ARM结构与程序开发入门

ARM结构与程序开发入门 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:226
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出版时间:2010-9
价格:29.00元
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isbn号码:9787115235565
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  • 计算机科学
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具体描述

《ARM结构与程序开发入门》力求逻辑严谨,通俗易懂,采用模块化和案例分析的方式进行内容的组织,介绍ARM处理器模式及其基本编程模型、ARM指令系统、ARM汇编语言程序设计、C/C++混合编程、ARM/Thumb混合编程、ARM存储系统、异常中断处理、ARM编译器和连接器、ARM接口技术、ARM体系中的调试方法等。

《ARM结构与程序开发入门》旨在培养学生掌握ARM结构和程序开发的基本知识,为他们将来从事ARM嵌入式系统的开发提供基础。

《ARM结构与程序开发入门》可作为高职高专院校计算机类专业的教材,也可作为本科生、硕士生计算机类专业的ARM入门教材,还可作为从事ARM嵌入式系统开发的工程技术人员的参考书。

好的,这是一本关于嵌入式系统开发的书籍简介,聚焦于基于RISC-V架构的深度实践,旨在为读者构建坚实的底层开发能力。 书名:《RISC-V架构深度解析与嵌入式系统实战指南》 --- 内容概要:解锁新一代开源处理器架构的奥秘与应用 本书旨在为读者提供一套全面、深入、且高度实用的RISC-V架构学习路径。面对当前嵌入式系统领域对高性能、低功耗以及高度可定制化处理器的迫切需求,RISC-V以其开放的指令集架构(ISA)脱颖而出。本书摒弃了传统的理论堆砌,转而采用“理论驱动实践”的教学模式,带领读者从最底层的硬件概念出发,逐步构建完整的嵌入式系统开发能力。 我们将聚焦于RISC-V的特权级、指令集以及具体SoC(System on Chip)平台的实践应用,特别是如何利用其模块化特性进行系统定制与性能优化。 --- 第一部分:RISC-V架构基础与指令集深入 本部分是理解RISC-V复杂性的基石。我们不会停留在抽象的ISA描述上,而是会结合具体的实现细节进行剖析。 第一章:RISC-V的起源、生态与关键优势 深入探讨RISC-V诞生的背景,分析其与传统专有架构(如ARM、MIPS)在授权模式、可扩展性上的本质区别。重点分析RISC-V的模块化设计哲学,即“RV32I/RV64I”基础整数指令集,以及如何通过标准扩展(M、A、F、D、C等)构建满足特定需求的处理器核心。 第二章:指令集架构(ISA)的结构化解析 详细拆解RV32I/RV64I的基础指令集。包括: 寄存器组织: 讲解零寄存器(x0)、调用约定(ABI)以及通用寄存器与特定用途寄存器的映射关系。 寻址模式与指令编码: 深入解析R、I、S、B、U、J型指令的二进制编码格式,理解硬件是如何解析操作码和操作数的。 数据处理指令: 覆盖算术、逻辑运算、移位操作,并特别关注RISC-V特有的伪指令如何在汇编器层面被展开为基础指令。 第三章:特权级、中断与异常处理 RISC-V的特权模型是操作系统和固件安全运行的关键。本章将详述M(Machine)、S(Supervisor)和U(User)三个特权级的职责划分。 CSRs(Control and Status Registers): 详细讲解`mstatus`、`mie`、`mtvec`、`mcause`、`mtval`等核心控制寄存器的作用,以及它们如何在上下文切换和异常向量中发挥作用。 中断向量与嵌套: 阐述CLIC/PLIC等中断控制器的工作原理,以及如何实现高效的中断响应和恢复机制。 --- 第二部分:底层工具链与软件生态构建 理解架构后,必须掌握如何使用现有的工具链将高级语言编译为目标架构的可执行代码。 第四章:RISC-V交叉编译环境的搭建与优化 指导读者从零开始搭建完整的GNU/GCC交叉编译链(`riscv64-unknown-elf-gcc`)。重点讲解编译选项的含义,如目标架构选择、浮点支持(硬浮点vs软浮点)、以及针对特定ISA扩展的优化标志。 第五章:汇编语言编程与链接脚本 这是理解底层内存布局和启动过程的核心。 汇编实践: 通过编写简单的汇编程序(如实现斐波那契数列或内存拷贝),巩固对寄存器和指令的理解。 链接器脚本(Linker Script): 深入剖析`.ld`文件的结构,学习如何精确控制代码段(`.text`)、数据段(`.data`/`.bss`)在内存中的布局,这是嵌入式系统启动流程的关键。 第六章:Bootloader与内存初始化 模拟微控制器(MCU)或SoC的启动流程。 硬件复位向量: 分析CPU加电后跳转到的第一个地址。 C语言环境搭建: 编写极简的启动代码,完成对RAM的初始化(如果适用),并最终跳转到C语言的`main`函数。讲解如何处理全局变量的初始化(从`.rodata`拷贝到`.data`)。 --- 第三部分:硬件抽象与驱动开发实战 理论知识必须通过与具体硬件的交互来实现价值。本部分侧重于裸机(Bare-metal)环境下的硬件驱动开发。 第七章:MMIO与内存映射I/O(Memory-Mapped I/O) 讲解RISC-V系统中,CPU如何通过内存地址访问外设寄存器。 内存屏障(Memory Barriers): 深入探讨`FENCE`指令的必要性,理解顺序一致性模型,以及在多核或I/O密集型场景下,如何使用`FENCE`来保证内存操作的可见性和顺序。 第八章:通用定时器与外部中断驱动 以RISC-V平台的通用定时器(CLINT/Hart Timer)为例,演示如何编写一个周期性时钟源。 中断服务程序(ISR)的编写: 结合特权级知识,编写安全、高效的ISR,包括保存/恢复上下文、处理中断标志位、以及避免中断上下文中的阻塞操作。 第九章:UART与串行通信驱动 以一个典型的SiFive或T-Head SoC平台上的UART控制器为例,从寄存器手册出发,实现一个完整的异步串行通信驱动。重点关注波特率设置、数据收发缓冲区(FIFO)的操作,以及中断驱动与轮询模式的对比。 --- 第四部分:操作系统适配与高级主题 对于希望将RISC-V用于更复杂应用的开发者,本部分提供了通往OS内核和虚拟化基础的桥梁。 第十章:从裸机到操作系统的过渡——PLIC/CLIC的应用 详细解析如何与更高级的中断控制器(如PLIC)交互,这是支持多核和复杂操作系统的基础。讲解如何正确地在Supervisor模式下处理中断,为Linux内核或RTOS的移植打下基础。 第十一章:RISC-V的扩展机制与定制化 探讨如何利用RISC-V的开放性进行自定义指令集扩展(Custom Instructions)。 定制化流程: 分析如何定义操作码空间,如何编写编译器插件(Binutils/GCC)支持新的指令助记符,以及如何在硬件描述语言(HDL)中实现这些新指令,并在软件中调用它们以实现性能加速。 第十二章:嵌入式固件安全实践 讨论RISC-V在安全启动(Secure Boot)和信任根(RoT)方面的优势。介绍如何利用PMP(Physical Memory Protection)机制来隔离用户空间和内核空间,以及实现内存访问权限的动态管理,从而提升嵌入式设备的整体安全性。 --- 本书特色 实践驱动: 代码示例高度集中于RISC-V特定的寄存器操作和汇编代码,杜绝抽象的理论描述。 工具链深度: 不仅教如何使用工具,更深入解析编译、链接过程中的RISC-V特定行为。 架构无关性视角: 本书专注于RISC-V的独有特性(如CSRs、扩展性、特权模型),为读者提供一种看待处理器设计的全新视角。 面向未来: 内容覆盖了从裸机引导到OS内核移植的关键技术点,确保读者技能栈的前瞻性。 适用读者: 具备C语言基础,希望深入理解处理器底层工作机制的嵌入式工程师、计算机体系结构研究人员,以及所有对开源处理器生态感兴趣的开发者。掌握本书内容,将使您能够自信地在任何基于RISC-V的平台上进行底层驱动和系统开发。

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读后感

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用户评价

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作为一名对嵌入式系统充满热情但又略显迷茫的初学者,我一直在寻找一本能够系统性地指导我入门 ARM 架构和程序开发的书籍。看到《ARM结构与程序开发入门》这个书名,我内心立刻涌起一股强烈的认同感。我最看重的是它能够将“结构”和“程序开发”这两个看似独立却又紧密相连的概念整合在一起。我非常期待书中能够清晰地梳理 ARM 处理器家族的不同系列,并对它们的核心特性进行深入剖析,例如其指令集架构、寄存器组织、存储器管理单元(MMU)等关键组件的运作方式。同时,我也深切希望书中能够详细阐述如何在 ARM 平台上进行高效的程序开发。这包括但不限于学习 ARM 汇编语言,掌握 C 语言在 ARM 上的开发技巧,了解常用的集成开发环境(IDE)和调试工具,以及如何进行交叉编译。如果书中能提供一些贴合实际的开发实例,例如如何驱动 GPIO、如何进行定时器配置、如何实现简单的中断响应等,那将极大地提升学习的趣味性和实践性。这本书的出现,让我看到了一个清晰的学习蓝图,我渴望通过它来构建我对 ARM 技术的扎实理解和初步的开发能力。

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我是一名对底层技术抱有极大兴趣的爱好者,一直以来都对 ARM 架构在移动和嵌入式设备领域的统治地位感到惊叹。然而,我对 ARM 的深入理解却显得有些片面。我曾尝试阅读过一些技术文档,但往往因为缺乏系统性的指导而感到力不从心。这本书《ARM结构与程序开发入门》的标题,无疑正中我的下怀。我非常期待它能够深入浅出地讲解 ARM 架构的核心概念,比如其指令集的设计哲学,不同流水线阶段的工作原理,以及向量中断控制器(VIC)等关键模块的职能。同时,我也非常关注书中关于程序开发的指导,希望能够学习到如何在 ARM 平台上进行汇编语言和 C 语言的程序编写,了解交叉编译工具链的使用方法,以及掌握有效的代码调试技巧。我尤其希望书中能够提供一些实际的硬件平台上的开发示例,让我能够将理论知识转化为实践操作,从而真正地理解 ARM 架构是如何与软件相结合,驱动各种智能设备的。这本书的出现,让我看到了一个清晰的学习路径,我相信它能帮助我从零开始,逐步建立起对 ARM 架构和程序开发的全方位认知。

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在我看来,ARM 架构是现代计算领域中不可或缺的一环,而掌握其结构和程序开发,是迈入嵌入式开发领域的重要基石。这本书《ARM结构与程序开发入门》的出现,仿佛正是我所寻找的“通关秘籍”。我深切期盼书中能够详尽地介绍 ARM 处理器内部的各种重要部件,例如程序计数器(PC)、栈指针(SP)、通用寄存器组,以及不同模式下的特权级管理。更重要的是,我希望它能够清晰地阐述 ARM 的指令集架构,包括其指令格式、寻址模式的丰富性,以及 Thumb 和 ARM 指令模式的切换机制。在程序开发方面,我迫切希望能够学习到如何利用 C 语言来编写 ARM 程序,理解编译器如何将 C 代码转换为 ARM 指令,以及如何使用 GCC、Clang 等交叉编译工具链。此外,我也期待书中能够提供一些实用的开发经验和调试技巧,例如如何利用 GDB 进行远程调试,如何分析程序运行时的性能瓶颈,以及如何有效地处理中断和异常。这本书的出现,让我对 ARM 的学习之路充满了信心,我相信它能为我打下坚实的基础。

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一直以来,我都对嵌入式系统充满了好奇,特别是 ARM 架构,它无处不在,从我们手中的手机到家里的智能电器,都离不开它。但作为一个初学者,要真正理解 ARM 的奥秘,却是一项巨大的挑战。我浏览了很多相关的资料,发现很多书籍要么过于晦涩难懂,要么内容不够系统。这本书《ARM结构与程序开发入门》的出现,给了我眼前一亮的感觉。从书名就能看出,它不仅会讲解 ARM 的底层结构,还会引导我们进行实际的程序开发。我非常期待书中能够详细介绍 ARM 的指令集架构,比如 Thumb、ARM 指令的区别,以及各种寻址模式的运用。同时,我也希望能学习到如何在 ARM 平台上进行 C 语言编程,如何优化代码以提高效率,以及如何进行调试。更重要的是,我希望这本书能提供一些实际的项目案例,让我们能够亲手实践,将所学知识应用到实际开发中。这本书的出现,仿佛为我打开了一扇通往嵌入式世界的大门,我迫不及待地想要踏入其中,去探索 ARM 的无限可能。

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作为一个对计算机底层原理充满好奇的初学者,我一直被 ARM 架构的强大和普及所吸引。然而,从零开始学习 ARM 结构和程序开发,却让我感到有些不知所措。市面上的资料很多,但往往要么过于理论化,要么缺乏系统性。《ARM结构与程序开发入门》这个书名,恰恰点明了我的需求。我非常期待书中能够详细讲解 ARM 处理器的工作流程,例如取指、译码、执行、访存和写回这五个流水线阶段是如何协同工作的,以及缓存和预取机制在其中扮演的角色。同时,我也希望能学习到如何在 ARM 平台上进行程序开发。这其中必然包含 ARM 汇编语言的基础知识,如何利用 C 语言编写嵌入式程序,以及如何使用交叉编译工具链将代码移植到 ARM 目标板上。我尤其希望书中能够提供一些具有代表性的实例,例如如何编写简单的驱动程序,如何实现串口通信,如何利用中断来处理外部事件等,这样才能让我更好地理解理论知识与实际应用之间的联系。这本书的出现,让我看到了一个清晰的学习路径,相信它能帮助我克服初期的困难,顺利迈入 ARM 的开发世界。

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拿到这本书,我首先被它的厚度所震撼,这说明内容肯定相当丰富和深入。我一直对 ARM 架构在现代计算中的核心地位有着深刻的认识,从高性能服务器到低功耗的物联网设备,ARM 的身影无处不在。然而,对于其内部的运行机制和程序开发流程,我一直感到有些模糊。这本书的标题《ARM结构与程序开发入门》正是我所需要的,它承诺将ARM的底层结构和实际的开发实践相结合,这对于像我这样的初学者来说,无疑是最好的指引。我特别关注书中关于ARM处理器不同系列(如Cortex-A, Cortex-M等)的特性对比和适用场景的介绍,这有助于我理解不同ARM处理器之间的差异以及它们各自的优势。此外,我也非常期待书中关于中断和异常处理机制的详细阐述,这对于编写可靠高效的嵌入式程序至关重要。对于程序开发部分,我希望能够学习到如何使用常见的ARM开发工具链,如何进行嵌入式C语言编程,以及如何理解和优化汇编代码。总而言之,这本书的出现,让我看到了系统学习ARM架构和程序开发的曙光,我对此寄予厚望。

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初识此书,便被其厚重的体量和扎实的标题所吸引。我一直对嵌入式开发领域抱有浓厚的兴趣,尤其是 ARM 架构,它在智能手机、物联网设备等领域占据着举足轻重的地位。然而,市面上的入门书籍良莠不齐,很多要么过于理论化,要么跳跃性太强,让我这种初学者望而却步。这本书的出现,无疑给我注入了一剂强心针。从书名上看,“结构”二字暗示了它会深入剖析 ARM 处理器内部的工作原理,从寄存器、流水线到存储器管理,应该都有详尽的介绍,这对于理解底层运作至关重要。而“程序开发入门”则承诺了它会带领读者从零开始,学习如何在 ARM 平台上进行软件开发,这其中必然包含汇编语言、C 语言在 ARM 上的应用,以及相关的开发工具链和调试方法。我尤其期待它能提供一些实际的案例,比如如何控制 LED、如何实现简单的通信协议等,这样才能将理论知识转化为实践能力。这本书的定位似乎非常清晰,既能满足我对 ARM 体系结构的好奇心,又能为我的嵌入式开发之路打下坚实的基础,我对此充满期待,相信它能成为我学习道路上的良师益友,带领我一步步踏入 ARM 的精彩世界。

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收到这本书的时候,我其实是带着一种既兴奋又忐忑的心情。兴奋的是,我终于找到了一本系统讲解 ARM 结构与程序开发的入门书籍,这对我来说是一个重要的里程碑。我之前尝试过阅读一些零散的 ARM 资料,但总是感觉不成体系,很多概念难以融会贯通。这本书的标题“ARM结构与程序开发入门”让我看到了希望,它似乎能够将复杂的 ARM 体系结构和实际的程序开发过程有机地结合起来,形成一条清晰的学习路径。我非常期待书中关于 ARM 处理器指令集、中断处理、异常机制等内容的讲解,希望能从中理解 ARM 架构的强大之处以及其在不同应用场景下的优势。同时,我也关注它在程序开发方面的指导,例如如何使用 GCC、Keil 等开发工具,如何进行代码的交叉编译和调试,以及如何利用 RTOS 来开发更复杂的嵌入式系统。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌,更能提供一些实用的技巧和经验,帮助我快速上手,避免走弯路。这本书的出现,让我对未来的学习充满了信心,我相信它会成为我深入探索 ARM 领域的最佳伴侣。

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我一直对嵌入式系统领域抱有浓厚的兴趣,而 ARM 架构无疑是这个领域的核心。然而,作为一名初学者,要真正理解 ARM 的复杂性并开始进行程序开发,确实是一个不小的挑战。这本书《ARM结构与程序开发入门》的出现,让我看到了希望。我期待书中能够详细讲解 ARM 处理器各个核心部件的功能和交互方式,比如 CPU 的核心逻辑、存储器管理单元(MMU)的作用、以及中断和异常处理机制的实现。在程序开发方面,我非常希望能学习到如何在 ARM 平台上使用 C 语言进行高效编程,理解其内存模型和寄存器分配,以及如何使用 GCC、Make 等工具链进行交叉编译和构建。我特别关注书中是否会介绍一些常用的 ARM 开发板,并提供相应的开发实例,这样可以让我将学到的知识付诸实践,亲身体验 ARM 的开发流程。这本书的出现,让我觉得学习 ARM 结构和程序开发不再是遥不可及的任务,而是可以通过系统学习和实践来掌握的技能。

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我一直对计算机底层运作原理充满着浓厚的好奇心,而 ARM 架构作为当今最主流的处理器架构之一,其重要性不言而喻。市面上关于 ARM 的书籍很多,但真正能够做到深入浅出、系统全面的却不多。这本书《ARM结构与程序开发入门》的标题,精准地抓住了我的需求。我期待它能够详细讲解 ARM 处理器的工作原理,例如其流水线、缓存机制、指令解码等等,让我能够对这个强大的架构有一个更清晰的认识。同时,“程序开发入门”这个副标题更是让我眼前一亮,这意味着它不仅仅停留在理论层面,还会引导我如何实际地在 ARM 平台上进行开发。我非常希望书中能够包含关于 ARM 汇编语言的学习,以及如何用 C 语言来开发 ARM 程序,并且能够详细介绍交叉编译、调试等重要的开发流程。如果书中还能包含一些实际的应用案例,比如如何点亮一个 LED、如何实现简单的串口通信等,那就更完美了。这本书的出现,让我觉得学习 ARM 结构和程序开发不再是遥不可及的梦想,而是触手可及的现实。

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