嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論

前言

　　隨著全球數(shù)字化、信息化進(jìn)程的不斷加快，嵌入式系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于軍事、家庭、工業(yè)、商業(yè)、辦公、醫(yī)療等社會各個方面，嵌入式技術(shù)已成為IT領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)之一。工業(yè)自動化控制領(lǐng)域、手持設(shè)備領(lǐng)域、數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域、信息家電領(lǐng)域，都將會以嵌入式技術(shù)為基礎(chǔ)來促進(jìn)本領(lǐng)域的設(shè)備和產(chǎn)品的創(chuàng)新和升級，市場對嵌入式系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品的巨大需求已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的亮點(diǎn)?！　‘?dāng)前，我國信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展并取得了較大成就，但是無論在產(chǎn)品技術(shù)水平還是市場占有率都與發(fā)達(dá)國家還有不少差距，這就要求我國大力發(fā)展嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，培養(yǎng)大批嵌入系統(tǒng)開發(fā)人才來滿足日益增長的嵌入式系統(tǒng)市場需求?！　≡趥鹘y(tǒng)產(chǎn)品中嵌入微處理器芯片，可以大大提高產(chǎn)品的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化水平，不僅有助于提高傳統(tǒng)產(chǎn)品的技術(shù)含量，而且可以提高產(chǎn)品的市場競爭力。我國作為新興的IT產(chǎn)業(yè)制造大國，如何培養(yǎng)大量符合市場要求的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人才已成為當(dāng)務(wù)之急?！　?004年，IEEE計算機(jī)協(xié)會和ACM對計算機(jī)專業(yè)的典型課程進(jìn)行了設(shè)置，其中嵌入式系統(tǒng)被確定為一門核心課程。嵌入式系統(tǒng)課程體系中還包含有設(shè)計、開發(fā)軟硬件的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，是一個理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程體系。為此，在我國理工科類高等學(xué)校及高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院開設(shè)“嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論”課程是必然的選擇?！　”緯乔度胧较到y(tǒng)學(xué)習(xí)的入門課程，也是基礎(chǔ)課程，它主要面向初學(xué)者，從最基本的原理、概念到嵌入式系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、設(shè)計方法，最后以7個實(shí)訓(xùn)為例由淺入深指導(dǎo)初學(xué)者如何進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)，概念清楚、通俗易懂?！　”緯空潞竺嬗邢鄳?yīng)的習(xí)題，在章節(jié)的編排上結(jié)合多年實(shí)踐教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，目的就是便于初學(xué)者快速掌握嵌入式系統(tǒng)的基本開發(fā)流程及開發(fā)設(shè)計技術(shù)?！　”緯趌章和第7章由李浪編寫，第2章由凌純清編寫，第3章由任小西編寫，第4章由彭蔓蔓編寫，第5章由彭勝標(biāo)編寫，第6章由付彬編寫；全書由彭蔓蔓和徐署華整理和統(tǒng)稿，最后由李仁發(fā)教授主審。

內(nèi)容概要

　　本書系統(tǒng)而循序漸進(jìn)地介紹了嵌入式系統(tǒng)的基本原理、概念和應(yīng)用設(shè)計開發(fā)。全書共分為7章：第1章初步介紹了嵌入式系統(tǒng)的基本知識；第2章剖析了嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計方法和設(shè)計流程；第3章介紹了各種嵌入式處理器以及在開發(fā)過程中如何選用；第4章主要介紹嵌入式系統(tǒng)中存儲器的組成、工作原理和性能特征；第5章介紹了嵌入式系統(tǒng)的外圍設(shè)備與I/O接口；第6章重點(diǎn)對比介紹了幾種常用的嵌入式操作系統(tǒng)；第7章從軟件工程師的角度出發(fā)，以7個由淺入深的實(shí)例，著重介紹基于Windows CE的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程及嵌入式應(yīng)用程序開發(fā)?！　”緯鴥?nèi)容系統(tǒng)豐富，重點(diǎn)突出，所選實(shí)例具有較強(qiáng)的代表性，針對性強(qiáng)，是前面學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)的入門教材，適合作為大學(xué)本科和高職院校計算機(jī)、電子、機(jī)械類專業(yè)有關(guān)課程教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員閱讀參考。

作者簡介

　　彭蔓蔓，女，1964年2月生。1985年7月湖南大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系本科畢業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位，1988年4月湖南大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系研究生畢業(yè)，獲碩士學(xué)位，之后留校任教。1991年轉(zhuǎn)為講師，2000年評為副教授，2001年考入湖南大學(xué)控制理論與控制工程專業(yè)在職博士生，師從孫家廣院士、李仁發(fā)教授，2002年評為碩士生導(dǎo)師。

書籍目錄

第1章　嵌入式系統(tǒng)概述　11.1　嵌入式系統(tǒng)的定義與特點(diǎn)　11.1.1　嵌入式系統(tǒng)的定義　11.1.2　嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)　21.2　嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用　31.2.1　應(yīng)用領(lǐng)域　31.2.2　發(fā)展趨勢　41.3　嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)成　51.3.1　嵌入式系統(tǒng)的硬件　51.3.2　嵌入式系統(tǒng)的軟件　91.4　嵌入式系統(tǒng)分類　111.5　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史　121.5.1　初始階段　121.5.2　發(fā)展階段　131.5.3　未來發(fā)展趨勢　141.6　小結(jié)　15第2章　嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計方法　172.1　嵌入式系統(tǒng)的一般開發(fā)流程　172.1.1　單片機(jī)系統(tǒng)　172.1.2　嵌入式處理器系統(tǒng)　182.2　傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法　202.3　嵌入式系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計　212.4　嵌入式系統(tǒng)的測試技術(shù)　232.4.1　嵌入式軟件的測試方法　232.4.2　嵌入式軟件的測試工具　242.4.3　嵌入式系統(tǒng)的測試策略　252.5　小結(jié)　26第3章　嵌入式處理器　273.1　引言　273.2　嵌入式系統(tǒng)對微處理器的要求　283.2.1　嵌入式系統(tǒng)　283.2.2　嵌入式微處理器　293.2.3　嵌入式微處理器的分類　313.2.4　嵌入式處理器技術(shù)指標(biāo)　323.2.5　嵌入式處理器選擇原則　343.3　典型的嵌入式處理器　363.3.1　ARM處理器　363.3.2　PowerPC處理器　443.3.3　FPGA簡介　473.3.4　SoC簡介　503.4　多核處理器　533.4.1　多核處理器簡介　533.4.2　多處理器結(jié)構(gòu)需要考慮的幾個方面　543.4.3　多核編程應(yīng)用　563.5　小結(jié)　59第4章　嵌入式系統(tǒng)的存儲器　614.1　概述　614.1.1　存儲系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)　614.1.2　存儲器的主要性能指標(biāo)　634.1.3　存儲器分類　654.1.4　嵌入式系統(tǒng)的存儲子系統(tǒng)　674.2　嵌入式系統(tǒng)的主存　684.2.1　主存的基本結(jié)構(gòu)　684.2.2　隨機(jī)存取存儲器(RAM)　704.2.3　只讀存儲器(ROM)　764.2.4　內(nèi)存條　824.3　嵌入式系統(tǒng)的Cache　834.3.1　傳統(tǒng)Cache結(jié)構(gòu)　834.3.2　嵌入式系統(tǒng)的Cache結(jié)構(gòu)特點(diǎn)　884.3.3　嵌入式系統(tǒng)的Cache能耗　884.4　嵌入式系統(tǒng)的存儲器選擇　924.4.1　選擇原則　924.4.2　示例　954.5　小結(jié)　97第5章　嵌入式系統(tǒng)的外圍設(shè)備和I/O接口　1005.1　外圍設(shè)備　1005.1.1　輸入設(shè)備　1005.1.2　輸出設(shè)備　1025.1.3　擴(kuò)充設(shè)備　1065.1.4　便攜式嵌入式系統(tǒng)的電源　1075.2　常見輸入輸出接口類型　1085.2.1　總線接口　1085.2.2　并行接口　1105.2.3　串行接口　1115.2.4　無線接入技術(shù)　1145.3　I/O接口原理基礎(chǔ)　1165.3.1　嵌入式最小系統(tǒng)的擴(kuò)展　1165.3.2　總線原理　1225.3.3　I/O接口結(jié)構(gòu)、功能及尋址　1255.3.4　數(shù)據(jù)交換方式　1285.4　小結(jié)　133第6章　嵌入式操作系統(tǒng)　1356.1　概述　1356.1.1　嵌入式操作系統(tǒng)介紹　1356.1.2　嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展歷程　1366.1.3　嵌入式操作系統(tǒng)特征　1366.1.4　嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用前景　1376.2　實(shí)時操作系統(tǒng)　1386.2.1　實(shí)時操作系統(tǒng)簡介　1386.2.2　實(shí)時操作系統(tǒng)的基本特征　1396.2.3　實(shí)時操作系統(tǒng)評價指標(biāo)　1406.2.4　實(shí)時操作系統(tǒng)的常用術(shù)語　1406.3　嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)　1416.3.1　嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)簡介　1416.3.2　嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的特點(diǎn)和構(gòu)成　1426.3.3　使用嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的必要性　1436.3.4　嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向　1446.4　常用的嵌入式操作系統(tǒng)　1456.4.1　VxWorks　1456.4.2　QNX　1476.4.3　Nucleus PLUS　1496.4.4　uC/OS　1516.4.5　Palm OS　1526.4.6　Windows CE　1536.4.7　嵌入式Linux　1546.5　嵌入式Linux實(shí)例　1556.5.1　uCLinux　1556.5.2　uCLinux內(nèi)核結(jié)構(gòu)　1566.5.3　uCLinux小型化的方法　1566.5.4　uCLinux的內(nèi)存管理　1576.5.5　uCLinux的多進(jìn)程處理　1586.5.6　uCLinux的內(nèi)存保護(hù)　1596.5.7　uCLinux的編程接口的改變　1596.5.8　uCLinux針對實(shí)時性的解決方案　1606.5.9　uCLinux的開發(fā)環(huán)境　1606.6　Windows CE實(shí)例　1626.6.1　Windows CE概述　1626.6.2　Windows CE的設(shè)計目標(biāo)　1636.6.3　Windows Embedded CE6.0新特點(diǎn)　1646.6.4　基于Windows CE的新產(chǎn)品的開發(fā)流程　1666.6.5　Windows Embedded CE 6.0的體系結(jié)構(gòu)　1676.6.6　Windows Embedded CE 6.0的進(jìn)程　1696.6.7　Windows Embedded CE 6.0的線程　1706.6.8　Windows Embedded CE 6.0的調(diào)度　1716.6.9　Windows Embedded CE 6.0的同步　1726.6.10　Windows Embedded CE 6.0的進(jìn)程間通信　1736.6.11　Windows Embedded CE 6.0的內(nèi)存管理　1736.7　如何選擇嵌入式操作系統(tǒng)　1746.8　小結(jié)　175第7章　基于Windows CE的嵌入式應(yīng)用程序開發(fā)實(shí)例　1777.1　概述　1777.2　基于Windows CE嵌入式應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境　1777.3　基于Windows CE的嵌入式應(yīng)用程序開發(fā)流程　1787.4　嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)實(shí)訓(xùn)　1797.4.1　實(shí)訓(xùn)1　定制操作系統(tǒng)內(nèi)核　1797.4.2　實(shí)訓(xùn)2　用EVC開發(fā)應(yīng)用程序　1867.4.3　實(shí)訓(xùn)3　Windows CE.NET動態(tài)鏈接庫　1927.4.4　實(shí)訓(xùn)4　Windows CE.NET虛擬內(nèi)存管理　1957.4.5　實(shí)訓(xùn)5　Windows CE.NET設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)　2027.4.6　實(shí)訓(xùn)6　Windows CE.NET文件系統(tǒng)開發(fā)　2117.4.7　實(shí)訓(xùn)7　個人通信錄　2207.5　小結(jié)　228參考文獻(xiàn)　229

編輯推薦

　　本書主要特點(diǎn)：結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的最新發(fā)展，采用自頂向下的分析方法，重點(diǎn)介紹嵌入式系統(tǒng)的基本概念、各基本部件的組織方式和設(shè)計方法，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐的重要性。力求邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，形式活潑，通俗易懂?！　∨砺淌冢ú┦浚氖掠嬎銠C(jī)體系結(jié)構(gòu)的教學(xué)和科研工作二十余年，由國家留學(xué)基金委全額資助在國外做訪問學(xué)者一年，現(xiàn)為中國計算機(jī)學(xué)會體系結(jié)構(gòu)專委會委員。其他作者也都是長期從事嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的骨干教師，都具有博士學(xué)位或正在攻讀博士學(xué)位?！　”緯鴥?nèi)容系統(tǒng)豐富，重點(diǎn)突出，所選實(shí)例具有較強(qiáng)的代表性，針對性強(qiáng)，是前面學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)的入門教材，適合作為大學(xué)本科和高職院校計算機(jī)、電子、機(jī)械類專業(yè)有關(guān)課程教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員閱讀參考。

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