ARM9嵌入式系统设计基础教程课件

第1章 嵌入式系统基础知识 1.1 嵌入式系统的定义和组成 1.1.1 嵌入式系统的定义 1.1.2 嵌入式系统发展趋势 1.1.3 嵌入式系统的组成 1.1.4 实时系统 1.2 嵌入式微处理器体系结构 1.2.1 冯•诺依曼结构与哈佛结构 1.2.2 精简指令集计算机 1.2.3 流水线技术 1.2.4 信息存储的字节顺序 1.3 嵌入式微处理器的结构和类型 1.3.1 嵌入式微控制器 1.3.2 嵌入式微处理器 1.3.3 嵌入式DSP处理器 1.3.4 嵌入式片上系统 1.3.5 多核处理器 思考题与习题 第2章 ARM体系结构 2.1 ARM体系结构简介 2.2 ARM微处理器结构 2.2.1 ARM7微处理器 2.2.2 ARM9微处理器 2.2.3 ARM9E微处理器 2.2.4 ARM10E微处理器系列 2.2.5 SecurCore微处理器 2.2.6 StrongARM微处理器 2.2.7 XScale微处理器 2.3 ARM微处理器的寄存器结构 2.3.1 处理器运行模式 2.3.2 处理器工作状态 2.3.3 ARM微处理器的寄存器组织 2.3.4 Thumb状态的寄存器集 2.4 ARM微处理器的异常处理 2.4.1 ARM体系结构的异常类型 2.4.2 异常类型的含义 2.4.3 异常的响应过程 2.4.4 应用程序中的异常处理 2.5 ARM的存储器结构 2.6 ARM微处理器指令系统 2.6.1 基本寻址方式 2.6.2 ARM指令集 2.6.3 Thumb 指令集 2.7 ARM微处理器的接口 2.7.1 ARM协处理器接口 2.7.2 ARM AMBA接口 2.7.3 ARM I/O结构 2.7.4 ARM JTAG调试接口 思考题与习题 第3章 32 Bit RISC微处理器 S3C2410A 3.1 S3C2410A简介 3.1.1 S3C2410A内部结构 3.1.2 S3C2410A的技术特点 3.2 S3C2410A存储器控制器 3.2.1 S3C2410A的存储器控制器特性 3.2.1 S3C2410A的存储器映射 3.3 时钟和电源管理 3.4 S3C2410A的I/O口 3.4.1 S3C2410A的I／O口配置 3.4.2 S3C2410A的I／O口寄存器 3.5 S3C2410A的中断控制 3.5.1 ARM系统的中断处理 3.5.2 S3C2410A的中断控制器 3.5.3 S3C2410A中断编程实例 3.6 S3C2410A的DMA控制器 3.6.1 DMA工作原理 3.6.2 S3C2410A的DMA控制器 3.6.3 S3C2410A DMA编程实例 思考题与习题 第4章 嵌入式系统的存储器系统 4.1 存储器系统概述 4.1.1 存储器系统的层次结构 4.1.2 高速缓冲存储器 4.1.3 存储管理单元 4.2 嵌入式系统存储设备分类 4.2.1 存储器部件的分类 4.2.2 存储器的组织和结构 4.2.3 常见的嵌入式系统存储设备 4.3 NOR Flash接口电路 4.3.1 NOR Flash存储器Am29LV160D 4.3.2 S3C2410A与NOR Flash存储器的接口电路 4.4 NAND Flash接口电路 4.4.1 S3C2410A NAND Flash控制器 4.4.2 S3C2410A与NAND Flash存储器的接口电路 4.5 SDRAM接口电路 4.6 CF卡接口电路 4.6.1 PCMCIA接口规范 4.6.2 S3C2410A的CF卡接口电路 4.6.3 CF卡的读写操作 4.7 SD卡接口电路 4.7.1 SD卡的接口规范 4.7.2 S3C2410A的SD卡接口电路 4.8 IDE接口电路 4.8.1 S3C2410A 的IDE接口电路 4.8.2 IDE硬盘读／写操作 思考题与习题 第5章 嵌入式系统输入／输出设备接口 5.1 GPIO（通用输入/输出接口） 5.1.1 GPIO原理与结构 5.1.2 S3C2410A输入／输出端口编程实例 5.2 A/D转换器接口 5.2.1 A/D（模／数）转换的方法和原理 5.2.2 S3C2410A的A／D转换器 5.2.3 S3C2410A A／D接口编程实例 5.3 D/A转换器接口 5.3.1 D/A（数／模）转换器的方法和原理 5.3.2 S3C2410A与D/A转换器的接口电路 5.4 键盘与LED数码管接口 5.4.1 键盘与LED数码管接口基本原理与结构 5.4.2 用I/O口实现键盘接口 5.4.3 采用专用芯片实现键盘及LED 接口 5.5 LCD显示接口 5.5.1 LCD显示接口原理与结构 5.5.2 S3C2410A的LCD控制器 5.5.3 LCD显示的编程实例 5.6 触摸屏接口 5.6.1 触摸屏工作原理与结构 5.6.2 采用专用芯片的触摸屏控制接口 5.6.3 S3C2410A的触摸屏接口电路 思考题与习题 第6章 嵌入式系统总线接口 6.1 串行接口 6.1.1 串行接口基本原理与结构 6.1.2 S3C2410A的UART 6.1.3 与S3C2410A UART连接的串行接口电路 6.1.4 S3C2410A UART编程实例 6.2 I2C接口 6.2.1 I2C接口基本原理与结构 6.2.2 S3C2410A的I2C接口 6.2.3 S3C2410A的I2C接口应用实例 6.3 USB接口 6.3.1 USB接口基本原理与结构 6.3.2 S3C2410A的USB控制器 6.3.3 S3C2410A的USB接口电路与驱动程序 6.4 SPI接口 6.4.1 SPI接口基本原理与结构 6.4.2 S3C2410A 的 SPI接口电路 6.4.3 S3C2410A 的 SPI接口编程实例 6.5 PCI接口 6.5.1 PCI接口基本结构 6.5.2 PCI接口电路 6.6 I2S总线接口 6.6.1 数字音频简介 6.6.2 I2S总线结构 6.6.3 S3C2410A的I2S总线接口 6.6.4 I2S总线接口电路与编程 思考题与习题 第7章 嵌入式系统网络接口 7.1以太网接口 7.1.1 以太网基础知识 7.1.2 嵌入式以太网接口的实现方法 7.1.3 在嵌入式系统中主要处理的以太网协议 7.1.4 网络编程接口 7.1.5 以太网的物理层接口及编程 7.2 CAN总线接口 7.2.1 CAN总线概述 7.2.2 在嵌入式处理器上扩展CAN总线接口 7.2.3 S3C2410A 与MCP2510的 CAN通信接口电路 思考题与习题 第8章 嵌入式系统软件及操作系统基础 8.1 嵌入式软件基础 8.1.1 嵌入式软件的特点 8.1.2 嵌入式软件的分类 8.1.3 嵌入式软件的体系结构 8.1.4 嵌入式系统的设备驱动层 8.1.5 嵌入式中间件 8.2 嵌入式操作系统基础 8.2.1 嵌入式操作系统的功能 8.2.2 嵌入式操作系统的分类 8.2.3 常见的嵌入式操作系统简介 8.3 嵌入式系统的任务管理 8.3.1 单道程序设计和多道程序设计 8.3.2 进程、线程和任务 8.3.3 任务的实现 8.3.4 任务的调度 8.3.5 实时系统调度 8.4 嵌入式系统的存储管理 8.4.1嵌入式存储管理方式的特点 8.4.2存储管理的实模式与保护模式 8.4.3分区存储管理 8.4.4地址映射 8.4.5页式存储管理 8.4.6虚拟页式存储管理 8.5输入／输出（I/O）设备管理 8.5.1 I/O编址 8.5.2 I/O控制方式 8.5.3 I/O软件 思考题与习题 第九章 ARM汇编语言程序设计基础 9.1 ADS IDE介绍 9.1.1 ADS工具包的组成 9.1.2 ADS开发工具集 9.1.3 CodeWarrior开发环境的创建 9.1.4 AXD调试器的使用 9.2 ARM汇编伪指令 9.2.1 数据常量定义伪指令 9.2.2 数据变量定义伪指令 9.2.3 内存分配伪指令 9.2.4 汇编控制伪指令 9.2.5 其他常用的伪指令 9.3 ARM的汇编语言结构 9.3.1 ARM汇编语言程序结构 9.3.2 ARM汇编语言的语句格式 9.3.3 基于Windows下ADS的汇编语言程序结构 9.3.4 基于Linux下GCC的汇编语言程序结构 9.4 ARM汇编语言程序调试 9.4.1 ADS软件模拟环境下的程序调试 9.4.2 ADS硬件仿真器环境下的程序调试 9.4.3 ADS Wiggler调试电缆环境下的程序调试 9.4.4 Linux环境下的gdb程序调试 9.5 ARM汇编语言与C语言混合编程 9.5.1 基本的ATPCS 9.5.2 汇编程序中调用C程序 9.5.3 C程序中调用汇编程序 9.5.4 C程序中内嵌汇编语句 9.5.5 从汇编程序中访问C程序变量 思考题与习题 第10 章 Bootloader 设计基础 10.1Bootloader 概述 10.1.1 Bootloader 的作用 10.1.2 Bootloader 的工作模式 10.1.3 Bootloader 的启动流程 10.2 S3C2410 平台下Linux的Bootloader 10.2.1 vivi 10.2.2 U-boot 10.3 其他常见的Bootloader 10.3.1 WinCE的Bootloader 10.3.2 Blob 思考题与习题 第11章Linux操作系统基础 11.1嵌入式Linux的开发环境 11.1.1交叉开发概述 11.1.2桌面Linux的开发工具链 11.1.3嵌入式Linux的交叉开发工具链 11.2 桌面Linux的安装 11.2.1双操作系统环境 11.2.2 Cygwin模拟环境 11.2.3 VMware虚拟机环境 11.3 Linux的使用 11.3.1 Linux基本命令 11.3.2 vi编辑器的使用 11.3.3 gcc编译器 11.3.4 make工具和Makefile文件 11.4 Linux内核结构 11.4.1核心子系统 11.4.2设备驱动程序 11.5 Linux目录结构 11.5.1 Linux源文件的目录结构 11.5.2 Linux 运行系统的目录结构 11.6 Linux文件系统 11.6.1 文件系统与内核的关系 11.6.2 常见通用Linux文件系统 11.6.3 常见嵌入式Linux文件系统 思考题与习题 第12章 嵌入式Linux软件设计 12.1 移植的基本概念 12.2 Bootloader的移植 12.2.1 关键文件的修改 12.2.2 串口设置示例 12.2.3 Bootloader的交叉编译 12.2.4 Bootloader的下载 12.3 嵌入式Linux内核的移植 12.3.1 内核移植的准备 12.3.2 关键文件的修改 12.3.3 内核的配置与裁剪 12.3.4 内核的编译 12.3.5 内核的下载 12.4 嵌入式Linux文件系统的移植 12.5 Linux下设备驱动程序的开发 12.5.1 驱动程序概述 12.5.2 重要的数据结构和函数 12.5.3 字符设备驱动程序的组成 12.5.4 动态和静态加载方式 12.5.5 字符设备驱动开发示例 12.6 应用程序开发 12.6.1 应用程序的加载方式 12.6.2 应用程序的GDB/GDBSERVER联机调试 12.6.3 字符设备应用程序的开发 思考题与习题 第13章 图形用户接口（GUI） 13.1图形用户接口的层次结构 13.1.1图形基础设施 13.1.2高级图形函数库 13.1.3 GUI窗口管理系统 13.2 桌面Linux系统中GUI 13.2.1 KDE 13.2.2 GNOME 13.3 嵌入式Linux系统GUI 13.3.1 MiniGUI 13.3.2 Qtopia 13.3.3 Nano-X 13.4 MiniGUI的开发初步 13.4.1 MiniGUI 的开发环境 13.4.2 MiniGUI的移植 13.4.3 MiniGUI应用编程库 13.4.4应用程序编写示例 13.5 Qt/Embedded 13.5.1 Qt/Embedded的应用架构 13.5.2 QVFB虚拟运行环境 13.6 Qt开发及运行环境的创建 13.6.1 Qt/E应用程序在PC虚拟平台上的运行 13.6.2 Qt/E应用程序在嵌入式设备中的运行 21 13.6.3 Qtopia窗口系统在PC虚拟平台上的运行 13.6.4 Qtopia窗口系统在嵌入式设备中的运行 13.7 Qt应用程序的开发 13.7.1 Qt/E基本控件 13.7.2开发工具Qt designer介绍 13.7.3 控制台上的Qt/E应用编程 13.7.4 Qtopia上的Qt/E应用编程 思考题与习题