往是决定产品生死的关键因素,而这本书提供了非常实用的指导和技巧。而且,书中的插图和图表也非常精美,把复杂的概念可视化,大大降低了理解的难度。阅读这本书的过程,就像是有一位经验丰富的工程师在我身边手把手地指导,让我受益匪浅。

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这本书的内容深度和广度都给我留下了深刻的印象。作者在讲解 ARM9 的核心架构时,从指令集到微架构,再到各种外设接口,都进行了非常详尽的介绍。我记得在讲解 ARM9 的 MMU 时,作者不仅仅介绍了地址转换的过程,还深入探讨了 TLB 的工作机制,以及如何通过调整 TLB 的参数来提升系统性能。这种深入的讲解方式,让我对 ARM9 的理解达到了一个全新的高度。而且,书中还涵盖了 ARM9 在各种嵌入式操作系统下的应用,比如 Linux、RTOS 等等。作者在介绍如何为 ARM9 移植操作系统,以及如何进行驱动程序的开发时,都提供了非常详细的指导。我之前在尝试移植 Linux 系统时,遇到了很多困难,如果早点读到这本书,肯定能节省不少时间。

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