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第1章 嵌入式系统概述1

1.1嵌入式系统的概念1

1.1.1嵌入式系统的定义1

1.1.2嵌入式系统的特点2

1.2嵌入式系统的组成2

1.2.1嵌入式处理器2

1.2.2外围设备3

1.2.3嵌入式操作系统3

1.2.4应用软件3

1.3嵌入式处理器4

1.3.1嵌入式处理器的分类4

1.3.2嵌入式微处理器4

1.3.3嵌入式微控制器5

1.3.4嵌入式DSP处理器6

1.3.5嵌入式片上系统6

1.3.6选择嵌入式处理器7

1.4嵌入式操作系统7

1.4.1操作系统的概念和分类7

1.4.2实时操作系统7

1.4.3常用的嵌入式操作系统10

1.5新型的嵌入式操作系统13

1.5.1 Android13

1.5.2 MontaVista14

1.6嵌入式系统的应用15

1.7嵌入式系统的发展趋势18

1.7.1嵌入式系统面临的挑战18

1.7.2嵌入式系统的发展前景18

1.8本章小结19

第2章 嵌入式系统开发过程20

2.1嵌入式软件开发介绍20

2.1.1嵌入式软件开发的特殊性20

2.1.2嵌入式软件的分类21

2.1.3嵌入式软件的开发流程21

2.1.4嵌入式软件开发工具的发展趋势23

2.2嵌入式软件的调试技术24

2.2.1调试技术介绍24

2.2.2基于JTAG的ARM系统调试25

2.3嵌入式软件测试技术26

2.3.1宿主机—目标机开发模式26

2.3.2目标监控器27

2.4嵌入式系统集成开发环境29

2.4.1 ADS的介绍29

2.4.2 ADS建立工程的使用介绍31

2.4.3 AXD调试器的使用介绍36

实例2-1 ARM开发环境ADS的使用实例38

2.5本章小结42

第3章ARM体系结构43

3.1 ARM体系结构概述43

3.1.1 ARM体系结构简介44

3.1.2 ARM体系结构的技术特征46

3.1.3 CISC的体系结构47

3.1.4 RISC的体系结构47

3.1.5 RISC系统和CISC系统的比较49

3.2 ARM微处理器的分类50

3.2.1 ARM7微处理器50

3.2.2 ARM9微处理器51

3.2.3 ARM9E微处理器51

3.2.4 ARM10E微处理器52

3.2.5 ARM11微处理器53

3.2.6 SecurCore微处理器53

3.2.7 StrongARM微处理器53

3.2.8 XScale微处理器54

3.3 ARM微处理器的应用54

3.3.1 ARM微处理器的应用选型54

3.3.2 S3C2410处理器55

3.4存储器56

3.4.1存储器简介56

3.4.2 SDRAM操作58

3.4.3 Flash59

3.5 ARM编程模型60

3.5.1数据类型60

3.5.2存储器格式61

3.5.3处理器工作状态61

3.5.4处理器运行模式62

3.5.5寄存器组织62

3.5.6内部寄存器65

3.6 ARM指令的寻址方式66

3.6.1立即寻址66

3.6.2寄存器寻址67

3.6.3寄存器间接寻址67

3.6.4相对寻址68

3.6.5堆栈寻址68

3.6.6块复制寻址69

3.6.7变址寻址69

3.6.8多寄存器寻址70

3.7 ARM指令集70

3.7.1 ARM指令的格式70

3.7.2 ARM指令分类71

3.7.3 Thumb指令介绍77

3.7.4 Thumb指令分类78

3.7.5 ARM指令集和Thumb指令集的区别81

3.8 ARM微处理器的异常82

3.8.1 ARM体系结构所支持的异常类型83

3.8.2异常向量表84

3.8.3异常优先级84

3.8.4应用程序中的异常处理85

3.8.5各类异常的具体描述86

3.9本章小结90

第4章 Linux基本操作91

4.1 Linux系统介绍91

4.1.1 Linux的概况91

4.1.2 Linux操作系统的构成93

4.1.3 Linux常见的发行版本94

4.1.4 Linux内核的特点95

4.2 Linux命令的使用96

4.3 vi编辑器的使用106

4.3.1 vi编辑器的进入107

4.3.2命令模式的命令107

4.3.3末行模式的命令108

实例4-1 vi编辑器使用实例109

4.4 Shell编程110

4.4.1 Shell基础介绍110

4.4.2 Shell程序的变量和参数113

4.4.3运行Shell程序114

4.4.4 Shell程序设计的流程控制115

4.4.5 Shell输入与输出120

4.4.6 bash介绍121

4.5综合实例123

实例4-2编写清除/var/log下的log文件综合实例123

实例4-3编写寻找死链接文件综合实例126

4.6本章小结129

第5章 Linux进程130

5.1进程概述130

5.1.1进程结构131

5.1.2进程的控制操作132

5.1.3进程的属性134

5.1.4进程的创建和调度135

5.1.5 Linux进程命令137

5.2系统调用141

5.2.1系统调用概述141

5.2.2系统调用的进入142

5.2.3与进程管理相关的系统调用142

5.3管道143

5.3.1管道系统调用143

5.3.2管道的分类144

实例5-1管道通信实例145

5.4信号147

5.4.1常见的信号种类147

5.4.2系统调用函数148

5.4.3信号的处理149

5.4.4信号与系统调用的关系150

实例5-2信号实例151

5.5信号量152

5.5.1信号量概述152

5.5.2相关的数据结构153

5.5.3相关的函数155

实例5-3信号量实例156

5.6共享内存161

5.6.1共享内存原理161

5.6.2共享内存对象的结构162

5.6.3相关的函数162

实例5-4共享内存实例163

5.7消息队列169

5.7.1有关的数据结构169

5.7.2相关的函数171

实例5-5消息队列实例173

5.8综合实例177

实例5-6多线程编程实例177

5.9本章小结178

第6章 建立Linux开发环境179

6.1建立Linux开发环境概述179

6.1.1 Cygwin开发环境179

6.1.2 VMware Workstation开发环境181

6.2交叉编译的使用183

6.2.1 GNU交叉工具链的设置183

6.2.2 ARM GNU常用汇编语言186

6.2.3 GNU交叉工具链的常用工具188

6.2.4交叉编译环境191

6.3 Linux下的C编程194

6.3.1 Linux程序设计特点194

6.3.2 Linux下C语言编码的风格195

6.3.3 Linux程序基础195

6.3.4 Linux下C编程的库依赖197

6.4 gcc的使用与开发197

6.4.1 gcc简介和使用197

6.4.2 gcc选项198

6.4.3 gcc的错误类型201

实例6-1 gcc编译器环境的应用实例202

6.5 gdb调试器的介绍和使用203

6.5.1 gdb调试器的使用203

6.5.2在gdb中运行程序204

6.5.3暂停和恢复程序运行206

6.5.4远程调试209

实例6-2 gdb调试器环境的应用实例209

6.6 GNU make和Makefile的使用211

6.6.1 Makefile的基本结构212

6.6.2 Makefile的变量213

6.6.3 Makefile的隐含规则215

6.6.4 Makefile的命令使用218

6.6.5 Makefile的函数使用219

6.6.6 Makefile文件的运行221

6.6.7 Makefile规则书写命令223

实例6-3 Makefile的命令使用实例229

6.7 autoconf和automake的使用231

6.7.1 autoconf的使用231

6.7.2 Makefile.am的编写234

6.7.3 automake的使用234

6.7.4使用automake和autoconf产生Makefile235

6.7.5自动生成Makefile的方法235

6.8综合实例236

实例6-4 gcc编译器的综合实例236

实例6-5 gdb调试器的综合实例239

实例6-6 Makefile的综合实例242

6.9本章小结244

第7章Linux操作系统移植245

7.1移植的概念245

7.1.1 Linux可移植性发展246

7.1.2 Linux的移植性246

7.2 Linux内核结构247

7.2.1 Linux内核组成247

7.2.2子系统相互间的关系251

7.2.3系统数据结构252

7.2.4 Linux内核源代码252

7.3 Linux内核配置256

实例7-1 Linux内核配置实例256

7.4 Linux操作系统移植介绍259

7.4.1 Linux系统移植的两大部分259

7.4.2内核文件的修改261

7.4.3系统移植所必需的环境265

7.5综合实例268

实例7-2编译Linux内核应用实例268

实例7-3 Linux内核的烧写实例270

实例7-4使用Kgdb构建Linux内核调试环境271

7.6本章小结280

第8章 Bootloader的使用281

8.1 Bootloader概述281

8.1.1 Bootloader的作用282

8.1.2 Bootloader的功能283

8.1.3 Bootloader的种类283

8.1.4 Bootloader的工作模式285

8.1.5 Bootloader的启动方式285

8.1.6 Bootloader的启动流程287

8.1.7 Bootloader与主机的通信287

8.2 vivi287

8.2.1 vivi的常用命令和文件结构288

8.2.2 vivi第一阶段的分析288

8.2.3 vivi第二阶段的分析295

8.2.4 vivi的配置与编译297

8.3 U-boot298

8.3.1 U-boot常用命令和源代码目录结构298

8.3.2 U-boot支持的主要功能301

8.3.3 U-boot的编译和添加命令302

8.3.4 U-boot的启动介绍305

8.3.5 U-boot的移植和使用30

8.3.6 U-boot的启动过程308

8.3.7 U-boot的调试310

8.4其他常见的Bootloader312

8.5综合实例313

实例8-1 vivi编译实例314

实例8-2 U-boot在S3C2410上的移植实例315

实例8-3 Bootloader设计实例317

8.6本章小结319

第9章 构建Linux根文件系统320

9.1 Linux文件系统概述320

9.1.1 Linux文件系统的特点320

9.1.2其他常见的嵌入式文件系统322

9.1.3 Linux根文件目录结构324

9.1.4 Linux文件属性介绍324

9.2使用BusyBox生成工具集325

9.2.1 BusyBox概述325

9.2.2 BusyBox进程和用户程序启动过程326

9.2.3编译/安装BusyBox327

实例9-1用BusyBox建立简单的根文件系统331

9.3构建根文件系统333

实例9-2构建根文件系统337

9.4配置yas文件339

9.4.1 yaffs文件系统设置340

9.4.2 yaffs文件系统测试341

9.5综合实例343

实例9-3制作/使用yaffs文件系统映像文件343

实例9-4制作/使用jffs2文件系统映像文件345

9.6本章小结347

第10章 设备驱动程序开发348

10.1设备驱动程序概述348

10.1.1驱动程序简介349

10.1.2设备分类349

10.1.3设备号350

10.1.4设备节点350

10.1.5驱动层次结构351

10.1.6设备驱动程序的特点352

10.2设备驱动程序与文件系统353

10.2.1设备驱动程序与文件系统的关系353

10.2.2设备驱动程序与操作系统的关系353

10.2.3 Linux设备驱动程序的接口353

10.2.4设备驱动程序开发的基本函数359

10.2.5 Linux驱动程序的加载359

10.3设备驱动程序的使用364

10.3.1驱动程序模块的加载364

10.3.2创建设备文件364

10.3.3使用设备364

10.4网络设备基础知识365

10.4.1网络协议365

10.4.2网络设备接口基础366

10.5网络设备驱动程序的架构369

10.5.1网络设备驱动程序体系结构369

10.5.2网络设备驱动程序模块分析369

10.5.3网络设备驱动程序的实现模式376

10.5.4网络设备驱动程序的数据结构376

10.6综合实例381

实例10-1键盘驱动开发实例381

实例10-2 12C总线驱动的编写实例384

实例10-3 TFT-LCD显示驱动实例388

10.7本章小结393

第11章 嵌入式GUl开发394

11.1嵌入式系统中的GUI简介395

11.1.1嵌入式GUI系统的介绍395

11.1.2基于嵌入式Linux的GUI系统底层实现基础397

11.1.3嵌入式GUI系统的分析与比较397

11.2嵌入式系统下MiniGUI的实现399

11.2.1 MiniGUI简介399

11.2.2 MiniGUI的发布版本401

11.2.3 MiniGUI在S3C2410处理器上的移植过程404

11.3 Qt/Embedded嵌入式图形开发基础407

11.3.1 Qt/Embedded开发环境的安装407

11.3.2 Qt/Embedded底层支持及实现代码分析411

11.3.3 Qt/Embedded信号和插槽机制412

11.3.4 Qt/Embedded窗口部件415

11.3.5 Qt/Embedded图形界面编程418

11.3.6 Qt/Embedded对话框设计419

11.3.7数据库420

实例11-1 Qt/Embedded图形开发应用实例423

11.4Qtopia移植424

11.4.1 Qtopia简介424

11.4.2交叉编译、安装Qtopia424

实例11-2 Qtopia移植应用实例426

11.5 Qt/Embedded应用开发427

11.5.1嵌入式硬件开发平台的选择427

11.5.2 Qt/Embedded常用工具的介绍429

11.5.3交叉编译Qt/Embedded的库430

11.5.4 Qt/E程序的编译与执行431

实例11-3 Qt/Embedded实战演练432

11.6综合实例436

实例11-4 Hello， Qt/Embedded应用程序436

实例11-5 基本绘图应用程序的编写439

11.7本章小结443

第12章 综合工程实例444

12.1文件系统的生成与烧写444

12.1.1 yaffs文件系统的制作与生成445

12.1.2 jffs2文件系统的制作与生成449

12.2基于Linux的数码相框452

12.2.1系统需求分析452

12.2.2系统总体设计453

12.2.3软件设计实现454

12.2.4软硬件集成460

12.3基于Linux的MPlayer解码播放器461

12.3.1可行性分析报告461

12.3.2系统总体设计462

12.3.3软件总体设计463

12.3.4软件详细设计467

12.3.5软硬件集成477

12.4基于Linux的GPS导航系统的开发478

12.4.1嵌入式开发流程479

12.4.2 GPS导航系统的定义481

12.4.3 GPS导航系统的可行性分析报告486

12.4.4 GPS导航系统需求分析487

12.4.5 GPS导航系统总体设计实现489

12.4.6 GPS导航系统硬件设计实现491

12.4.7 GPS导航系统软件概括设计495

12.4.8 GPS导航系统软件详细设计495

12.4.9 GPS导航系统数据库的配置设计522

12.4.10 GPS导航系统软件实现534

12.5本章小结538