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[操作系统书籍]RM嵌入式技术原理与应用 电子书

楼主#
更多 发布于：2011-10-12 00:11







电子书内容介绍

《ARM嵌入式技术原理与应用——基于XScale处理器及VxWorks操作系统》是《ARM嵌入式技术系列教程》的理论教程，以采用XScale处理器的CVT?PXA270教学实验系统为硬件平台，围绕VxWorks操作系统安排基础知识内容，并安排了大量的实验。基础知识包括： ARM嵌入式开发模式和基本开发流程，ARM体系结构，ARM系统硬件设计， VxWorks软件开发流程，VxWorks BSP的移植过程，VxWorks驱动程序、应用程序以及图形用户界面的编写方法等。实验包括： VxWorks软件仿真， VxWorks系统移植及内核定制，BSP调试，VxWorks应用程序、驱动程序编程，中断编程，WindML基本绘图，WindML视窗应用程序等。最后介绍了嵌入式系统的综合设计方法，包括GPS车辆跟踪系统和ZIGBEE无线对等网络的硬件和软件的实现方法。
《ARM嵌入式技术原理与应用——基于XScale处理器及VxWorks操作系统》可作为高等院校计算机、电子、电信等专业的师生进行嵌入式系统教学的理论和实践教材。
电子书部份目录

第1章 ARM嵌入式系统基础
11.1 嵌入式系统的基本概念
11.2 嵌入式系统的发展历程2
1.3 ARM微处理器4
1.4 嵌入式操作系统5
1.4.1 常用嵌入式操作系统6
1.4.2 嵌入式操作系统的实时性10
1.5 嵌入式系统的应用领域11
1.6 嵌入式系统的未来发展趋势13

第2章 ARM嵌入式开发模式和基本开发流程15
2.1 ARM嵌入式开发模式15
2.1.1 在线仿真模式16
2.1.2 驻留监控模式17
2.2 ARM嵌入式开发流程18
2.2.1 需求分析18
2.2.2 硬件设计、调试20
2.2.3 系统移植20
2.2.4 应用程序设计调试27
2.3 ARM嵌入式系统控制界面28

第3章 ARM体系结构30
3.1 ARM微处理器结构30
3.1.1 RISC体系结构30
3.1.2 ARM微处理器的寄存器结构31
3.1.3 ARM微处理器的指令结构31
3.2 ARM微处理器的工作状态32
3.3 ARM体系结构的存储器格式32
3.4 指令长度及数据类型33
3.5 处理器模式33
3.6 寄存器组织33
3.6.1 ARM状态下的寄存器组织34
3.6.2 Thumb状态下的寄存器组织36
3.6.3 程序状态寄存器37
3.7 异常39
3.7.1 ARM体系结构所支持的异常类型39
3.7.2 对异常的响应40
3.7.3 从异常返回40
3.7.4 各类异常的具体描述41
3.7.5 异常向量表42
3.8 ARM汇编语言程序设计43
3.8.1 ARM指令的分类与格式43
3.8.2 指令的条件域44
3.8.3 ARM 指令的寻址方式44
3.8.4 ARM指令集47
3.8.5 Thumb 指令及应用63
3.9 C语言与汇编语言混合编程实验64

第4章 ARM系统硬件设计67
4.1 PXA270微处理器简介67
4.2 CVT?PXA270硬件资源简介70
4.3 ARM最小系统设计76
4.3.1 电源电路77
4.3.2 时钟电路78
4.3.3 复位电路79
4.3.4 存储器电路79
4.3.5 JTAG调试接口电路81
4.4 PXA270片内接口电路设计81
4.4.1 GPIO接口电路81
4.4.2 外部中断接口电路82
4.4.3 UART异步串行接口电路83
4.4.4 LCD显示接口电路83
4.4.5 I2C接口电路84
4.4.6 PCMCIA/CF接口电路85
4.5 PXA270片外扩展接口电路设计85
4.5.1 四线电阻式触摸屏接口电路86
4.5.2 AC97音频接口电路86
4.5.3 A/D接口电路86
4.5.4 矩阵扫描式键盘接口电路87
4.5.5 100 Mbps以太网接口电路88
4.5.6 PS/2键盘/鼠标接口电路88
4.5.7 CAN总线接口电路89

第5章 VxWorks软件开发流程91
5.1 Tornado集成开发环境简介91
5.2 VxWorks软件仿真实验94
5.2.1 编写、编译程序94
5.2.2 下载目标文件100
5.2.3 调试命令行解释器101
5.2.4 调试器105
5.2.5 目标机浏览器109
5.2.6 软件逻辑分析器114
5.3 VxWorks系统移植及内核定制实验116
5.3.1 新建工程116
5.3.2 生成目标代码120
5.3.3 加载VxWorks到目标机122
5.3.4 配置内核125
5.4 VxWorks应用程序编程实验128
5.4.1 创建和编译工程128
5.4.2 启动VxWorks内核130
5.4.3 配置和启动目标服务器131
5.4.4 下载并调试应用程序133
5.4.5 将应用程序添加到内核134

第6章 VxWorks BSP的移植过程136
6.1 VxWorks内核的特点及BSP简介136
6.1.1 VxWorks内核的特点136
6.1.2 VxWorks的主要功能和结构137
6.1.3 VxWorks BSP简介139
6.1.4 VxWorks BSP的文件组织140
6.2 VxWorks的引导过程141
6.2.1 VxWorks内核类型141
6.2.2 VxWorks内核的引导过程143
6.3 VxWorks BSP移植145
6.3.1 Makefile文件146
6.3.2 VxWorks BSP 内核配置文件149
6.3.3 VxWorks BSP 内核前期初始化152
6.3.4 系统定时器处理162
6.3.5 VxWorks BSP 中断处理167
6.4 BSP调试实验170

第7章 VxWorks驱动程序的编写172
7.1 VxWorks设备驱动分类及特点172
7.2 字符设备驱动178
7.2.1 字符设备驱动程序178
7.2.2 PS/2鼠标接口驱动程序实验182
7.3 块设备驱动196
7.3.1 块设备驱动程序196
7.3.2 RamdISK驱动程序编写实验199
7.4 串口设备驱动207
7.4.1 串口设备驱动程序207
7.4.2 ttyDrv的层次结构208
7.4.3 CVT?PXA270串口驱动的编写210
7.5 网络设备驱动223
7.5.1 BSD网络设备驱动程序224
7.5.2 END网络设备驱动程序225
7.5.3 网络驱动程序编写实验227
7.6 文件系统介绍240
7.6.1 TSFS 240
7.6.2 dosFS 242
7.6.3 TrueFFS 245

第8章 VxWorks应用程序设计251
8.1 任务管理251
8.1.1 任务251
8.1.2 任务调度253
8.1.3 任务操纵254
8.1.4 共享代码和可重入代码264
8.1.5 系统任务265
8.1.6 注意事项266
8.2 任务通信267
8.2.1 共享存储区及实验267
8.2.2 互斥268
8.2.3 信号量269
8.2.4 消息队列277
8.2.5 管道281
8.3 看门狗定时器管理281
8.4 任务间通信和同步、看门狗定时器综合实验283
8.5 中断管理285
8.6 网络通信289
8.6.1 网络协议289
8.6.2 套接字的使用291
8.6.3 网络通信实验292
8.7 异常捕捉和错误处理295

第9章 VxWorks图形用户界面设计299
9.1 VxWorks图形用户界面设计方案299
9.2 WindML简介300
9.2.1 WindML的功能300
9.2.2 WindML的结构300
9.2.3 WindML的文件组织302
9.2.4 WindML库的配置和编译304
9.2.5 WindML编程实验307
9.3 WindML驱动程序编程309
9.3.1 图形设备驱动310
9.3.2 输入设备驱动319
9.4 WindML应用程序编程328
9.4.1 WindML应用程序基本操作328
9.4.2 二维图形API331
9.4.3 消息和输入服务346
9.4.4 视窗350
9.4.5 视窗类356
9.4.6 视窗管理器357
9.4.7 视窗应用程序359
9.4.8 WindML应用程序编程实验360

第10章 嵌入式系统综合设计实例375
10.1 GPS车辆跟踪系统设计375
10.1.1 GPS、GSM和GPRS技术375
10.1.2 GPS全球定位应用方案376
10.1.3 GPS车辆跟踪系统377
10.1.4 GPS车辆跟踪系统硬件设计378
10.1.5 GPS车辆跟踪系统软件设计378
10.2 ZIGBEE无线对等网络设计395
10.2.1 ZIGBEE技术395
10.2.2 ZIGBEE技术应用方案396
10.2.3 ZIGBEE无线对等网络硬件系统设计400
10.2.4 ZIGBEE无线对等网络软件系统设计401
参考文献415
……
序言
随着嵌入式技术的普及，嵌入式技术的教学实践课程被越来越多的高等院校列为计算机、电子、电信等专业的基础课程。嵌入式技术融合了计算机软／硬件技术、通信技术和半导体微电子技术，覆盖面非常广，这便造成嵌入式教学过程中课程设置的一些障碍。
从2003年开始，国内陆续有多个厂家推出了各种型号的嵌入式技术教学的实验设备和教材，形成了以32位ARM微处理器为核心，包含硬件接口、接口编程实验、操作系统实验等的教学格局。其中，ARM微处理器依据性能从．ARM7、ARM9到XScale系列(ARM7多采用三星公司的S3CA4Bo处理器，ARM9多采用三星公司的$3C2410处理器，intel XScale则采用高端的PXA270处理器)，形成了低、中、高3个不同的档次。操作系统实验在嵌入式技术的教学中是一个非常重要的方向，目前各个公司提供的能够应用于教学的操作系统非常多，包括VxWorks、Linux、Windows CE和μC／OSII等，由于课时限制，对于操作系统的教学必须有选择地进行，而如何选择操作系统则是目前教学过程中的一个重要问题。
从目前的应用情况看，笔者认为必须根据不同的专业方向及学生的基础进行选择。Linux是一个非常有潜力的操作系统，其开源的特点受到越来越多人的追捧，但是它对学生的基础要求比较高，必须掌握C语言以及PC机上Linux操作系统的基本操作。这对于已经开始相关基础课程的计算机专业学生是一个比较好的选择，而对于其他专业的学生课程开设难度比较大。Windows CE则以Microsoft一贯的人机界面优势在手持设备中占有一席之地，适合于偏向人机界面及其上层应用软件教学的相关课程；但是，对于偏向于实时系统及工业数据采集和控制等方向的课程，如果选择’Windows CE则不是一个明智的选择。


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