图书简介：
ARM处理器是一种16/32位的高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微处理器，由ARM公司设计，然后授权各半导体厂商生产，它目前已经成为应用最为广泛的嵌入式处理器。
本书分为14章，对ARM处理器的体系结构、指令系统以及嵌入式系统移植、设备驱动程序等做了比较全面的讲解。其中包括ARM系列处理器介绍、ARM编程模型、嵌入式开发编译工具的使用，并在此基础上介绍了一些典型的基于ARM系统的嵌入式应用系统程序设计。通过阅读本书，可以使读者掌握开发基于ARM的应用系统的各方面知识。
对于ARM指令系统，本书给出了详细的介绍，希望该部分能作为编写ARM汇编程序的开发人员的参考资料，提高开发人员的工作效率。本书既可以用作学习ARM技术的培训材料，也可以供嵌入式系统开发人员作为参考资料手册。
前 言
1. 为何编写本书
ARM(Advanced RISC Machines Ltd.)公司自1990年11月正式成立以来，在32RISC (Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机)CPU开发领域中不断取得突破。ARM作为IP(Intelligence Property，知识产权)供应商，依靠转让许可，由合作伙伴公司来生成各具特色的芯片。其设计的芯核具有功耗低、成本低等显著优点，获得众多的半导体厂家和整机厂商的大力支持。世界上几乎所有的主要半导体厂商都生产基于ARM体系结构的通用芯片，或在其专用芯片中嵌入ARM的相关技术。
现在，嵌入式技术无处不在，而ARM几乎成为嵌入式技术的代名词。目前ARM芯片广泛应用于无线产品、PDA、GPS、网络、消费电子产品、STB及智能卡。鉴于ARM微处理器在国内的逐步推广应用，很多大学已开设了基于ARM的32位微处理器的相关课程，包括计算机组成原理、计算机体系结构、计算机操作系统，甚至包括电子技术。尽管已经具备这些嵌入式系统的基础知识，但是多数大学毕业生还是不清楚到底如何开发嵌入式系统。编写本书的目的，就是阐述嵌入式体系结构的组成部分及其编程方式，从概念上和实践上说明嵌入式系统的设计开发过程。这本书可以帮助具备计算机基础知识的开发者迅速进入嵌入式系统的开发领域。希望本书能够帮助读者更好地理解嵌入式体系结构，并且参与到嵌入式系统的开发中来。
2. 本书内容特色
(1) 内容新颖、知识全面
全书以嵌入式系统的基础知识开始，逐渐引导读者了解嵌入式系统和嵌入式处理器的基本结构及嵌入式系统的设计方法，详细讲述了嵌入式系统开发的相关知识，重点介绍了基于嵌入式Linux的设备驱动程序的开发，以及嵌入式操作系统移植等方面的内容，做到了知识面的全覆盖。
本书内容由浅入深，从基础知识讲起，使初学者对ARM体系有总体的了解，然后通过具体的编程实例来进行嵌入式设备驱动开发。
(2) 层次分明，学习轻松
本书结合作者多年讲授嵌入式课程及参与科研项目的经验，借鉴了多位同行教授的提示，从嵌入式系统的基本知识到系统的开发流程，最后是实例编程及嵌入式操作系统的移植等内容，全面介绍了嵌入式系统的结构和编程方面的知识，内容翔实、层次分明，为嵌入式系统的开发者提供了很好的参考。
(3) 通俗易懂，针对性强
本书适合刚刚踏入嵌入式领域的初学者，同时也适合想要进一步掌握嵌入式系统开发高级技巧的读者。本书并没有运用过多的专业术语，即使有也都做了具体的名词解释，并且采用通俗易懂的文字、清晰形象的图片，便于读者理解和阅读，从而帮助读者快速掌握嵌入式体系结构的基本知识及系统开发的基本方法。
3. 适合的读者群
本书的主要目的是向社会推广与嵌入式系统有关的知识和技术，内容编排是由浅入深的，适合不同程度的读者。入门的读者可以很快地掌握一些常用的技术并积累开发经验；专业读者则可以从对某一嵌入式设备的驱动程序开发中，掌握相应的开发技术和技巧。
本书既可以作为高等院校的教科书使用，又可以作为ARM技术人员的培训资料使用，也可以供嵌入式系统开发人员作为参考资料手册。
编 者
目 录第1章 嵌入式系统基础 1
1.1 嵌入式系统简介 2
1.1.1 嵌入式系统的概念 2
1.1.2 嵌入式系统的特点 4
1.1.3 嵌入式系统的分类 4
1.2 嵌入式系统的研究现状和发展趋势 6
1.2.1 研究现状 6
1.2.2 发展趋势 7
1.3 典型嵌入式操作系统 8
1.3.1 嵌入式操作系统的特点 8
1.3.2 几种典型的嵌入式操作系统 8
1.3.3 嵌入式系统与PC机 10
1.3.4 嵌入式系统与单片机 11
1.3.5 嵌入式Linux系统的特点 11
1.4 课后练习 12
第2章 嵌入式处理器介绍 13
2.1 嵌入式处理器概述 14
2.1.1 嵌入式处理器简介 14
2.1.2 嵌入式处理器的特点 14
2.1.3 嵌入式处理器的分类 15
2.1.4 嵌入式处理器的体系结构 17
2.1.5 嵌入式处理器的存储体系结构 24
2.1.6 典型嵌入式处理器 26
2.2 ARM系列处理器 28
2.2.1 ARM简介 29
2.2.2 ARM技术的应用领域 29
2.2.3 ARM处理器系列 29
2.2.4 ARM处理器的工作状态 35
2.2.5 ARM处理器运行模式 36
2.2.6 ARM处理器的存储格式 37
2.2.7 ARM状态下的寄存器结构 38
2.2.8 ARM异常中断 42
2.2.9 ARM处理器的应用选型 46
2.3 ARM指令集 47
2.3.1 ARM指令的一般格式 47
2.3.2 ARM存储器访问指令 49
2.3.3 跳转指令 54
2.3.4 数据处理指令 55
2.3.5 程序状态寄存器(PSR)传输指令 61
2.3.6 协处理器指令 62
2.3.7 ARM杂项指令 64
2.3.8 ARM伪指令 67
2.4 Thumb指令集 69
2.5 课后练习 70
第3章 嵌入式系统的设计方法 73
3.1 嵌入式系统设计概述 74
3.1.1 嵌入式系统的总体结构 74
3.1.2 嵌入式系统设计内容 76
3.1.3 嵌入式系统设计的特点 76
3.1.4 嵌入式系统设计方法的分类 77
3.2 嵌入式系统设计流程 79
3.3 课后练习 82
第4章 ARM编程模型的工作原理 85
4.1 系统设计概述 86
4.1.1 嵌入式系统开发基础 86
4.1.2 嵌入式系统选型原则 87
4.2 ARM920T简介 88
4.3 S3C2410X开发板 89
4.3.1 S3C2410处理器的特点 91
4.3.2 ARM片上总线 95
4.3.3 S3C2410的处理器中断 97
4.3.4 S3C2410处理器片上资源的定义和使用 103
4.3.5 编程参考软件包2410TEST 106
4.4 课后练习 109
第5章 BootLoader 111
5.1 BootLoader介绍 112
5.1.1 BootLoader的基本概念 113
5.1.2 BootLoader所支持的CPU和嵌入式体系结构 114
5.1.3 BootLoader的安装媒介 115
5.1.4 BootLoader的概念扩展 115
5.1.5 ARM BootLoader的共性 115
5.1.6 BootLoader移植的必要性 117
5.1.7 BootLoader的烧录和存储 117
5.1.8 BootLoader与主机间文件传输所用的通信设备及协议 117
5.1.9 BootLoader的通用执行流程 117
5.2 常用的嵌入式Linux BootLoader 118
5.2.1 U-Boot 118
5.2.2 VIVI 119
5.2.3 Blob 120
5.2.4 RedBoot 120
5.2.5 ARMBoot 120
5.2.6 DIY 120
5.3 U-Boot基础 121
5.3.1 U-Boot源代码的目录结构 121
5.3.2 U-Boot支持的主要功能 123
5.3.3 U-Boot命令介绍及环境变量 123
5.4 U-Boot的启动过程 124
5.5 U-Boot的编译过程 128
5.6 U-Boot移植的关键技术 131
5.7 课后练习 132
第6章 Linux交叉编译环境 133
6.1 交叉编译环境简介 134
6.1.1 交叉编译环境概念模型 134
6.1.2 目标板与宿主机之间的连接 135
6.1.3 文件传输方式 137
6.1.4 网络文件系统 138
6.2 交叉编译工具简介 138
6.2.1 gcc编译器 138
6.2.2 Binutils工具包 140
6.2.3 GNU make 140
6.2.4 glibc库 142
6.2.5 gdb调试工具 142
6.2.6 交叉编译环境的建立 144
6.3 主机开发环境配置 148
6.3.1 配置主机服务 148
6.3.2 串口控制台工具 150
6.3.3 配置DHCP服务 152
6.3.4 配置TFTP服务 154
6.3.5 配置NFS服务 156
6.4 课后练习 158
第7章 嵌入式开发及调试 159
7.1 嵌入式系统的开发环境 160
7.1.1 开发环境简介 160
7.1.2 ADS集成开发环境的使用 161
7.2 嵌入式系统调试方法 174
7.2.1 基于主机的调试 176
7.2.2 远程调试器与调试内核 176
7.2.3 在线仿真ICE 177
7.2.4 BDM 178
7.2.5 软件仿真器 179
7.3 ROM仿真器 179
7.4 JTAG接口 180
7.5 课后练习 181
第8章 简单设备驱动程序 183
8.1 设备驱动概述 184
8.1.1 基本概念 185
8.1.2 数据结构 187
8.1.3 文件结构 191
8.2 设备驱动基础 192
8.2.1 设备驱动程序结构 194
8.2.2 设备驱动程序接口 195
8.3 设备驱动模块化编程 196
8.3.1 模块化驱动程序概述 197
8.3.2 设备驱动模块化编程的一般框架 200
8.4 PCI总线 201
8.4.1 PCI设备驱动概述 201
8.4.2 PCI驱动程序的编程实现 203
8.5 课后练习 209
第9章 网络设备驱动程序开发 211
9.1 网络设备驱动程序简介 212
9.1.1 网络设备概述 212
9.1.2 重要数据结构——struct device 214
9.2 以太网控制器 218
9.3 网络设备的初始化 220
9.3.1 模块初始化模式分析 221
9.3.2 启动初始化模式分析 226
9.4 网络设备的打开和关闭 230
9.5 数据包的传输和接收 232
9.5.1 Socket缓冲区及相关操作 233
9.5.2 数据包的传输 235
9.5.3 数据包的接收 236
9.6 网络设备驱动程序实例 238
9.7 TCP编程实例 244
9.8 课后练习 247
第10章 音频设备驱动程序开发 249
10.1 音频信号基础 250
10.1.1 音频信号 250
10.1.2 模拟音频的数字化过程 250
10.1.3 音频文件的格式 252
10.1.4 WAV文件格式剖析 253
10.2 基于IIS接口的音频系统 255
10.2.1 IIS接口总线控制原理 255
10.2.2 音频接口设计 257
10.3 音频设备程序的实现 263
10.3.1 音频设备编程接口 263
10.3.2 音频设备文件 266
10.3.3 音频设备编程设计 268
10.4 课后练习 274
第11章 USB设备驱动程序开发 275
11.1 USB驱动程序简介 276
11.1.1 USB总线概述 276
11.1.2 USB设备的基础构成 277
11.1.3 USB中的描述符 279
11.1.4 USB的数据传输 284
11.1.5 USB文件系统(usbfs) 284
11.1.6 Libusb介绍 284
11.2 Linux下USB系统文件节点 286
11.3 USB主机驱动结构 287
11.4 USB驱动数据结构 296
11.4.1 USB驱动的整体构架 296
11.4.2 USB驱动中主要的 数据结构 297
11.4.3 驱动程序相关函数 298
11.5 USB主机驱动在S3C2410X平台的实现 304
11.5.1 S3C2410X简介 304
11.5.2 USB主机控制器 305
11.5.3 USB驱动程序的移植 305
11.6 课后练习 306
第12章 ?C/OS-Ⅱ在ARM平台的移植 307
12.1 实时操作系统简介 308
12.1.1 实时操作系统的基本概念 308
12.1.2 几种主要的实时操作系统 311
12.1.3 实时操作系统的主要性能 312
12.2 ?C/OS-II操作系统 317
12.2.1 ?C/OS-II操作系统概述 317
12.2.2 ?C/OS-II系统内核 321
12.3 eCos简介及移植介绍分析 333
12.3.1 eCos的体系结构及可配置性 333
12.3.2 eCos内核的移植 335
12.4 课后练习 337
第13章 Linux在ARM平台的移植 339
13.1 Linux概述 340
13.1.1 Linux操作系统的产生及发展 340
13.1.2 Linux操作系统的特点和组成 342
13.2 Linux内核结构 344
13.2.1 Linux内核的主要模块 344
13.2.2 Linux的文件系统基础 346
13.2.3 文件系统的挂载 349
13.3 Linux操作系统移植及根文件系统 350
13.3.1 Linux内核移植 350
13.3.2 Linux根文件系统 361
13.4 课后练习 364
第14章 图形用户界面实例 367
14.1 图形用户界面 368
14.1.1 GUI简介 368
14.1.2 GUI特征 368
14.1.3 GUI架构 369
14.2 嵌入式Linux图形用户界面简介 370
14.2.1 Micro Windows 371
14.2.2 OpenGUI 371
14.2.3 Qt/Embedded 372
14.2.4 MiniGUI 372
14.3 Qt/Embedded嵌入式图形开发 373
14.3.1 Qt/Embedded简介 373
14.3.2 Qt/Embedded信号和插槽机制 378
14.3.3 Qt/Embedded实现技术分析 382
14.3.4 Qt/Embedded图形引擎 实现基础 382
14.3.5 Qt/Embedded事件驱动基础 383
14.3.6 Qt/Embedded应用程序的开发流程 384
14.3.7 Qt/Embedded移植与应用 384
14.3.8 Qt/Embedded窗口部件 387
14.4 课后练习 390
习题答案 393
