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第一部分　嵌入式系统导论2

第1章　嵌入式系统设计的系统工程方法2

1.1　什么是嵌入式系统2

1.2　嵌入式系统设计3

1.3　嵌入式系统体系结构简介5

1.4　嵌入式系统体系结构的重要性6

1.5　嵌入式系统模型7

小结8

习题8

附注10

第2章　了解标准11

2.1　程序设计语言概述和程序设计语言标准实例19

2.1.1　垃圾收集26

2.1.2　处理Java字节码28

2.2　标准与连网31

2.2.1　相连的设备间的距离31

2.2.2　物理介质32

2.2.3　网络的体系结构34

2.2.4　开放系统互连模型34

2.3　基于多个标准的设备实例：数字电视45

小结46

习题46

附注48

第二部分　嵌入式硬件50

第3章　嵌入式硬件构建模块和嵌入式电路板50

3.1　硬件第一课：学习阅读电路原理图50

3.2　嵌入式电路板和冯·诺依曼模型53

3.3　硬件的供电55

3.4　基本硬件材料：导体、绝缘体和半导体57

3.5　电路板上和芯片内常见的无源元件：电阻器、电容器和电感器60

3.5.1　电阻器60

3.5.2　电容器63

3.5.3　电感器64

3.6　半导体以及处理器和存储器的有源构建模块65

3.6.1　二极管65

3.6.2　晶体管66

3.6.3　从基本元件建构更复杂的电路：门72

3.7　组合：集成电路76

小结79

习题79

附注84

第4章　嵌入式处理器85

4.1　ISA体系结构模型86

4.1.1　专用ISA模型91

4.1.2　通用ISA模型93

4.1.3　指令级并行ISA模型94

4.2　内部处理器设计96

4.2.1　中央处理单元99

4.2.2　片上存储器110

4.2.3　处理器输入／输出120

4.2.4　处理器总线137

4.3　处理器性能138

4.4　阅读处理器的数据手册139

小结148

习题148

附注150

第5章　板级存储器152

5.1　只读存储器155

5.2　随机访问存储器158

5.3　辅助存储器165

5.4　外部存储器的存储管理168

5.5　板级存储器及其性能169

小结170

习题170

附注171

第6章　板级I/O172

6.1　管理数据：串行与并行I/O174

6.1.1　串行I/O示例1（网络与通信：RS-232）176

6.1.2　串行I/O示例2（网络与通信：IEEE 802.11无线LAN）180

6.1.3　并行I/O183

6.1.4　并行I/O示例3（并行输出和图形I/O）184

6.1.5　并行和串行I/O示例4（网络与通信：以太网）186

6.2　I/O组件的接口189

6.2.1　I/O设备与嵌入式电路板的接口190

6.2.2　I/O控制器与主CPU的接口191

6.3　I/O和性能192

小结192

习题193

附注195

第7章　板级总线196

7.1　总线仲裁和时序197

7.1.1　不可扩展总线：I2C总线示例201

7.1.2　PCI总线示例：可扩展总线203

7.2　总线和其他板级组件之间的集成205

7.3　总线性能206

小结207

习题207

附注208

第三部分　嵌入式软件介绍210

第8章　设备驱动程序210

8.1　实例1：中断处理的设备驱动程序213

8.1.1　中断优先级215

8.1.2　上下文切换218

8.1.3　中断设备驱动程序伪代码实例219

8.1.4　中断处理和性能223

8.2　实例2：存储器设备驱动程序224

8.3　实例3：板级总线设备驱动程序239

8.4　板级I/O驱动程序实例243

8.4.1　实例4：初始化一个以太网驱动程序244

8.4.2　实例5：初始化一个RS-232驱动程序255

小结259

习题259

附注261

第9章　嵌入式操作系统262

9.1　什么是进程265

9.2　多任务和进程管理267

9.2.1　进程执行267

9.2.2　进程调度275

9.2.3　任务间通信及同步283

9.3　内存管理289

9.3.1　用户内存空间289

9.3.2　内核内存空间298

9.4　I/O和文件系统管理298

9.5　OS标准实例：POSIX299

9.6　OS性能指南301

9.7　OS和板级支持包301

小结302

习题302

附注304

第10章　中间件和应用软件305

10.1　什么是中间件305

10.2　什么是应用软件306

10.3　中间件实例306

10.4　应用层软件实例332

10.4.1　FTP客户机应用实例333

10.4.2　简单邮件传输协议和电子邮件的实例335

10.4.3　超文本传输协议客户机和服务器实例339

10.4.4　程序语言的快速注释和应用软件342

小结343

习题343

附注344

第四部分　系统集成：设计与开发第11章　定义系统——创建体系结构和编写设计文档346

11.1　创建嵌入式系统的体系结构347

11.1.1　阶段1：具有坚实的技术基础347

11.1.2　阶段2：理解体系结构业务周期348

11.1.3　阶段3：定义体系结构模式和参考模型356

11.1.4　阶段4：定义体系结构性结构361

11.1.5　阶段5：编写体系结构文档363

11.1.6　阶段6：分析和评估体系结构364

小结366

习题366

附注367

第12章　嵌入式系统设计的最后阶段：实现和测试368

12.1　设计的实现368

12.1.1　主要的软件实用工具：在编辑器或集成开发环境中编写代码369

12.1.2　计算机辅助设计和硬件369

12.1.3　翻译工具——预处理工具、解释器、编译器以及链接器370

12.1.4　调试工具373

12.1.5　系统引导377

12.2　质量保证和设计测试384

小结：嵌入式系统维护及其他386

习题386

附注387

附录A　项目和练习388

附录B　原理图符号404

附录C　缩略语409

附录D　词汇表418