ARM9嵌入式系统设计与应用案例

第一章　嵌入式系统概述 1

第一节　嵌入式系统的基本概念 1

一、嵌入式系统定义 1

二、嵌入式系统的特点 2

三、嵌入式系统的发展 3

第二节　嵌入式处理器 6

一、嵌入式微处理器分类 6

二、嵌入式微处理器 10

三、ARM微处理器 11

第三节　嵌入式系统的组成 14

一、嵌入式系统的硬件组成 15

二、嵌入式系统的软件组成 16

第四节　嵌入式操作系统 16

一、嵌入式操作系统 16

二、嵌入式实时操作系统 17

三、几种主要嵌入式操作系统 18

四、嵌入式操作系统的基本功能 21

第二章　ARM9体系结构 22

第一节　ARM嵌入式处理器 22

第二节　ARM微处理器体系结构和特点 24

一、ARM7微处理器系列 24

二、ARM9微处理器系列 25

三、ARM9E微处理器系列 26

四、ARM10E微处理器系列 27

五、SecurCore微处理器系列 28

六、StrongARM微处理器系列 28

七、Xscale处理器 29

第三节　存储器管理 31

第四节　ARM微处理器的工作状态 31

一、Thumb状态 31

二、ARM状态 32

第五节　ARM体系结构的存储器格式 32

一、大端格式 33

二、小端格式 33

第六节　ARM处理器工作模式 33

第七节　ARM寄存器组 34

一、ARM寄存器 34

二、通用寄存器 37

第八节　ARM处理器异常 40

一、ARM处理器异常类型 40

二、异常响应 42

三、异常返回 43

四、异常进入／退出 43

五、异常向量表 44

六、异常优先级 44

七、各类异常的具体描述 45

第九节　内核扩展 48

一、cache和紧耦合存储器 49

二、存储管理 50

三、协处理器 51

第十节　流水线 52

一、流水线 52

二、ARM9流水线 52

第三章　ARM9指令集 54

第一节　ARM处理器的指令分类与格式 54

第二节　ARM处理器寻址方式 56

一、立即寻址 56

二、寄存器寻址 56

三、寄存器间接寻址 57

四、基址变址寻址 57

五、多寄存器寻址 58

六、相对寻址 59

七、堆栈寻址 59

八、寄存器移位寻址 60

第三节　ARM指令集 60

一、ARM数据处理指令 60

二、跳转指令 68

三、ARM存储器访问指令 70

四、数据交换指令 73

五、移位指令 74

六、软件中断指令 76

七、协处理器指令 78

第四节　ARM汇编语言伪指令 80

一、ADR小范围的地址读取伪指令 81

二、ADRL中等范围的地址读取伪指令 81

三、LDR大范围的地址读取伪指令 82

四、NOP空操作伪指令 83

第五节　THUMB指令集合 83

一、转移指令 84

二、数据处理指令 84

三、单寄存器Load和Store指令 84

四、多寄存器Load和Store指令 84

第四章　嵌入式系统开发 86

第一节　嵌入式系统开发过程 86

一、嵌入式系统开发流程 86

二、嵌入式系统调试 87

三、嵌入式系统交叉开发环境 88

第二节　ADS集成开发环境 90

一、命令行开发工具 90

二、ARM运行时库 91

三、GUI development tools 94

第三节　使用ADS创建工程 95

一、新建工程 95

二、配置新建工程，生成目标 98

三、编译连接工程 102

第四节　AXD工程调试 103

一、调试工具条 103

二、程序的在线仿真、调试 104

第五节 MULTI-ICE仿真器应用 106

第六节　超级终端的使用 107

第五章　嵌入式系统基础实验 110

第一节　S3C2410X嵌入式开发板介绍 110

一、S3C2410X介绍 110

二、各部分详细介绍 112

第二节　汇编程序设计及调试实验 116

一、实验内容 116

二、实验步骤 116

三、参考程序 118

第三节 汇编与C语言混合程序设计及调试实验 119

一、实验内容 119

二、汇编语言与C/C＋＋的混合编程 119

三、实验步骤 121

四、实验参考程序 123

第四节　发光二极管LED显示实验 124

一、实验内容 124

二、BIN文件的产生 124

三、跑马灯原理 126

四、操作步骤 128

五、参考程序 130

第五节　S3C2410X的RTC实时时钟实验 130

一、实验内容 130

二、实验步骤 131

三、RTC实时时钟原理 131

四、参考程序 133

第六节　FLASH芯片的烧录 134

一、建立硬件环境 134

二、步骤 135

三、芯片的烧录 135

第六章　ARM Linux开发环境的建立 137

第一节　交叉编译 137

第二节　VMware-workstation使用 138

一、VMware主要的功能 138

二、在VMware-workstation中安装Red Hat Linux 9过程 138

第三节　RED HAT Linux9的安装 140

第四节　宿主机配置 147

一、开发软件 147

二、配置minicom 147

三、配置TFTP 148

四、配置NFS服务 149

第七章　ARM Linux移植 151

第一节　Bootloader介绍 151

第二节　PPCboot 152

第三节　Bootloader vivi介绍 153

第四节　编译Linux内核 156

第五节　文件系统 159

一、Linux文件系统介绍 159

二、制作ramdisk根文件系统的映像 162

第八章　ARM实例 165

第一节　Linux驱动程序功能与编写 165

一、Linux驱动设备 165

二、Linux驱动编写 166

三、驱动模块的安装卸载与调用 168

第二节　I/O端口实验 169

一、I/O实验内容及相关知识 170

二、I/O电路原理 177

三、I/O实验参考 177

四、I/O实验Linux下驱动的编写介绍 179

第三节　串口实验 183

一、串口相关知识 183

二、S3C2410X串行口控制器 188

三、串口实验参考 194

第四节　IIC实验 201

一、IIC总线介绍 201

二、IIC EEPROM读／写 208

三、实验参考 211

第五节　SPI实验-数码管 216

一、SPI总线介绍 216

二、SPI接口寄存器 218

三、LED数码管原理 220

四、74LV164介绍 222

五、实验参考 224

六、Linux下程序参考 226

第六节　A/D实验 231

一、A/D转换的基本原理 231

二、S3C2410X的A/D转换器 232

三、A/D实验参考 233

四、A/D在Linux驱动参考 235

第七节　中断实验 240

一、中断基本知识 240

二、Linux下中断驱动编程所要掌握的函数 246

三、中断实验参考 249

附录　S3C2410引脚 254

参考文献 259