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ARM & Linux嵌入式系统教程(第2版)
定    价: ¥34.00
关 注 度: 983 库存状态: 未知 图书状态: 销售中
 
作    者: 马忠梅 祝烈煌
出版时间: 2008-08      
版    次: 2 印    次: 1 字    数: 543千字
开    本: 787×960 1/16
纸    张: ISBN: 978-7-8112-4351-2
 详细信息
 作者简介
 编辑推荐
 图书简介
    围绕最流行的32位ARM处理器和源码开放的Linux操作系统,讲述嵌入式系统的概念、软硬件组成、开发过程,以及嵌入式Linux的应用程序和驱动程序的开发设计方法。全书共7章,包括:嵌入式系统基础到ARM体系结构等涉及硬件的内容,嵌入式Linux到应用程序、驱动程序、图形用户界面等软件内容。最后推出自主版权的轻量级图形用户界面lwGUI,介绍开源Gtk+图形库的使用方法,给出嵌入式Linux在手机中的应用。

    与第1版相比,本书主要升级了ARM指令集说明,修订了应用程序和驱动程序设计内容,以适用于国内流行的实验箱。

    本书特点是内容经过实际教学使用,所带程序取材于学生的毕业设计和课程实验,不强调具体的ARM核芯片。

    本书适用于没有操作系统知识的高校师生和单片机开发人员学习嵌入式系统,可作为高等院校相关专业本科、研究生嵌入式系统理论课程的教材,也可作为从事嵌入式系统开发的工程技术人员学习嵌入式Linux的参考用书。
 图书目录
第1章 嵌入式系统基础

1.1 嵌入式系统概述1

1.1.1 嵌入式系统的定义1

1.1.2 嵌入式系统组成2

1.1.3 嵌入式系统的特点4

1.1.4 嵌入式系统的应用5

1.1.5 实时系统6

1.2 嵌入式处理器8

1.2.1 嵌入式处理器的分类8

1.2.2 嵌入式微处理器8

1.2.3 微控制器9

1.2.4 DSP处理器10

1.2.5 片上系统10

1.2.6 典型的嵌入式处理器11

1.3 嵌入式操作系统13

1.3.1 操作系统的概念和分类13

1.3.2 实时操作系统17

1.3.3 常见的嵌入式操作系统19

1.4 实时操作系统的内核24

1.4.1 任务管理24

1.4.2 任务间的通信和同步31

1.4.3 存储器管理32

1.4.4 定时器和中断管理33

1.5 嵌入式技术发展现状及趋势34

习题35

第2章 嵌入式系统开发过程

2.1 嵌入式软件开发的特点36

2.2 嵌入式软件的开发流程38

2.3 嵌入式系统的调试44

2.4 板级支持包48

习题49z

第3章 嵌入式Linux操作系统

3.1 Linux及其应用50

3.1.1 Linux与Unix和GNU50

3.1.2 Linux的特点55

3.1.3 Linux的应用及发展58

3.2 Linux内核63

3.2.1 Linux的内核特征63

3.2.2 进程管理67

3.2.3 存储管理73

3.2.4 文件系统管理75
 
3.2.5 设备管理82

3.2.6 嵌入式Linux的引导过程86

3.3 主流嵌入式Linux系统89

3.3.1 MontaVista Linux89

3.3.2 μClinux93

3.3.3 RTLinux96

3.3.4 RTAI98

3.4 嵌入式Linux的实时化改造99

习题104

第4章 ARM体系结构

4.1 ARM体系结构概述106

4.1.1 ARM体系结构的特点106

4.1.2 ARM处理器结构 109

4.1.3 ARM处理器内核119

4.1.4 ARM处理器核130

4.2 ARM编程模型132

4.2.1 数据类型132

4.2.2 处理器模式132

4.2.3 处理器工作状态133

4.2.4 寄存器组织134

4.2.5 异常139

4.2.6 存储器和存储器映射I/O141

4.3 ARM基本寻址方式143

4.4 ARM指令集148

4.4.1 条件执行148

4.4.2 指令分类说明149

4.4.3 Thumb指令集与ARM指令集的区别183

4.4.4 Thumb2指令集的特点185

4.5 ARM汇编语言程序设计189

4.5.1 预定义的寄存器和协处理器名189

4.5.2 ARM汇编程序规范190

4.5.3 ARM汇编程序设计193

习题198

第5章 嵌入式Linux应用程序开发

5.1 开发平台简介199

5.1.1 S3C2410简介199

5.1.2 平台上的资源205

5.2 开发环境的建立206

5.2.1 宿主机环境搭建206

5.2.2 目标机和宿主机的连接207

5.2.3 网络文件系统搭建208

5.3 Linux的使用基础210

5.3.1 Linux常用命令210

5.3.2 vi编辑器的使用218

5.4 make工具和gcc编译器220

5.4.1 应用程序的开发流程220

5.4.2 make管理项目简介221

5.4.3 gcc编译器的使用222

5.5 简单嵌入式Linux程序开发225

5.5.1 编写和运行应用程序225

5.5.2 嵌入式Linux例子演示226

5.6 LCD程序设计228

5.6.1 LCD显示原理228

5.6.2 帧缓冲原理230

5.6.3 帧缓冲使用程序235

5.6.4 LCD程序开发237

5.6.5 BMP文件显示246

5.7 USB摄像头程序252

5.7.1 摄像头驱动的安装252

5.7.2 Video4Linux模块应用253

5.7.3 USB摄像头图像显示257

5.8 音频采集和回放程序264

5.8.1 采样原理和采集方式264

5.8.2 音频设备的编程实现265

习题269

第6章 嵌入式Linux驱动程序开发

6.1 嵌 入式Linux的设备管理270

6.1.1 Linux驱动程序概念270

6.1.2 驱动程序结构271

6.1.3 Linux对中断的处理273

6.1.4 设备
 图书前言
    随着Internet的普及,我们已进入了网络时代,进入了后PC时代。不仅是PC机能上网,各种各样的嵌入式设备都可以上网。后PC时代出现了信息电器,如掌上电脑、个人数字助理PDA、可视电话、移动电话、TV机顶盒、电视会议机和数码相机等嵌入式设备。能上网的嵌入式设备需要加上TCP/IP网络协议。由于8/16位单片机的速度不够快以及内存不够大,较难满足嵌入式设备的上网要求。随着集成电路的发展,32位微处理器的价格不断下降,已到用户大量使用的时候。32位RISC微处理器更是受到青睐,领先的是ARM嵌入式微处理器系列。ARM公司在32位RISC处理器市场占有率超过了75%。ARM的成功之处在于它是知识产权供应商,是设计公司。ARM本身不生产芯片,靠转让设计许可,由合作伙伴公司来生产各具特色的芯片。ARM商业模式的强大之处在于其价格合理,全世界范围有超过400个合作伙伴。ARM公司专注于设计,其内核功耗少,成本低,功能强,特有16位/32位双指令集。ARM已成为移动通信、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式解决方案的RISC标准。

    过去大量的是8/16位单片机的应用,这只是嵌入式系统的初级阶段。伴随着网络时代的来临,出现了机顶盒、路由器和调制解调器等Internet设备。一句话,Internet的基础设施都是嵌入式系统,而且在高端嵌入式应用中,32位微处理器现在已是很常见的了。国内IT产品的开发应该更新理念,即逐步采用32位高性能的CPU;采用C等高级语言编程;采用操作系统及其平台进行开发;采用模块化方式从事项目开发应用。Linux从1991年问世到现在,短短的十几年时间已经发展成为功能强大、设计完善的操作系统之一,它不仅可以与各种传统的商业操作系统分庭抗争,在新兴的嵌入式系统领域内也获得了飞速发展。嵌入式Linux以其可应用于多种硬件平台、内核高效稳定、源码开放、软件丰富以及完善的网络通信和文件管理机制的优良特性,成为嵌入式系统领域中的一个研究热点。Linux开放源码,内核可裁减,非常适用于嵌入式系统教学。

    由全国大学生电子设计竞赛组委会主办、Intel公司协办的“全国大学生电子设计竞赛——嵌入式系统专题竞赛”,进一步丰富了全国大学生电子设计竞赛的形式和内容,推动了高校信息电子类专业的教学改革、课程体系及实验室建设,各高校纷纷开设嵌入式系统课程。本书第1版就是由开课后的讲稿整理而成,
第2版又在第1版基础上进行了适度增减。
全书共7章,各章节内容安排如下:

    第1章为嵌入式系统的基础知识,讲述嵌入式系统概念、嵌入式系统应用、嵌入式系统硬件——嵌入式处理器和嵌入式系统软件——嵌入式操作系统。

    第2章介绍嵌入式系统开发的特点、开发流程、调试方法和板级支持包的功能。

    第3章介绍嵌入式Linux及其应用、Linux的特点及其内核特征、主流的嵌入式Linux和Linux的实时化改造。

    第4章详细介绍ARM体系结构和编程模型,分类给出ARM指令集的说明,介绍Thumb2指令集的特点,最后介绍ARM汇编语言程序设计方法。

    第5章是嵌入式Linux应用程序的开发方法,包括Linux的使用、gcc编译器的使用、应用程序的编写方法,侧重于LCD、USB摄像头和音频等多媒体内容。

    第6章给出LED显示、键盘和触摸屏驱动程序的详细设计方法。

    第7章介绍现流行的3种图形用户界面,给出自主版权的图形用户界面lwGUI。侧重基于GTK+图形库的基本控件设计和GTK+在手机上应用。

    2003年下决心编写此书第1版是由于当时国内缺少合适的嵌入式系统教材,现在编写第2版是考虑国内目前的教材要么偏理论,要么过于强调接口技术、汇编编程和移植。只有把嵌入式Linux的应用推动起来,国内高端嵌入式应用才能健康发展。目前更缺少嵌入式软件人才,我们只希望培养学生对嵌入式系统的兴趣,更多地侧重多媒体、人机交互和GUI的程序设计。考虑到整个篇幅都适用于教学,本次修订删去了第1版的ARM核嵌入式系统芯片和嵌入式Linux开发实例两章。第4章~第7章进行了重新修订。

    本书内容为我们实际教学实践的总结,现已面向我校计算机学院本科生开设“嵌入式计算系统”课程,面向全校研究生开设“嵌入式系统”选修课。课程围绕ARM和Linux,按照验证性实验、综合性实验和创新性实验3个层次,逐渐培养学生开发应用程序和驱动程序的能力。我们实验教学中心采购了博创公司的UPNetARM2410和周立功公司的MagicARM2410实验箱。针对实验设备的多样性,采用驱动程序屏蔽的方法,给学生提供一致的应用程序编程接口,利用实验设备共性的部分开设基础的验证性实验。同时,针对各种外设开发出实验样例程序,如液晶屏、触摸屏、小键盘和摄像头等,由学生自由组合成综合性实验。对于实验设备选配件以及未开发的部分,允许学生自主命题
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