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目录1

第1章 嵌入式系统介绍1

1-1 嵌入式系统的概述2

1-1-1 嵌入式系统的发展历史3

1-1-2 嵌入式系统的组成5

1-1-3 嵌入式系统的应用趋势6

1-2 嵌入式运算8

1-2-1 使用嵌入式系统的因素9

1-2-2 嵌入式系统的设计考虑10

1-2-3 嵌入式系统的设计挑战11

1-2-4 嵌入式系统设计能力12

1-3 分布式嵌入式系统13

1-3-1 具有网络能力的嵌入式系统15

1-3-2 因特网能力的嵌入式系统16

1-4 信息家电16

1-4-1 信息家电的兴起16

1-4-2 信息家电的产品18

1-4-3 信息家电的功能19

学习评测20

1-5 总结20

第2章 嵌入式系统的未来战场——数字家庭23

2-1 无所不在运算24

2-1-1 材料与制造科技25

2-1-2 智能型软件设计26

2-1-3 传感器技术27

2-1-4 网络合作能力28

2-2 蓝色家电29

2-2-1 信息蓝色家电29

2-2-2 娱乐蓝色家电32

2-2-3 通信蓝色家电34

2-2-4 家庭自动化产品36

2-3 数字家庭的标准37

2-3-1 标准统合的需求38

2-3-2 数字家庭产品的技术38

2-3-3 数字家庭的远景42

2-4 总结43

学习评测43

第3章 嵌入式系统的系统设计45

3-1-1 设计过程46

3-1 设计方法论46

3-1-2 设计流程的方法48

3-2 需求分析51

3-3 规格52

3-4 系统分析与架构设计56

3-4-1 方块图56

3-4-2 CRC卡片57

3-5 设计硬件与软件组件58

3-7-1 质量保证技术59

3-7 质量保证59

3-6 系统集成59

3-7-2 确认规范60

3-7-3 设计复审62

3-7-4 衡量驱动质量保证63

3-8 总结64

学习评测64

第4章 嵌入式系统微处理器67

4-1 嵌入式系统微处理器的发展68

4-1-1 8位微处理器69

4-1-2 16位微处理器70

4-2 微处理器的基本架构71

4-1-3 32位以上的微处理器71

4-3 协同微处理器72

4-4 精简指令集架构微处理器72

4-4-1 CISC与RISC架构的比较73

4-4-2 ARM RISC架构微处理器73

4-4-3 ARM架构程序模型75

4-5 数字信号处理器78

4-5-1 数字信号处理器简介79

4-5-3 德州仪器公司TMS320 DSP微处理器80

4-5-2 DSP微处理器的应用80

4-6 超长指令集微处理器82

4-7 SoC嵌入式系统微处理器83

4-7-1 SoC微处理器简介83

4-7-2 SoC微处理器的设计开发84

4-7-3 快速的SoC微处理器设计与制造85

4-8 高级集成型微处理器86

4-8-1 RISC结合DSP的SoC微处理器86

4-8-2 Intel PCA个人数字化嵌入式系统87

4-9 总结89

学习评测90

第5章 硬件周边设备91

5-1 输入／输出设备92

5-1-1 输入设备93

5-1-2 输出设备95

5-2 输出与输入传输接口96

5-2-1 链表协议96

5-2-2 并列协议101

5-2-3 无线协议101

5-3 内存103

5-3-1 只读存储器104

5-3-2 掩模只读存储器104

5-3-3 一次可编程只读存储器105

5-3-4 可擦除式可编程只读存储器106

5-3-5 电子消除式可编程只读存储器108

5-3-6 随机存取内存109

5-4 便携式嵌入式系统电源系统110

5-4-1 便携式嵌入式系统电源的要求111

5-4-2 智能型电池系统111

5-5 扩充设备112

5-5-1 PCMCIA扩充设备113

5-5-2 CF扩充设备113

5-5-3 SD扩充设备114

5-5-4 MS扩充设备114

5-6 总结115

学习评测115

第6章 软硬件接口117

6-1 微处理器的软硬件接口118

6-1-1 微处理器的组织与架构118

6-1-2 微处理器指令集架构121

6-1-3 微处理器的数据流路径／控制单元124

6-2 总线架构129

6-2-1 总线类与协议129

6-2-2 总线存取方式131

6-3 直接内存访问132

6-3-1 直接内存访问原理132

6-3-2 直接内存访问设计133

6-4 高速缓存单元134

6-4-1 高速缓存的原理134

6-4-2 增加高速缓存的命中率136

6-5 内存管理单元138

6-6 寄存器与周边141

6-6-1 寄存器组件141

6-6-2 驱动程序与寄存器144

6-6-3 中断与异常145

6-7 软硬件接口范例147

6-7-1 AMBA接口介绍147

6-7-2 AMBA接口范例153

6-8 总结156

学习评测157

第7章 嵌入式操作系统159

7-1 嵌入式操作系统概论160

7-2 进程与线程164

7-2-1 进程、线程与工作164

7-2-2 线程的状态169

7-3 调度173

7-4 实时系统调度算法177

7-4-1 实时系统定义177

7-4-2 固定式优先级调度法——比率单调调度法178

7-4-3 动态优先级调度法180

7-5 上下文切换181

7-6 内部进程通信185

7-7 内存管理188

7-7-1 管理内存188

7-7-2 内存分配191

7-7-3 虚拟内存192

7-7-4 内存回收194

7-8 嵌入式操作系统范例195

7-8-1 WinCE.Net196

7-8-2 Symbian OS198

7-8-3 VxWorks201

7-8-4 Nucleus203

7-9 总结206

学习评测206

第8章 系统开发、仿真与调试209

8-1 系统开发流程210

8-1-1 编译器211

8-1-2 汇编器215

8-1-3 链接器217

8-2 开机程序222

8-3 硬件抽象层225

8-3-1 硬件抽象层的定义与任务225

8-3-2 硬件抽象层的设计226

8-4 系统仿真227

8-4-1 软件仿真227

8-4-2 硬件仿真230

8-5 系统调试231

8-5-1 软件调试环境233

8-5-2 硬件调试环境234

8-6 总结236

学习评测237

第9章 性能评测、程序最佳化与测试239

9-1 性能评测240

9-1-1 性能测量240

9-1-2 分析程序执行时间241

9-1-3 追踪程序执行244

9-2 程序最佳化246

9-2-1 循环最佳化246

9-2-2 高速缓存最佳化248

9-2-3 省电最佳化250

9-2-4 程序空间最佳化251

9-3 程序测试252

9-3-1 明箱测试253

9-3-2 黑箱测试256

9-3-3 性能测试257

9-4 总结257

学习评测258

第10章 VLSI设计与系统单芯片261

10-1-1 芯片生产技术概要262

10-1 芯片生产技术与CMOS VLSI设计262

10-1-2 CMOS VLSI设计263

10-2 常见芯片应用种类与设计方法介绍266

10-2-1 模拟电路、数字电路与混合信号电路分类266

10-2-2 VLSI设计方法介绍267

10-2-3 VLSI设计流程271

10-3 系统单芯片技术273

10-3-1 系统单芯片开发流程274

10-3-2 SoC系统架构设计277

10-4 平台式设计流程及分类278

10-5 总结282

学习评测283

第11章 可编程逻辑系统285

11-1 IC制造流程与分类286

11-2 可编程逻辑设备287

11-3 复杂可编程逻辑设备289

11-3-1 CPLD基本原理289

11-3-2 CPLD的硬件架构291

11-4 现场可编程门数组294

11-4-1 FPGA的基本原理294

11-4-2 FPGA的硬件架构296

11-5 CPLD/FPGA电路开发流程300

11-5-1 CPLD/FPGA开发环境300

11-5-2 设计输入302

11-5-3 项目编辑304

11-5-4 设备规划304

11-6 CPLD/FPGA的选择305

11-7 总结306

学习评测306

第12章 软硬件协同设计与验证309

12-1 软硬件协同设计的现况310

12-1-1 软硬件协同设计的概念311

12-1-2 软硬件协同设计流程312

12-2 系统规范描述语言314

12-3 系统模型的建立315

12-3-1 系统模型的用途315

12-3-2 常见系统模型语言介绍316

12-4 软硬件分割322

12-4-1 系统软硬件分割的考虑322

12-4-2 通过计算机辅助工具进行软硬件分割324

12-5 软硬件自动组合技术325

12-6 软硬件协同模拟326

12-6-1 软件程序的模拟环境327

12-6-2 硬件电路的模拟环境327

12-6-3 软硬件协同模拟328

12-7 现有软硬件协同设计环境介绍328

12-7-1 VisualSpec介绍328

12-7-2 System Studio介绍330

12-8 总结333

学习评测333

第13章 系统开发平台实例335

13-1 如何选择开发平台336

13-2 ARM Integrator介绍337

13-2-1 Integrator主机板介绍337

13-2-2 Integrator核心模块介绍339

13-2-3 Integrator逻辑模块介绍341

13-3 ARM Integrator开发环境介绍342

13-3-1 ARM Development Suite342

13-3-3 Multi-ICE344

13-4 ARM Integrator应用开发实例344

13-3-2 ARM Firmware Suite344

13-4-1 逻辑模块硬件部分的编译345

13-4-2 核心模块软件部分的编译与CodeWarrior介绍347

13-5 Altera Excalibur SOPC开发平台介绍350

13-5-1 NIOS可程序化CPU351

13-5-2 ARM 922T介绍351

13-5-3 Excalibur开发工具包352

13-6 Altera Excalibur应用开发实例354

13-6-1 Altera SOPC Builder介绍354

13-6-2 SOPC Builder操作环境354

13-6-3 SOPC应用系统的开发360

13-7 总结364

学习评测364

第14章 嵌入式Linux开发环境367

14-1 Linux系统的发展368

14-1-1 桌上型Linux系统与嵌入式Linux系统369

14-1-2 具有MMU与non-MMU系统370

14-1-3 嵌入式Linux的产品371

14-2 嵌入式Linux的发展环境372

14-2-2 开机流程373

14-2-1 跨平台编译环境373

14-2-3 设置核心374

14-2-4 外围设备驱动程序375

14-2-5 文件系统377

14-2-6 窗口系统379

14-3 实时Linux系统381

14-3-1 核心修改382

14-3-2 应用程序修正384

14-4 应用实例384

14-4-1 Familiar项目385

14-5 总结387

14-4-2 PocketLinux项目387

学习评测388

第15章 嵌入式Java技术389

15-1 Java的概念390

15-1-1 Java平台结构390

15-1-2 Java世界简介392

15-1-3 Java Card简介396

15-1-4 Java Chip简介397

15-2-1 Java虚拟机与配置399

15-2 Java 2微型版399

15-2-2 CLDC技术与框架400

15-2-3 CDC技术409

15-3 总结410

学习评测411

附录A Verilog程序语法基本介绍413

A-1 Verilog介绍414

A-2 Verilog模块414

A-3 Verilog Logic、Data Type、Number、Operator416

A-5 Verilog structural style modeling418

A-4 Verilog Hierachy418

A-6 Verilog data flow style modeling420

A-7 Verilog behavior style modeling420

A-8 1 bit Full Adder Design Example425

A-9 AHB接口相关的电路427

附录B ARM指令集介绍433

B-1 Processor Mode与Register File434

B-2 Instruction Format438

B-3 Arithmetic Instructions440

B-5 Shift Instructions441

B-4 Logic Instructions441

B-6 Compare Instructions442

B-7 Branch Instructions443

B-8 Move Instructions444

B-9 Single Load/Store Instructions444

B-10 Block Data Transfer Instructions446

B-11 Coprocessor Instructions448

B-12 Others449

附录C UML简介451

附录D 参考数据461