第1章 绪论1 1.1 什么叫嵌入式系统1 1.2 嵌入式系统的特点2 1.2.1 嵌入式系统的要求2 1.2.2 嵌入式系统的核心3 1.2.3 嵌入式系统设计所面临的问题4 1.3 嵌入式系统的设计过程5 1.3.1 需求分析与规格说明5 1.3.2 体系结构设计7 1.3.3 构件设计8 1.3.4 系统集成8第2章 嵌入式微处理器体系结构9 2.1 ARM9简介9 2.1.1 ARM9的结构特点9 2.1.2 ARM9指令集特点10 2.1.3 ARM9的工作模式12 2.2 ARM9的存储组织结构13 2.2.1 大端存储和小端存储13 2.2.2 I/O接口的访问方式15 2.2.3 内部寄存器15 2.3 ARM9的异常18 2.3.1 类型及向量地址19 2.3.2 优先级20 2.3.3 进入异常和退出异常21 2.4 ARM9汇编指令22 2.4.1 寻址方式24 2.4.2 寄存器装载及存储指令27 2.4.3 算术和逻辑指令29 2.4.4 比较指令33 2.4.5 分支指令34 2.4.6 软件中断指令35第3章 嵌入式系统的存储系统36 3.1 存储器组织及接口方式36 3.1.1 随机存储器组织37 3.1.2 只读存储器组织38 3.2 存储器接口设计40 3.2.1 SRAM的接口设计40 3.2.2 DRAM的接口设计42 3.2.3 NAND Flash的接口设计42 3.3 高速缓存机制45 3.3.1 高速缓存机制原理45 3.3.2 数据替换策略47 3.3.3 数据一致性49 3.3.4 高速缓存性能分析49 3.4 虚拟存储机制51 3.4.1 虚拟内存技术原理51 3.4.2 一个具体实例52第4章 嵌入式系统的接口设计58 4.1 接口控制方式58 4.1.1 程序查询方式59 4.1.2 中断方式60 4.1.3 I/O接口的寻址62 4.2 通用并行I/O接口63 4.2.1 GPIO的一般性原理63 4.2.2 一个具体的GPIO65 4.2.3 GPIO设计实例68 4.3 定时/计数器部件70 4.3.1 定时/计数器的原理70 4.3.2 一个具体的定时器71 4.3.3 定时器的设计实例75 4.3.4 看门狗电路76 4.4 人机接口77 4.4.1 键盘接口设计77 4.4.2 LED显示器接口设计79 4.4.3 LCD显示器接口设计82第5章 嵌入式系统软件平台87 5.1 嵌入式系统软件概述88 5.1.1 嵌入式软件平台的发展88 5.1.2 嵌入式软件开发特点89 5.1.3 嵌入式Linux91 5.2 嵌入式操作系统移植96 5.2.1 启动引导程序的移植96 5.2.2 Linux内核移植98 5.3 文件系统移植100 5.3.1 Linux文件系统结构及类型100 5.3.2 Linux文件系统的原理102 5.3.3 Linux文件系统的创建104 5.4 设备驱动106 5.4.1 设备管理机制106 5.4.2 设备驱动原理108 5.4.3 驱动程序开发实例110 5.5 其他嵌入式操作系统111 5.5.1 μC/OS-II111 5.5.2 VxWorks119第6章 嵌入式网络技术140 6.1 分布式嵌入式系统结构140 6.1.1 网络结构141 6.1.2 通信方式142 6.2 常规嵌入式系统网络143 6.2.1 异步串行通信网络143 6.2.2 I2C总线160 6.2.3 CAN总线164 6.3 USB网络166 6.3.1 USB的概念及特点166 6.3.2 USB总线体系结构167 6.3.3 USB主机171 6.3.4 USB设备176 6.3.5 实例--S3C2410的USB接口部件182 6.4 嵌入式TCP/IP网络194 6.4.1 嵌入式TCP/IP协议实现的特点195 6.4.2 以太网及TCP/IP协议196 6.4.3 嵌入式TCP/IP实现199 6.5 基于网络设计的性能分析208 6.5.1 通信分析208 6.5.2 系统性能分析211 6.5.3 网络分配和调度212第7章 嵌入式系统设计和分析214 7.1 系统设计的形式化方法214 7.1.1 统一建模语言214 7.1.2 结构描述220 7.1.3 行为描述221 7.2 嵌入式系统设计范型221 7.2.1 状态机设计范型221 7.2.2 循环队列设计范型222 7.3 编程模型223 7.3.1 数据流图223 7.3.2 控制/数据流图224 7.4 程序执行时间的分析与优化224 7.4.1 执行时间的描述225 7.4.2 性能分析226 7.4.3 优化执行速度230 7.5 能量和功率的分析与优化231 7.5.1 程序功耗分析231 7.5.2 功耗优化233 7.6 程序长度的分析与优化234 7.6.1 数据的影响234 7.6.2 代码的影响234第8章 系统设计实例236 8.1 实例一： 数字式时钟236 8.1.1 系统需求236 8.1.2 规格说明237 8.1.3 系统体系结构240 8.1.4 构件设计与测试241 8.2 实例二： 医用心电仪241 8.2.1 系统需求241 8.2.2 需求分析243 8.2.3 静态结构模型247 8.2.4 动态行为模型254 8.2.5 物理模型264 8.2.6 小结264 8.3 实例三： 嵌入式Web服务器265 8.3.1 嵌入式Web服务器结构265 8.3.2 嵌入式Web服务器的设计268 8.3.3 基于嵌入式Web的应用结构270 8.3.4 基于嵌入式Web的应用程序设计277 8.3.5 小结288附录A UML元素、关系、符号289参考文献293
· · · · · · (收起)