本书全面介绍了32位嵌入式系统的基础理论和知识,教学**是基于ARM处理器的32位嵌入式硬件平台。主要内容包括:嵌入式系统的基本概念、可编程逻辑器件(FPGA)和知识产权(1P)核基础、低功耗原理;嵌入式微处理器特色硬件技术、嵌入式调试方法;ARM处理器体系结构、ARM寻址方式和ARM指令集、ARM汇编语言程序设计和ARM开发工具;嵌入式处理器的中断控制、DAM控制和时间管理;嵌入式存储器、嵌入式总线、嵌入式接口和嵌入式常用外部设备;实时系统和实时操作系统、实时系统常用调度算法、嵌人式系统的引导加载程序、嵌入式实时操作系统IxC/OS-II。
本书可以作为高等院校计算机专业、嵌入式专业、电子专业以及其他相关专业的本科生或者研究生的嵌入式系统课程教材,也可以作为嵌入式开发技术人员的技术培训教材或者开发参考书。

第1章 嵌入式系统概论
本章将主要介绍嵌入式系统的定义、特点、组成、分类和发展,对嵌入式系统的核心硬件——嵌入式处理器的分类、特点进行简单描述,并且简要说明嵌入式系统的相关研究领域。
1.1 嵌入式系统概述
1.嵌入式系统的基本认识
手机、PDA、机顶盒、数码相机、媒体播放器等嵌入式系统产品已经广泛地应用在人们的H常生活和工作中。然而,当谈论到什么是嵌入式系统时,许多人在概念上还比较模糊,往往不能给出一个简明扼要的正确定义。从字面来看,嵌入式系统是计算机软件与计算机硬件集成在一起,并嵌入到应用对象内部的计算机系统。这种系统往往同应用对象技术,如通信技术、传感技术、信号处理技术、控制技术等结合在一起,成为嵌入式系统应用对象的控制**。
嵌入式系统具有芯片集成度高、硬件软件*小化、高度自动化、响应速度快以及性能可靠等基本特点,特别适合于要求实时和多任务的场合。从应用角度考察,目前相当一部分嵌入式产品都具有3C融合特征,即计算机(computer)、通信(communication)和消费电子(consume electronic)一体化。
从本质上来说,嵌入式系统和嵌入式设备是有区别的。嵌入式系统是一个比PC更加小型化的计算机系统,只是它通常被嵌入到应用设备或应用系统中成为一个专用的计算机系统;而嵌入式设备是指某一包含嵌入式系统的专用设备。通常,在典型的嵌入式设备中几乎感觉不到计算机系统的存在,我们日常所见的PDA、手机、微波炉等都属于嵌入式设备。
2.嵌入式系统的定义
迄今为止,关于嵌入式系统的定义有很多。例如,“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”,它强调嵌入式系统的三个基本要素:嵌入性、专用性与计算机系统;又例如,“一种用于控制、监测或协助特定机器和设备正常运转的计算机”,它强调的是嵌入式计算机的功能。本书采用国内流行的较为完整和规范的定义:嵌入式系统是以应用为**,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式技术(embedded technology)也是产业界和学术界常用的术语,它指的是嵌入式系统在研发和应用过程中使用的芯片技术、硬件技术和软件技术。由于嵌入式系统日益普及,人们往往还使用更为简洁的术语“嵌入式”,它是嵌入式系统、嵌入式技术或者嵌入式产品的简称,具体含义视场合而定。本书也会使用“嵌入式”这个术语,读者应根据上下文予以理解。
……

前言
第1章 嵌入式系统概论
1.1 嵌入式系统概述
1.2 嵌入式系统发展简史
1.2.1 微处理器的发展
1.2.2 嵌入式系统的发展
1.3 嵌入式系统的特点
1.4 嵌入式系统的基本分类
1.5 嵌入式系统的基本组成
1.6 嵌入式处理器
1.7 嵌入式系统的发展趋势
1.7.1 嵌入式系统的现状及主要制约因素
1.7.2 嵌入式系统的发展方向
1.8 嵌入式系统的相关研究领域
1.8.1 嵌入式系统的主干学科领域
1.8.2 与嵌入式系统关系密切的技术领域
1.9 本章小结
1.10 习题和思考题
第2章 可编程逻辑器件与IP核
2.1 EDA与可编程逻辑器件
2.1.1 EDA
2.1.2 硬件描述语言
2.1.3 可编程逻辑器件
2.1.4 主流的CPLD/FPGA开发工具
2.1.5 可编程逻辑器件CPLD/FPGA的设计流程
2.2 FPGA应用举例
2.2.1 FPGA应用举例一:16位m序列伪随机信号发生器
2.2.2 FPGA应用举例二:扩展的凯撒密码加密器
2.3 系统级芯片
2.3.1 硅知识产权和知识产权核
2.3.2 系统芯片
2.3.3 IP核标准化基础
2.3.4 IP核形态与优选原则
2.4 IP核互连与片上总线
2.4.1 IP核互连的拓扑结构
2.4.2 片上总线
2.4.3 片上总线CoreConnect
2.4.4 片上总线Avalon
2.4.5 五种片上总线的性能比较
2.5 低功耗设计的基本原理
2.5.1 硬件低功耗设计
2.5.2 软件低功耗设计
2.6 本章小结
2.7 习题和思考题
第3章 嵌入式微处理器技术基础
3.1 嵌入式微处理器的典型技术
3.1.1 I/O端口统一编址与特殊功能寄存器
3.1.2 哈佛结构
3.1.3 桶型移位器
3.1.4 正交指令集
3.1.5 双密度指令集
3.1.6 看门狗定时器
3.1.7 边界对准与端序
3.1.8 地址重映射
3.1.9 FIF0缓冲寄存器
3.1.10 主存控制器
3.2 主流嵌入式微处理器
3.2.1 ARM系列嵌入式微处理器
3.2.2 MIPS RISC嵌入式 微处理器
3.2.3 PowerPC系列嵌入式微处理器
3.3 嵌入式系统调试技术
3.3.1 指令集模拟器
3.3.2 ROM仿真器
3.3.3 实时在线仿真
3.3.4 片上调试技术与背景调试模式
……
第4章 组合逻辑电路
第5章 触发器
第6章 时序逻辑电路
第7章 脉冲波形的产生与整形
第8章 半导体储存器宇可编程逻辑器件
第9章 A/D与D/A转换器
第10章 数字系统的设计
附录
参考文献

近年来,嵌入式系统技术发展迅速,嵌入式产品也广泛应用于我们的工作、生活中。产业界对嵌入式人才的需求也推动了教育界对嵌入式课程的日益重视和建设。本书作乾多年来一直从事嵌入式系统课程的教学,积了丰富的教学经验,本书正是在作者丰富的教学实践和科研成果的基础上编写而成的。