嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第1章 緒論
1.1 嵌入式系統(tǒng)綜述
1.2 設(shè)計(jì)上的挑戰(zhàn)——設(shè)計(jì)指標(biāo)的最佳化
1.2.1 常用設(shè)計(jì)指標(biāo)
1.2.2 上市時(shí)間
1.2.3 NRE與單位成本
1.2.4 性能
1.3 處理器技術(shù)
1.3.1 通用處理器——軟件
1.3.2 單用途處理器——硬件
1.3.3 專(zhuān)用處理器
1.4 IC技術(shù)
1.4.1 全定制/VLSI
1.4.2 半定制ASIC(邏輯門(mén)陣列和標(biāo)準(zhǔn)單元)
1.4.3 PLD
1.4.4 發(fā)展趨勢(shì)
1.5 設(shè)計(jì)技術(shù)
1.5.1 編譯/綜合
1.5.2 庫(kù)/IP
1.5.3 測(cè)試/驗(yàn)證
1.5.4 其他提高效率的方法
1.5.5 發(fā)展趨勢(shì)
1.6 設(shè)計(jì)方法的取舍
1.7 小結(jié)與本書(shū)概要
1.8 參考文獻(xiàn)
1.9 習(xí)題
第2章 定制單用途處理器——硬件
2.1 引言
2.2 組合邏輯
2.2.1 晶體管與邏輯門(mén)
2.2.2 基本組合邏輯設(shè)計(jì)
2.2.3 RTL組合元件
2.3 時(shí)序邏輯
2.3.1 觸發(fā)器
2.3.2 RTL時(shí)序元件
2.3.3 時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)
2.4 定制單用途處理器的設(shè)計(jì)
2.5 RTL定制單用途處理器設(shè)計(jì)
2.6 定制單用途處理器的最佳化
2.6.1 原始程序的最佳化
2.6.2 FSMD的最佳化
2.6.3 數(shù)據(jù)路徑的最佳化
2.6.4 FSM的最佳化
2.7 小結(jié)
2.8 參考文獻(xiàn)
2.9 習(xí)題
第3章 通用處理器——軟件
3.1 引言
3.2 基本結(jié)構(gòu)
3.2.1 數(shù)據(jù)路徑
3.2.2 控制單元
3.2.3 存儲(chǔ)器
3.3 運(yùn)算
3.3.1 指令執(zhí)行
3.3.2 流水線技術(shù)
3.3.3 超標(biāo)量和超長(zhǎng)指令字結(jié)構(gòu)
3.4 程序員的觀點(diǎn)
3.4.1 指令集
3.4.2 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間
3.4.3 寄存器
3.4.4 輸入/輸出
3.4.5 中斷
3.4.6 實(shí)例：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的匯編語(yǔ)言編程
3.4.7 操作系統(tǒng)
3.5 開(kāi)發(fā)環(huán)境
3.5.1 設(shè)計(jì)流程和工具
3.5.2 實(shí)例：一個(gè)簡(jiǎn)單處理器的指令集仿真程序
3.5.3 測(cè)試和調(diào)試
3.6 專(zhuān)用指令集處理器
3.6.1 單片機(jī)
3.6.2 數(shù)字信號(hào)處理器
3.6.3 較不通用的ASIP環(huán)境
3.7 微處理器的選擇
3.8 通用處理器設(shè)計(jì)
3.9 小結(jié)
3.10 參考文獻(xiàn)
3.11 習(xí)題
第4章 標(biāo)準(zhǔn)單用途處理器——外部設(shè)備
4.1 引言
4.2 定時(shí)器、計(jì)數(shù)器與看門(mén)狗定時(shí)器
4.2.1 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器
4.2.2 實(shí)例：反應(yīng)定時(shí)器
4.2.3 看門(mén)狗定時(shí)器
4.2.4 實(shí)例：利用看門(mén)狗定時(shí)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)提款機(jī)的計(jì)時(shí)超時(shí)功能
4.3 UART
4.4 脈寬調(diào)制器
4.4.1 概述
4.4.2 實(shí)例：利用PWM控制直流電機(jī)
4.5 LCD控制器
4.5.1 概述
4.5.2 實(shí)例：LCD初始化
4.6 鍵盤(pán)控制器
4.7 步進(jìn)電機(jī)控制器
4.7.1 概述
4.7.2 實(shí)例：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的使用
4.7.3 實(shí)例：直接控制步進(jìn)電機(jī)
4.8 模數(shù)轉(zhuǎn)換器
4.9 實(shí)時(shí)時(shí)鐘
4.10 小結(jié)
4.11 參考文獻(xiàn)
4.12 習(xí)題
第5章 存儲(chǔ)器
5.1 引言
5.2 存儲(chǔ)器寫(xiě)入能力和存儲(chǔ)的永久性
5.2.1 寫(xiě)入能力
5.2.2 存儲(chǔ)的永久性
5.2.3 選擇
5.3 常見(jiàn)存儲(chǔ)器類(lèi)型
5.3.1 只讀存儲(chǔ)器簡(jiǎn)介
5.3.2 掩膜編程程序ROM
5.3.3 OPT ROM——一次可編程ROM
5.3.4 EPROM——可擦除的可編程ROM
5.3.5 EEPROM——電擦除的可編程ROM
5.3.6 快閃存儲(chǔ)器
5.3.7 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器簡(jiǎn)介
5.3.8 SRAM——靜態(tài)RAM
5.3.9 DRAM——?jiǎng)討B(tài)RAM
5.3.10 PSRAM——準(zhǔn)靜態(tài)RAM
5.3.11 NVRAM——非易失性RAM
5.3.12 實(shí)例：HM6264和27C256 RAM/ROM器件
5.3.13 實(shí)例：TC55V2325FF100存儲(chǔ)器件
5.4 存儲(chǔ)器的組合
5.5 存儲(chǔ)器分級(jí)和高速緩沖存儲(chǔ)器
5.5.1 高速緩沖存儲(chǔ)器映射技術(shù)
5.5.2 高速緩沖存儲(chǔ)器置換策略
5.5.3 高速緩沖存儲(chǔ)器寫(xiě)入技術(shù)
5.5.4 高速緩沖存儲(chǔ)器對(duì)系統(tǒng)性能的影響
5.6 高級(jí)RAM
5.6.1 基本DRAM
5.6.2 快速頁(yè)模式DRAM（FPM DRAM）
5.6.3 擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出DRAM（EDO DRAM）
5.6.4 同步(S)和增強(qiáng)型同步(ES)DRAM
5.6.5 Rambus DRAM（RDRAM）
5.6.6 DRAM集成問(wèn)題
5.6.7 存儲(chǔ)器管理單元（MMU）
5.7 小結(jié)
5.8 參考文獻(xiàn)
5.9 習(xí)題
第6章 接口
6.1 引言
6.2 通信基礎(chǔ)
6.2.1 基本術(shù)語(yǔ)
6.2.2 基本協(xié)議概念
6.2.3 實(shí)例：ISA總線協(xié)議——存儲(chǔ)器存取
6.3 微處理器接口：I/O尋址
6.3.1 基于端口的I/O和基于總線的I/O
6.3.2 存儲(chǔ)器映射I/O和標(biāo)準(zhǔn)I/O
6.3.3 實(shí)例：ISA總線協(xié)議——標(biāo)準(zhǔn)I/O
6.3.4 實(shí)例：一個(gè)基本的存儲(chǔ)器協(xié)議
6.3.5 實(shí)例：復(fù)雜的存儲(chǔ)器協(xié)議
6.4 微處理器接口技術(shù)：中斷
6.5 微處理器接口技術(shù)：直接存儲(chǔ)器存取（DMA）
6.6 仲裁
6.6.1 優(yōu)先權(quán)仲裁器
6.6.2 菊花鏈仲裁
6.6.3 面向網(wǎng)絡(luò)的仲裁方法
6.6.4 實(shí)例：使用中斷表的向量中斷
6.7 多級(jí)總線結(jié)構(gòu)
6.8 高級(jí)通信原理
6.8.1 并行通信
6.8.2 串行通信
6.8.3 無(wú)線通信
6.8.4 分層
6.8.5 檢錯(cuò)和糾錯(cuò)
6.9 串行協(xié)議
6.9.1 I2C
6.9.2 CAN
6.9.3 Firewire
6.9.4 USB
6.10 并行協(xié)議
6.10.1 PCI總線
6.10.2 ARM總線
6.11 無(wú)線協(xié)議
6.11.1 IrDA
6.11.2 藍(lán)牙
6.11.3 IEEE 802.11
6.12 小結(jié)
6.13 參考文獻(xiàn)
6.14 習(xí)題
第7章 數(shù)碼相機(jī)實(shí)例
7.1 引言
7.2 簡(jiǎn)單數(shù)碼相機(jī)的簡(jiǎn)介
7.2.1 用戶的觀點(diǎn)
7.2.2 設(shè)計(jì)者的觀點(diǎn)
7.3 需求規(guī)范
7.3.1 非功能要求
7.3.2 非正式的功能規(guī)范
7.3.3 精確的功能規(guī)范
7.4 設(shè)計(jì)
7.4.1 實(shí)現(xiàn)一：只使用控制器
7.4.2 實(shí)現(xiàn)二：?jiǎn)纹瑱C(jī)和CCDPP
7.4.3 實(shí)現(xiàn)三：?jiǎn)纹瑱C(jī)和CCDPP/定點(diǎn)DCT
7.4.4 實(shí)現(xiàn)四：?jiǎn)纹瑱C(jī)和CCDPP／DCT
7.5 小結(jié)
7.6 參考文獻(xiàn)
7.7 習(xí)題
第8章 狀態(tài)機(jī)與并發(fā)進(jìn)程模型
8.1 引言
8.2 模型與語(yǔ)言、文字與圖形
8.2.1 模型與語(yǔ)言
8.2.2 文字語(yǔ)言與圖形語(yǔ)言
8.3 一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例
8.4 一個(gè)基本的狀態(tài)模型： 有限狀態(tài)機(jī)
8.5 具有數(shù)據(jù)路徑的有限狀態(tài)機(jī)模型： FSMD
8.6 狀態(tài)機(jī)的使用
8.6.1 將系統(tǒng)描述為狀態(tài)機(jī)
8.6.2 狀態(tài)機(jī)與時(shí)序程序模型的比較
8.6.3 用時(shí)序程序語(yǔ)言表達(dá)狀態(tài)機(jī)
8.7 HCFSM和狀態(tài)圖表語(yǔ)言
8.8 程序狀態(tài)機(jī)模型(PSM)
8.9 適當(dāng)模型和語(yǔ)言的角色
8.10 并發(fā)進(jìn)程模型
8.11 并發(fā)進(jìn)程
8.11.1 進(jìn)程的創(chuàng)建和終止
8.11.2 進(jìn)程的暫停和恢復(fù)
8.11.3 進(jìn)程的連接
8.12 進(jìn)程通信
8.12.1 共享存儲(chǔ)器
8.12.2 消息傳送
8.13 進(jìn)程同步
8.13.1 條件變量
8.13.2 監(jiān)視程序
8.14 實(shí)現(xiàn)
8.14.1 進(jìn)程的創(chuàng)建和終止
8.14.2 進(jìn)程的暫停和恢復(fù)
8.14.3 進(jìn)程的連接
8.14.4 進(jìn)程的調(diào)度
8.15 數(shù)據(jù)流模型
8.16 實(shí)時(shí)系統(tǒng)
8.16.1 Windows CE
8.16.2 QNX
8.17 小結(jié)
8.18 參考文獻(xiàn)
8.19 習(xí)題
第9章 控制系統(tǒng)
9.1 引言
9.2 開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)
9.2.1 概述
9.2.2 實(shí)例一： 開(kāi)環(huán)汽車(chē)定速控制器
9.2.3 實(shí)例二： 閉環(huán)汽車(chē)定速控制器
9.3 一般控制系統(tǒng)和PID控制器
9.3.1 控制目標(biāo)
9.3.2 實(shí)際物理系統(tǒng)建模
9.3.3 控制器設(shè)計(jì)
9.4 PID控制器的軟件編程
9.5 PID調(diào)整
9.6 與基于計(jì)算機(jī)的控制有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題
9.6.1 量化和溢出效應(yīng)
9.6.2 混疊
9.6.3 計(jì)算延遲
9.7 基于計(jì)算機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)
9.7.1 可重復(fù)性、可復(fù)制性和穩(wěn)定性
9.7.2 可編程性
9.8 小結(jié)
9.9 參考文獻(xiàn)
9.10 習(xí)題
第10章 IC技術(shù)
10.1 引言
10.2 全定制(VLSI)IC技術(shù)
10.3 半定制(ASIC)IC技術(shù)
10.3.1 門(mén)陣列半定制IC技術(shù)
10.3.2 標(biāo)準(zhǔn)單元半定制IC技術(shù)
10.4 可編程邏輯器件(PLD)IC技術(shù)
10.5 小結(jié)
10.6 參考文獻(xiàn)
10.7 習(xí)題
第11章 設(shè)計(jì)技術(shù)
11.1 引言
11.2 自動(dòng)化：綜合
11.2.1 向上發(fā)展：編譯和綜合的并行發(fā)展
11.2.2 綜合的級(jí)別
11.2.3 邏輯綜合
11.2.4 寄存器傳輸綜合
11.2.5 行為綜合
11.2.6 系統(tǒng)綜合和硬件軟件協(xié)同設(shè)計(jì)
11.2.7 時(shí)間和空間思考
11.3 驗(yàn)證：硬件軟件協(xié)同仿真
11.3.1 形式驗(yàn)證和仿真
11.3.2 仿真速度
11.3.3 硬件軟件協(xié)同仿真
11.3.4 仿真器
11.4 再利用：知識(shí)產(chǎn)權(quán)核
11.4.1 硬核、軟核和固核
11.4.2 核對(duì)處理器供應(yīng)商帶來(lái)的新挑戰(zhàn)
11.4.3 核對(duì)處理器用戶帶來(lái)的新挑戰(zhàn)
11.5 設(shè)計(jì)流程模型
11.6 小結(jié)
11.7 全書(shū)結(jié)束語(yǔ)
11.8 參考文獻(xiàn)
11.9 習(xí)題
附錄A 相關(guān)資源
A.1 引言
A.2 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)網(wǎng)頁(yè)摘要
A.3 實(shí)驗(yàn)資源
A.4 關(guān)于本書(shū)封面
附錄B 有關(guān)術(shù)語(yǔ)的中英文對(duì)照表