基于ARM的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

第1章  ARM體系結(jié)構(gòu)  1
1.1  ARM處理器概述  1
1.1.1  ARM產(chǎn)品背景  1
1.1.2  ARM處理器系列介紹  1
1.1.3  ARM處理器體系結(jié)構(gòu)擴(kuò)展  2
1.2  ARM體系結(jié)構(gòu)概述  3
1.2.1  ARM體系結(jié)構(gòu)版本  3
1.2.2  數(shù)據(jù)類型  4
1.2.3  處理器模式  4
1.2.4  寄存器  5
1.2.5  通用寄存器  5
1.2.6  程序狀態(tài)寄存器  7
1.2.7  異常  10
1.2.8  ARM過程調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)(APCS)簡介  14
1.3  ARM指令集  16
1.3.1  條件執(zhí)行  16
1.3.2  ARM指令集列表  18
1.3.3  32位代碼基本規(guī)則  42
1.3.4  ARM指令應(yīng)用舉例  42
1.4  Thumb指令集  44
1.5  IEEE浮點(diǎn)指令集簡介  54
1.6  ARM指令時序  59
1.7  32位ARM處理器調(diào)試技術(shù)  60
1.7.1  邊界掃描技術(shù)(JTAG)  60
1.7.2  ARM芯片的實(shí)時調(diào)試方案(E-TRACE)  61
1.7.3  Nexus標(biāo)準(zhǔn)  61
第2章  匯編語言程序設(shè)計  63
2.1  匯編語言程序結(jié)構(gòu)  63
2.1.1  基于GCC編譯器的匯編語言程序框架  63
2.1.2  基于CodeWarrior的匯編程序框架  65
2.2  符號數(shù)據(jù)定義與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)  67
2.2.1  符號命名規(guī)則  67
2.2.2  數(shù)值常量的使用與EQU指令  67
2.3  變量  67
2.3.1  數(shù)值變量和數(shù)值表達(dá)式  68
2.3.2  邏輯變量和邏輯表達(dá)式  69
2.3.3  字符串變量和字符串表達(dá)式  69
2.3.4  變量內(nèi)存空間分配  69
2.3.5  變量初始化  70
2.4  數(shù)據(jù)區(qū)分配和管理  70
2.4.1  使用SPACE分配內(nèi)存區(qū)域  70
2.4.2  使用DCB分配一個或多個字節(jié)的內(nèi)存區(qū)域  70
2.4.3  使用ALIGN對齊內(nèi)存數(shù)據(jù)  71
2.4.4  分配一個或多個字的內(nèi)存區(qū)域  72
2.5  數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述  72
2.5.1  使用MAP和FIELD描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)  72
2.5.2  相對地址  74
2.5.3  綜合實(shí)例  74
2.6  分支與轉(zhuǎn)移匯編程序設(shè)計  76
2.6.1  簡單分支結(jié)構(gòu)  76
2.6.2  復(fù)雜的分支結(jié)構(gòu)  77
2.7  使用跳轉(zhuǎn)表解決分支轉(zhuǎn)移  79
2.7.1  程序?qū)嵗?nbsp; 79
2.7.2  什么是跳轉(zhuǎn)表  81
2.7.3  如何使用跳轉(zhuǎn)表  82
2.8  使用跳轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)循環(huán)  82
2.8.1  通過條件跳轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)do...while循環(huán)  82
2.8.2  通過條件跳轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)while循環(huán)  83
2.8.3  多重循環(huán)程序設(shè)計  84
2.9  模塊化程序設(shè)計  85
2.9.1  簡單函數(shù)調(diào)用例子  86
2.9.2  寄存器保護(hù)  87
2.9.3  參數(shù)傳遞  87
2.9.4  函數(shù)跳轉(zhuǎn)表  89
2.9.5  使用宏定義實(shí)現(xiàn)函數(shù)功能  90
2.9.6  和函數(shù)相關(guān)的偽指令  91
2.10  高級語言和匯編語言的混合編程  92
2.10.1  嵌入式匯編語句  92
2.10.2  高級語言和匯編語言函數(shù)間的相互調(diào)用  94
2.11  其他常見的偽指令  95
第3章  ARM系統(tǒng)啟動代碼分析和開發(fā)  97
3.1  ARM的異常與RESET  97
3.2  了解與啟動相關(guān)的硬件信息與開發(fā)手段  98
3.3  C/C++語言開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境  99
3.3.1  工具鏈準(zhǔn)備  99
3.3.2  GNU環(huán)境簡介  101
3.3.3  C語言運(yùn)行環(huán)境  102
3.3.4  一個簡單boot代碼例子  105
3.4  BOOT代碼分析  109
3.4.1  U-BOOT簡介  109
3.4.2  代碼分析和移植相關(guān)  112
3.5  固件開發(fā)調(diào)試方法  120
第4章  實(shí)時操作系統(tǒng)在ARM上的移植  122
4.1  實(shí)時操作系統(tǒng)簡介  122
4.2  μC/OS-II操作系統(tǒng)  123
4.2.1  μC/OS-II介紹  123
4.2.2  μC/OS-II應(yīng)用程序開發(fā)  123
4.2.3  μC/OS-II移植  126
4.3  eCos簡介及移植介紹分析  140
4.3.1  eCos簡介  140
4.3.2  eCos的移植介紹  141
第5章  基于ARM的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)  143
5.1  協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)框架  143
5.1.1  系統(tǒng)硬件驅(qū)動程序  144
5.1.2  znet協(xié)議初始化  146
5.1.3  znet協(xié)議主任務(wù)  147
5.2  協(xié)議實(shí)現(xiàn)模塊代碼分析  150
5.2.1  全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和μC/OS-II中的接口  150
5.2.2  全局緩沖管理模塊  154
5.2.3  協(xié)議主任務(wù)和驅(qū)動交互的模塊  158
5.2.4  ARP實(shí)現(xiàn)模塊及主任務(wù)的IP數(shù)據(jù)分發(fā)  161
5.2.5  ICMP實(shí)現(xiàn)模塊  170
5.2.6  API實(shí)現(xiàn)模塊  172
5.2.7  UDP實(shí)現(xiàn)模塊  181
5.2.8  TCP實(shí)現(xiàn)模塊  187
5.3  協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)回顧  198
第6章  外部總線與音頻系統(tǒng)設(shè)計  199
6.1  IIC(I2C)總線基本原理  199
6.1.1  起始和停止條件  199
6.1.2  數(shù)據(jù)傳輸  200
6.1.3  讀寫操作  200
6.2  I2S音頻設(shè)備總線的原理和應(yīng)用  201
6.2.1  I2S總線簡介  201
6.2.2  I2S總線協(xié)議  202
6.2.3  基于I2S接口的音頻系統(tǒng)硬件設(shè)計  203
6.2.4  基于Cirrus Logic公司多媒體ARM芯片的音頻系統(tǒng)設(shè)計  204
6.3  音頻設(shè)備驅(qū)動  206
6.3.1  音頻設(shè)備基礎(chǔ)知識  206
6.3.2  Linux驅(qū)動程序框架  206
6.3.3  音頻設(shè)備文件  208
6.3.4  程序和音頻設(shè)備間的通信過程  210
6.3.5  設(shè)備的初始化和卸載  211
6.3.6  設(shè)備打開例程open()  213
6.3.7  內(nèi)存映射和mmap例程  214
6.3.8  緩存區(qū)的設(shè)計  218
6.3.9  ioctl系統(tǒng)調(diào)用  221
6.3.10  音頻數(shù)據(jù)的播放和錄制例程  224
6.4  音頻應(yīng)用程序的編寫  226
6.4.1  音頻應(yīng)用程序基本框架  226
6.4.2  音頻參數(shù)設(shè)置  228
6.4.3  混頻器(Mixer)基礎(chǔ)  232
6.4.4  綜合應(yīng)用實(shí)例  235
6.4.5  音頻應(yīng)用程序編寫注意事項(xiàng)  242
第7章  閃存芯片與嵌入式文件系統(tǒng)  244
7.1  閃存的物理特性  244
7.2  嵌入式文件系統(tǒng)概述  245
7.3  NAND設(shè)備驅(qū)動程序  246
7.3.1  NAND芯片  246
7.3.2  NAND控制器  249
7.3.3  NAND設(shè)備MTD程序制作  251
7.4  NOR設(shè)備驅(qū)動  255
7.4.1  NOR芯片  255
7.4.2  通用閃存接口(CFI)  256
7.5  針對閃存芯片的文件系統(tǒng)  259
7.5.1  用于中間層TrueFFS  260
7.5.2  讓TrueFFS和引導(dǎo)扇區(qū)共享閃存  262
7.5.3  TrueFFS的配置與使用  262
7.5.4  在使用TrueFFS的閃存上面安裝Linux  264
7.6  JFFS/JFFS2文件系統(tǒng)  266
7.6.1  日志文件系統(tǒng)存儲結(jié)構(gòu)  268
7.6.2  JFFS2  270
7.6.3  在Linux中使用JFFS/JFFS2  275
7.6.4  MTD的其他用法：使用RAMDISK制作啟動內(nèi)核  278
7.7  YAFFS文件系統(tǒng)  279
7.7.1  YAFFS的下載與安裝  280
7.7.2  YAFFS與JFFS/JFFS2的不同點(diǎn)  280
7.7.3  YAFFS實(shí)現(xiàn)機(jī)制  281
第8章  嵌入式圖形用戶界面基礎(chǔ)  288
8.1  LCD顯示器基本原理  288
8.2  嵌入式GUI  289
8.2.1  MiniGUI  289
8.2.2  Microwindows  290
8.2.3  Microwindows_0.90_release的安裝  291
8.3  Microwindows的系統(tǒng)框架  296
8.3.1  設(shè)備驅(qū)動  297
8.3.2  MicroGUI -設(shè)備無關(guān)圖形引擎  302
8.3.3  Microwindows的應(yīng)用程序接口API  303
8.4  圖形引擎層  304
8.5  編譯環(huán)境的選項(xiàng)(Makefile文件設(shè)置)  309
8.6  基于Microwindows類型的API的程序設(shè)計  310
8.6.1  窗口的基本元素  310
8.6.2  “Hello world”，你的第一個Microwindows程序  311
8.6.3  圖形繪制函數(shù)小節(jié)  320
8.6.4  Microwindows API的優(yōu)缺點(diǎn)  321
第9章  基于Nano-X的嵌入式GUI設(shè)計  322
9.1  Client/Server模式  322
9.2  Nano-X風(fēng)格的“Hello World"  323
9.3  Nano-X窗口管理器  328
9.4  程序中使用位圖資源  328
9.4.1  將位圖變成C語言源程序  328
9.4.2  圖像尺寸  329
9.4.3  圖像顯示  329
9.4.4  編譯運(yùn)行  331
9.5  從文件中加載圖片  332
9.6  文字輸出與字體  333
9.6.1  文字輸出函數(shù)  333
9.6.2  字體的基礎(chǔ)知識  334
9.6.3  字體標(biāo)識符  334
9.7  高級用戶界面設(shè)計  337
9.7.1  事件響應(yīng)  338
9.7.2  窗口間通信  339
9.7.3  多窗口應(yīng)用程序  340
9.7.4  窗口控件  344
9.7.5  游戲制作  352