嵌入式系统及应用

目 录 第1章 嵌入式系统导论 11.1 嵌入式系统概述 11.1.1 嵌入式系统的发展历程 21.1.2 嵌入式系统的特点 61.1.3 嵌入式系统的分类 71.2 嵌入式系统的应用领域 111.3 嵌入式系统的发展趋势 12思考题1 14第2章 嵌入式硬件系统 152.1 嵌入式硬件系统的基本组成 152.2 嵌入式微处理器 172.2.1 嵌入式微处理器的特点 182.2.2 主流的嵌入式微处理器 212.2.3 ARM指令集体系架构 292.2.4 典型ARM CPU Core体系结构 322.3 ARM编程模型 342.3.1 基于ARMv4的编程模型 342.3.2 ARMv7-A＆R的应用级编程模型 512.3.3 ARMv7-A＆R系统级编程模型 582.3.4 处理器存储器子系统 632.3.5 存储器数据模式及I/O编址 722.4 嵌入式系统总线 752.4.1 AMBA总线 752.4.2 PCI/CPCI总线 792.4.3 USB总线 812.5 嵌入式系统存储器 852.5.1 嵌入式系统的存储结构 852.5.2 NandFlash 85思考题2 88第3章 ARM汇编程序设计 893.1 ARM嵌入式微处理器指令集 893.1.1 ARM指令集 893.1.2 ARM v4T架构指令体系 933.1.3 ARM v5TE架构指令体系 1003.1.4 ARMv6架构指令体系 1023.1.5 ARMv7-A＆R架构指令体系 1073.1.6 Thumb与Thumb-2指令集 1153.2 ARM汇编 1213.2.1 汇编、汇编器和汇编语言程序 1213.2.2 ARM伪指令 1223.2.3 ARM宏与宏指令 1303.2.4 汇编语句格式 1323.2.5 ARM汇编语言中的表达式及运算符 1323.3 ARM程序设计 1353.3.1 ARM工程 1353.3.2 ARM汇编语言程序设计 1363.3.3 ARM程序的框架结构 1433.3.4 C语言程序与汇编程序之间的函数调用 1443.3.5 ARM汇编与C语言的混合程序设计 151思考题3 156第4章 嵌入式软件系统 1594.1 嵌入式软件系统分类和体系结构 1594.1.1 嵌入式软件分类 1604.1.2 嵌入式软件体系结构 1614.1.3 嵌入式软件运行流程 1624.2 嵌入式操作系统 1634.2.1 体系结构 1644.2.2 功能及特点 1664.2.3 发展趋势 1694.3 嵌入式软件开发工具 1704.3.1 嵌入式软件开发工具的分类 1704.3.2 嵌入式软件的交叉开发环境 1714.3.3 嵌入式软件实现阶段的开发过程 1724.3.4 嵌入式软件开发工具的发展趋势 179思考题4 180第5章 任务管理与调度 1815.1 概述 1815.2 任务 1835.2.1 任务的定义及其主要特性 1835.2.2 任务的内容 1835.2.3 任务分类 1845.2.4 任务参数 1855.3 任务管理 1855.3.1 任务状态与变迁 1855.3.2 任务控制块 1865.3.3 任务切换 1875.3.4 任务队列 1885.3.5 任务管理机制 1935.4 任务调度 1975.4.1 概述 1975.4.2 基于优先级的可抢占调度 1995.4.3 时间片轮转调度 1995.4.4 静态调度 2005.4.5 动态调度 2045.4.6 静态调度与动态调度之间的比较 2055.5 优先级反转 2055.5.1 概述 2055.5.2 优先级继承协议 2065.5.3 优先级天花板协议 2075.6 基于多核的任务调度 2145.6.1 局部调度 2145.6.2 全局调度 2165.6.3 混合调度 2205.7 与任务有关的性能指标 2215.7.1 任务上下文切换时间 2215.7.2 任务响应时间 223思考题5 224第6章 同步、互斥与通信 2266.1 概述 2266.2 信号量 2286.2.1 信号量的种类及用途 2286.2.2 互斥信号量 2296.2.3 二值信号量 2316.2.4 计数信号量 2326.2.5 信号量机制的主要数据结构 2346.2.6 典型的信号量操作 2356.2.7 与信号量有关的资源配置问题 2386.3 邮箱和消息队列 2386.3.1 嵌入式系统的通信 2386.3.2 消息队列机制的主要数据结构 2406.3.3 典型的消息队列操作 2436.3.4 与消息队列有关的资源配置问题 2466.3.5 消息队列的其他典型使用 2466.4 事件 2476.4.1 事件机制 2476.4.2 事件机制的主要数据结构 2486.4.3 典型的事件操作 2506.4.4 与事件机制有关的资源配置问题 2516.4.5 事件机制的典型应用 2526.5 异步信号 2526.5.1 异步信号机制 2526.5.2 异步信号机制与中断机制的比较 2536.5.3 异步信号机制与事件机制的比较 2546.5.4 异步信号机制的主要数据结构 2556.5.5 典型的异步信号操作 2566.6 多核系统中的同步、互斥与通信 2576.6.1 多核系统的硬件基础 2576.6.2 多核系统的互斥机制 2586.6.3 核间通信 2646.6.4 核间同步 270思考题6 272第7章 中断、时间、内存与I/O管理 2747.1 中断管理 2747.1.1 实时内核的中断管理 2747.1.2 中断的分类 2757.1.3 中断处理的过程 2777.1.4 实时内核的中断管理 2797.1.5 用户中断服务程序 2817.1.6 中断相关的性能指标 2827.2 时间管理 2867.2.1 硬件时钟设备 2867.2.2 实时内核的时间管理 2887.3 内存管理 2917.3.1 内存管理概念 2917.3.2 内存管理机制 2927.4 I/O管理 3007.4.1 I/O管理的功能 3007.4.2 I/O系统的实现考虑 301思考题7 304第8章 虚拟化技术 3058.1 概述 3058.2 虚拟化技术分类 3068.2.1 进程级虚拟机 3068.2.2 系统级虚拟机 3078.3 微内核虚拟化技术 3138.3.1 微内核的系统特征 3148.3.2 微内核技术的起源和发展 3148.3.3 L4微内核技术 3168.3.4 微内核虚拟化架构 3278.4 虚拟化产品实例 327思考题8 329参考文献 330