嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)：基于C*Core處理器與嵌入式Linux實時操作系統(tǒng)

第1章  嵌入式系統(tǒng)基本概念    1
1.1  嵌入式系統(tǒng)的基本特點    1
1.2  實時系統(tǒng)    3
1.2.1  基本概念    4
1.2.2  實時系統(tǒng)的特征    6
1.2.3  實時系統(tǒng)的分類    7
1.3  嵌入式系統(tǒng)設(shè)計要點    8
1.3.1  嵌入式處理器的選擇    8
1.3.2  操作系統(tǒng)的選擇    10
1.3.3  開發(fā)工具的選擇    11
1.3.4  任務(wù)的劃分及優(yōu)先級安排    11
1.3.5  任務(wù)間通信方式的選擇    12
1.3.6  最小時間片的確定    12
1.3.7  編程語言的選擇    12
1.4  嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢    13
1.4.1  聯(lián)網(wǎng)成為必然趨勢    15
1.4.2  支持小型設(shè)備實現(xiàn)小尺寸、
微功耗和低成本    15
1.4.3  提供精巧的多媒體界面    16
第2章  嵌入式處理器    17
2.1  概述    17
2.2  CCM3118簡介    18
2.3  操作模式    19
2.3.1  芯片工作模式    19
2.3.2  低功耗操作模式    20
2.4  編程模式與寄存器    20
2.4.1  編程模式    20
2.4.2  寄存器    21
2.5  數(shù)據(jù)格式    26
2.6  指令系統(tǒng)    26
2.6.1  指令系統(tǒng)綜述    26
2.6.2  指令類型和尋址方式    30
2.7  異常和中斷處理機制    34
2.7.1  異常處理概述    34
2.7.2  異常處理過程    34
2.7.3  異常類型    37
2.7.4  異常優(yōu)先級    40
2.7.5  在異常懸停時的調(diào)試請求    41
2.7.6  異常處理程序的返回    41
2.8  處理器的中斷控制器    41
2.8.1  寄存器地址映射    42
2.8.2  寄存器功能描述    43
2.8.3  中斷處理的實現(xiàn)和中斷
服務(wù)程序編寫    48
2.9  SPI模塊    49
2.9.1  引腳信號說明    49
2.9.2  寄存器地址映射    49
2.9.3  寄存器功能描述    50
2.10  SCI模塊    54
2.10.1  引腳信號說明    55
2.10.2  寄存器地址映射    55
2.10.3  寄存器功能描述    55
2.11  PS/2主機控制器模塊    62
2.11.1  引腳信號說明    62
2.11.2  寄存器地址映射    62
2.11.3  寄存器功能描述    63
2.12  通用讀卡器模塊    70
2.12.1  引腳信號說明    71
2.12.2  寄存器地址映射    71
2.12.3  寄存器功能描述    71
2.13  液晶顯示控制器模塊    79
2.13.1  引腳信號說明    79
2.13.2  寄存器地址映射    79
2.13.3  寄存器功能描述    80
第3章  嵌入式操作系統(tǒng)    91
3.1  嵌入式實時操作系統(tǒng)與通用操作
系統(tǒng)的差異    91
3.2  嵌入式操作系統(tǒng)的技術(shù)特點    95
3.2.1  微內(nèi)核結(jié)構(gòu)    96
3.2.2  任務(wù)調(diào)度    96
3.2.3  硬實時和軟實時    96
3.2.4  內(nèi)存管理    96
3.2.5  實時系統(tǒng)的通信    97
3.2.6  內(nèi)核加載方式    98
3.3  嵌入式實時操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)    98
3.3.1  層次模型    99
3.3.2  單內(nèi)核    99
3.3.3  微內(nèi)核    99
3.3.4  虛擬機    100
3.3.5  客戶機/服務(wù)器    101
3.4  嵌入式實時操作系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
指標    102
3.4.1  任務(wù)調(diào)度算法    102
3.4.2  上下文切換時間    102
3.4.3  中斷響應(yīng)時間    103
3.4.4  確定性    103
3.4.5  最大中斷禁止時間    103
3.4.6  系統(tǒng)開銷    103
3.5  嵌入式實時操作系統(tǒng)的設(shè)計原則    103
3.5.1  實時進程調(diào)度算法    105
3.5.2  實時進程調(diào)度算法的
正確性    107
3.5.3  實時系統(tǒng)的內(nèi)存    107
3.5.4  外圍設(shè)備管理    108
3.6  嵌入式實時操作系統(tǒng)現(xiàn)狀    108
3.7  嵌入式實時操作系統(tǒng)發(fā)展趨勢    111
3.7.1  特定應(yīng)用嵌入式實時操作
系統(tǒng)    111
3.7.2  嵌入式安全實時操作系統(tǒng)    114
第4章  嵌入式Linux    117
4.1  Linux發(fā)展簡史    117
4.2  Linux內(nèi)核原理    119
4.3  Linux內(nèi)核簡析    122
4.3.1  Linux源碼文件組織結(jié)構(gòu)    122
4.3.2  Linux內(nèi)核引導與初始化    123
4.3.3  中斷處理    125
4.3.4  系統(tǒng)調(diào)用    125
4.3.5  進程調(diào)度    126
4.3.6  內(nèi)存管理    128
4.4  Linux的基本命令    130
4.4.1  進入與退出系統(tǒng)    130
4.4.2  文件的復制、刪除和
移動命令    131
4.4.3  目錄的創(chuàng)建與刪除命令    132
4.4.4  Linux文本處理命令    135
4.4.5  Linux備份與壓縮命令    136
4.4.6  Linux系統(tǒng)管理命令    138
4.4.7  Linux磁盤管理    139
4.5  嵌入式Linux    141
4.5.1  嵌入式Linux設(shè)計過程    142
4.5.2  實時內(nèi)核設(shè)計    143
4.5.3  流行的嵌入式Linux版本    147
4.6  基于C*Core的嵌入式
JARI-Linux    148
4.6.1  C*Core與Intel 80386處理器
體系結(jié)構(gòu)的差別    148
4.6.2  JARI-Linux內(nèi)核設(shè)計    149
4.6.3  JARI-Linux在JARI-EVB3118
開發(fā)板上的應(yīng)用    155
第5章  嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)    159
5.1  接口概述    159
5.1.1  接口的基本概念    159
5.1.2  接口的功能    160
5.1.3  接口的組成    161
5.1.4  接口的數(shù)據(jù)傳輸方式    162
5.2  串行接口技術(shù)    165
5.2.1  基本概念    165
5.2.2  通用異步收發(fā)器    166
5.2.3  串行接口RS-232C標準    172
5.2.4  串行接口RS-422標準    174
5.3  并行接口技術(shù)    175
5.3.1  并行接口概述    175
5.3.2  可編程并行接口
芯片8255A    176
5.4  網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)    179
5.4.1  網(wǎng)絡(luò)概述    179
5.4.2  OSI 體系結(jié)構(gòu)    180
5.4.3  以太網(wǎng)技術(shù)簡介    181
5.4.4  介質(zhì)訪問控制協(xié)議
CSMA/CD    182
5.4.5  以太網(wǎng)地址    183
5.4.6  以太網(wǎng)的幀格式    183
5.4.7  網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備    184
5.4.8  網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)    189
5.4.9  解決通信時間不確定性的
幾種方法    190
5.4.10  幾種容錯網(wǎng)絡(luò)方案    192
5.5  數(shù)字/模擬、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換接口
技術(shù)    194
5.5.1  數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器    194
5.5.2  模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器    195
5.6  串行總線擴展技術(shù)    196
5.6.1  USB(通用串行總線)    196
5.6.2  IEEE-1394    197
5.6.3  I2C總線接口    198
第6章  嵌入式軟件開發(fā)工具的設(shè)計    200
6.1  嵌入式軟件開發(fā)過程及其
基本知識    200
6.1.1  什么是宿主機與目標機    200
6.1.2  早期的嵌入式軟件開發(fā)
方式    201
6.1.3  現(xiàn)代的嵌入式軟件開發(fā)方式
——交叉開發(fā)    201
6.1.4  交叉開發(fā)基本模型    203
6.2  嵌入式IDE開發(fā)方案的選擇    204
6.3  功能與界面設(shè)計要點    206
6.4  基于Windows的IDE如何集成
GCC工具鏈    209
6.4.1  生成GCC工具鏈    209
6.4.2  在IDE的輸出窗口中實時
顯示編譯信息    212
6.4.3  在IDE中雙擊編譯信息實現(xiàn)
警告或錯誤定位    219
6.5  工程管理器的運用    222
6.5.1  功能與界面實現(xiàn)    222
6.5.2  工程管理與Makefile    224
6.5.3  工程管理器的技術(shù)實現(xiàn)    230
6.6  聯(lián)機與程序下載    234
6.6.1  聯(lián)機    234
6.6.2  程序下載    235
6.7  交叉調(diào)試器的實現(xiàn)    236
6.7.1  如何使下載的程序開始
運行    237
6.7.2  怎么在斷點處停下來    238
6.7.3  下一步該停在哪兒    240
6.7.4  寄存器、內(nèi)存和變量的
查看與修改是如何實現(xiàn)的    240
6.7.5  讓調(diào)試器變得更體貼    243
第7章  基于Linux的編程實例    246
7.1  C*Core多功能開發(fā)板簡介    246
7.1.1  存儲器設(shè)計    247
7.1.2  接口設(shè)計和引腳說明    248
7.2  JARI-IDE簡介    258
7.3  怎樣使用仿真器    268
7.3.1  仿真器硬件及配置    268
7.3.2  仿真器的使用方法    268
7.3.3  仿真器調(diào)試程序的
具體步驟    269
7.4  中斷處理    273
7.4.1  C*Core中斷源    273
7.4.2  Linux中斷處理    275
7.4.3  中斷處理程序示例    276
7.5  看門狗定時器    280
7.5.1  看門狗定時器的操作模式及
寄存器    280
7.5.2  看門狗示例程序    283
7.6  音頻輸出    286
7.6.1  音頻原理和說明    286
7.6.2  音頻輸出示例程序?qū)嶒?nbsp;   287
7.7  文件系統(tǒng)應(yīng)用    288
7.7.1  Linux文件系統(tǒng)特點    288
7.7.2  Yaffs文件系統(tǒng)的
基本原理    289
7.7.3  Linux下的文件系統(tǒng)應(yīng)用    290
7.8  異步串行端口    290
7.8.1  異步串行I/O原理    290
7.8.2  串口終端函數(shù)    291
7.8.3  串行端口應(yīng)用    292
7.9  SPI接口    294
7.9.1  C*Core SPI接口說明    295
7.9.2  SPI接口處理程序示例    296
7.10  I2C串行接口實驗    297
7.10.1  I2C接口電路說明    297
7.10.2  示例程序    301
7.11  PS/2鍵盤實驗    309
7.11.1  鍵盤按鍵的工作原理    309
7.11.2  PS/2鍵盤接口    309
7.11.3  鍵盤驅(qū)動程序流程    310
7.11.4  PS/2鍵盤應(yīng)用程序示例    310
7.12  UCI接口實驗    311
7.12.1  UCI簡介    311
7.12.2  C*Core的UCI接口    312
7.12.3  UCI接口處理示例    312
7.13  矩陣鍵盤實驗    315
7.13.1  矩陣鍵盤簡介    315
7.13.2  鍵盤按鍵值的獲取    315
7.13.3  矩陣鍵盤處理示例程序    316
7.14  USB接口實驗    318
7.14.1  USB接口的特點    318
7.14.2  USB協(xié)議簡介    319
7.14.3  USB設(shè)備在Linux內(nèi)核中的
??配置    320
7.14.4  USB接口示例程序    321
7.15  Linux驅(qū)動框架    322
7.15.1  Linux系統(tǒng)下的設(shè)備驅(qū)動
? 程序    323
7.15.2  設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計示例    324
7.16  以太網(wǎng)卡驅(qū)動程序    326
7.16.1  8390網(wǎng)卡工作原理    327
7.16.2  網(wǎng)卡驅(qū)動程序示例    327
7.17  圖形界面設(shè)計示例    329
7.17.1  圖形界面簡介    329
7.17.2  Nano-X的圖形顯示應(yīng)用    330
7.17.3  圖形界面設(shè)計示例    331
第8章  應(yīng)用案例    339
8.1  零售網(wǎng)絡(luò)管理信息系統(tǒng)簡介    339
8.2  零售信息終端的工作原理及
主要功能    340
8.2.1  主要功能    340
8.2.2  設(shè)備組成原理    340
8.3  零售信息終端設(shè)計方案    342
8.3.1  硬件設(shè)計方案    342
8.3.2  零售信息終端軟件方案    347
8.4  應(yīng)用軟件設(shè)計    350
8.4.1  初始化代碼    350
8.4.2  輸入事件處理模塊    350
8.4.3  顯示處理模塊    351
8.4.4  數(shù)據(jù)處理模塊    352
8.4.5  輸入處理模塊    352
8.4.6  遠程數(shù)據(jù)傳輸模塊的設(shè)計    353