嵌入式系統(tǒng)：硬件與軟件架構

第一部分  嵌入式系統(tǒng)導論
第1章  嵌入式系統(tǒng)設計的系統(tǒng)工程方法　2
1.1  什么是嵌入式系統(tǒng)　2
1.2  嵌入式系統(tǒng)設計　3
1.3  嵌入式系統(tǒng)體系結構簡介　5
1.4  嵌入式系統(tǒng)體系結構的重要性　6
1.5  嵌入式系統(tǒng)模型　7
小結　8
習題　8
附注　10
第2章  了解標準　11
2.1  程序設計語言概述和程序設計語言標準實例　19
2.1.1  垃圾收集　26
2.1.2  處理Java字節(jié)碼　28
2.2  標準與連網(wǎng)　31
2.2.1  相連的設備間的距離　31
2.2.2  物理介質　32
2.2.3  網(wǎng)絡的體系結構　34
2.2.4  開放系統(tǒng)互連模型　34
2.3  基于多個標準的設備實例：數(shù)字電視　45
小結　46
習題　46
附注　48
第二部分  嵌入式硬件
第3章  嵌入式硬件構建模塊和嵌入式電路板　50
3.1  硬件第一課：學習閱讀電路原理圖　50
3.2  嵌入式電路板和馮·諾依曼模型　53
3.3  硬件的供電　55
3.4  基本硬件材料：導體、絕緣體和半導體　57
3.5  電路板上和芯片內常見的無源元件：電阻器、電容器和電感器　60
3.5.1  電阻器　60
3.5.2  電容器　63
3.5.3  電感器　64
3.6  半導體以及處理器和存儲器的有源構建模塊　65
3.6.1  二極管　65
3.6.2  晶體管　66
3.6.3  從基本元件建構更復雜的電路：門　72
3.7  組合：集成電路　76
小結　79
習題　79
附注　84
第4章  嵌入式處理器　85
4.1  ISA體系結構模型　86
4.1.1  專用ISA模型　91
4.1.2  通用ISA模型　93
4.1.3  指令級并行ISA模型　94
4.2  內部處理器設計　96
4.2.1  中央處理單元　99
4.2.2  片上存儲器　110
4.2.3  處理器輸入/輸出　120
4.2.4  處理器總線　137
4.3  處理器性能　138
4.4  閱讀處理器的數(shù)據(jù)手冊　139
小結　148
習題　148
附注　150
第5章  板級存儲器　152
5.1  只讀存儲器　155
5.2  隨機訪問存儲器　158
5.3  輔助存儲器　165
5.4  外部存儲器的存儲管理　168
5.5  板級存儲器及其性能　169
小結　170
習題　170
附注　171
第6章  板級I/O　172
6.1  管理數(shù)據(jù)：串行與并行I/O　174
6.1.1  串行I/O示例1(網(wǎng)絡與通信：RS-232)　176
6.1.2  串行I/O示例2(網(wǎng)絡與通信：IEEE 802.11無線LAN)　180
6.1.3  并行I/O　183
6.1.4  并行I/O示例3(并行輸出和圖形I/O)　184
6.1.5  并行和串行I/O示例4(網(wǎng)絡與通信：以太網(wǎng))　186
6.2  I/O組件的接口　189
6.2.1  I/O設備與嵌入式電路板的接口　190
6.2.2  I/O控制器與主CPU的接口　191
6.3  I/O和性能　192
小結　192
習題　193
附注　195
第7章  板級總線　196
7.1  總線仲裁和時序　197
7.1.1  不可擴展總線：I2C總線示例　201
7.1.2  PCI總線示例：可擴展總線　203
7.2  總線和其他板級組件之間的集成　205
7.3  總線性能　206
小結　207
習題　207
附注　208
第三部分  嵌入式軟件介紹
第8章  設備驅動程序　210
8.1  實例1：中斷處理的設備驅動程序　213
8.1.1  中斷優(yōu)先級　215
8.1.2  上下文切換　218
8.1.3  中斷設備驅動程序偽代碼實例　219
8.1.4  中斷處理和性能　223
8.2  實例2：存儲器設備驅動程序　224
8.3  實例3：板級總線設備驅動程序　239
8.4  板級I/O驅動程序實例　243
8.4.1  實例4：初始化一個以太網(wǎng)驅動程序　244
8.4.2  實例5：初始化一個RS-232驅動程序　255
小結　259
習題　259
附注　261
第9章  嵌入式操作系統(tǒng)　262
9.1  什么是進程　265
9.2  多任務和進程管理　267
9.2.1  進程執(zhí)行　267
9.2.2  進程調度　275
9.2.3  任務間通信及同步　283
9.3  內存管理　289
9.3.1  用戶內存空間　289
9.3.2  內核內存空間　298
9.4  I/O和文件系統(tǒng)管理　298
9.5  OS標準實例：POSIX　299
9.6  OS 性能指南　301
9.7  OS和板級支持包　301
小結　302
習題　302
附注　304
第10章  中間件和應用軟件　305
10.1  什么是中間件　305
10.2  什么是應用軟件　306
10.3  中間件實例　306
10.4  應用層軟件實例　332
10.4.1  FTP客戶機應用實例　333
10.4.2  簡單郵件傳輸協(xié)議和電子郵件的實例　335
10.4.3  超文本傳輸協(xié)議客戶機和服務器實例　339
10.4.4  程序語言的快速注釋和應用軟件　342
小結　343
習題　343
附注　344
第四部分  系統(tǒng)集成：設計與開發(fā)
第11章  定義系統(tǒng)——創(chuàng)建體系結構和編寫設計文檔　346
11.1  創(chuàng)建嵌入式系統(tǒng)的體系結構　347
11.1.1  階段1：具有堅實的技術基礎　347
11.1.2  階段2：理解體系結構業(yè)務周期　348
11.1.3  階段3：定義體系結構模式和參考模型　356
11.1.4  階段4：定義體系結構性結構　361
11.1.5  階段5：編寫體系結構文檔　363
11.1.6  階段6：分析和評估體系結構　364
小結　366
習題　366
附注　367
第12章  嵌入式系統(tǒng)設計的最后階段：實現(xiàn)和測試　368
12.1  設計的實現(xiàn)　368
12.1.1  主要的軟件實用工具：在編輯器或集成開發(fā)環(huán)境中編寫代碼　369
12.1.2  計算機輔助設計和硬件　369
12.1.3  翻譯工具——預處理工具、解釋器、編譯器以及鏈接器　370
12.1.4  調試工具　373
12.1.5  系統(tǒng)引導　377
12.2  質量保證和設計測試　384
小結：嵌入式系統(tǒng)維護及其他　386
習題　386
附注　387
附錄A  項目和練習　388
附錄B  原理圖符號　404
附錄C  縮略語　409
附錄D  詞匯表　418