嵌入式计算系统设计原理（原书第5版）

目　录
译者序
第1版序言
第5版前言
第4版前言
第3版前言
第2版前言
第1版前言
第1章　嵌入式计算1
1.1　引言1
1.2　复杂系统与微处理器1
1.2.1　嵌入式计算机2
1.2.2　嵌入式计算应用的特点3
1.2.3　为什么使用微处理器4
1.2.4　嵌入式计算、物联网系统与
　　　信息物理系统5
1.2.5　防危性和安全性6
1.2.6　嵌入式系统设计的难点6
1.2.7　嵌入式计算系统的性能7
1.3　嵌入式系统设计过程8
1.3.1　需求9
1.3.2　规格说明13
1.3.3　体系结构设计13
1.3.4　设计硬件与软件组件15
1.3.5　系统集成15
1.3.6　系统设计的形式化方法15
1.3.7　结构描述16
1.3.8　行为描述20
1.4　设计示例：模型火车控制器22
1.4.1　需求23
1.4.2　DCC23
1.4.3　概念性规格说明25
1.4.4　详细规格说明27
1.4.5　经验总结32
1.5　本书导读32
1.5.1　第2章：指令集33
1.5.2　第3章：CPU33
1.5.3　第4章：计算平台33
1.5.4　第5章：程序设计与分析34
1.5.5　第6章：进程和操作系统34
1.5.6　第7章：系统设计技术35
1.5.7　第8章：物联网系统35
1.5.8　第9章：汽车和飞机系统36
1.5.9　第10章：嵌入式多处理器36
1.6　总结36
扩展阅读37
问题37
上机练习38
第2章　指令集39
2.1　引言39
2.2　预备知识39
2.2.1　计算机体系结构分类39
2.2.2　汇编语言41
2.2.3　VLIW处理器43
2.3　ARM处理器44
2.3.1　处理器和存储体系44
2.3.2　数据操作45
2.3.3　控制流程50
2.3.4　ARM的高级特性55
2.4　PICmicro中端微处理器系列55
2.4.1　处理器和存储体系55
2.4.2　数据操作56
2.4.3　控制流程57
2.5　TI C55x DSP58
2.5.1　处理器和存储体系59
2.5.2　寻址模式61
2.5.3　数据操作63
2.5.4　控制流程64
2.5.5　C语言编程指南65
2.6　TI C64x66
2.7　总结69
扩展阅读69
问题69
上机练习70
第3章　CPU71
3.1　引言71
3.2　I/O编程71
3.2.1　I/O设备71
3.2.2　I/O原语73
3.2.3　忙等I/O74
3.2.4　中断76
3.3　特权模式、异常和陷阱86
3.3.1　特权模式86
3.3.2　异常86
3.3.3　陷阱87
3.4　协处理器87
3.5　存储系统机制88
3.5.1　高速缓存88
3.5.2　存储管理单元和地址转换93
3.5.3　存储保护单元96
3.6　CPU的性能96
3.6.1　流水线技术96
3.6.2　高速缓存的性能100
3.7　CPU的功耗101
3.7.1　CMOS的功耗101
3.7.2　电源管理模式101
3.7.3　程序级电源管理103
3.8　防危性和安全性103
3.9　设计示例：数据压缩器105
3.9.1　需求和算法105
3.9.2　规格说明107
3.9.3　程序设计108
3.9.4　测试113
3.10　总结114
扩展阅读114
问题114
上机练习117
第4章　计算平台118
4.1　引言118
4.2　基本的计算平台118
4.2.1　平台硬件组件118
4.2.2　平台软件组件120
4.3　CPU总线121
4.3.1　总线结构和协议121
4.3.2　直接内存访问126
4.3.3　系统总线配置127
4.4　存储设备和系统129
4.4.1　存储系统体系130
4.5　I/O设备131
4.6　基于计算平台的系统设计133
4.6.1　示例平台133
4.6.2　选择平台135
4.6.3　知识产权135
4.6.4　开发环境136
4.6.5　看门狗定时器136
4.6.6　调试技术137
4.6.7　调试中的困难和挑战139
4.7　嵌入式文件系统140
4.8　平台级性能分析141
4.9　平台级电源管理144
4.10　平台安全性145
4.11　设计示例：闹钟146
4.11.1　需求146
4.11.2　规格说明147
4.11.3　系统体系结构150
4.11.4　组件设计和测试152
4.11.5　系统集成和测试152
4.12　设计示例：喷气发动机控制器152
4.12.1　操作原理和要求152
4.12.2　规格说明152
4.12.3　系统体系结构153
4.12.4　组件设计153
4.12.5　系统集成和测试154
4.13　总结154
扩展阅读154
问题154
上机练习156
第5章　程序设计与分析157
5.1　引言157
5.2　嵌入式程序的组件157
5.2.1　状态机157
5.2.2　循环缓冲区和面向流的
　　　程序设计159
5.2.3　队列与生产者/消费者系统163
5.3　程序模型165
5.3.1　数据流图165
5.3.2　控制/数据流图167
5.4　汇编、链接和加载168
5.4.1　汇编器169
5.4.2　链接172
5.4.3　目标代码设计173
5.5　编译技术174
5.5.1　编译过程174
5.5.2　基本编译方法175
5.5.3　编