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第1章　嵌入式系统的基本概念与架构1

1.1　嵌入式系统的基本概念1

1.2　嵌入式系统的发展历史4

1.3　嵌入式系统的组成9

1.4　嵌入式系统的典型应用要求13

1.5　嵌入式系统的平台化设计方法16

1.6　嵌入式系统的发展趋势17

1.6.1　分布式嵌入式系统19

1.6.2　具有网络能力的嵌入式系统20

1.6.3　具有因特网能力的嵌入式系统21

1.7　嵌入式系统在国防领域的应用22

1.8　小结23

第2章　嵌入式系统的设计流程24

2.1　设计流程概述24

2.2　需求分析29

2.3　规格定义与描述31

2.3.1　规格书描述语言的特性32

2.3.2 StateCharts39

2.3.3　统一建模语言UML46

2.3.4　规范与描述语言SDL55

2.3.5　需求确认58

2.3.6　总结59

2.4　系统架构设计60

2.5　软硬件协同设计61

2.6　硬件与软件组件设计64

2.7　系统集成64

2.8　质量保证65

2.8.1　质量标准65

2.8.2　设计复审66

2.9　小结67

第3章　嵌入式系统的硬件系统68

3.1　嵌入式系统的硬件系统概述69

3.2　嵌入式处理器的基本概念69

3.3　嵌入式处理器的发展历史71

3.3.1　8位微处理器73

3.3.2　16位微处理器73

3.3.3　32位以上微处理器74

3.4　嵌入式处理器的组成与分类75

3.4.1　嵌入式微处理器77

3.4.2　微控制器77

3.4.3　数字信号处理器78

3.4.4　片上系统78

3.5　典型的嵌入式微处理器79

3.5.1　ARM RISC处理器79

3.5.2　其他RISC处理器96

3.6 广泛应用的DSP处理器105

3.6.1　概述105

3.6.2　DSP发展历程108

3.6.3　DSP结构特点110

3.6.4　DSP和通用处理器的区别112

3.6.5　DSP应用领域114

3.6.6　典型DSP产品115

3.6.7　DSP的发展趋势134

3.7　小结137

第4章　嵌入式系统的外部设备138

4.1　人机交互接口138

4.1.1　触摸屏139

4.1.2　键盘接口145

4.1.3　显示器接口150

4.1.4　语音输入／输出装置155

4.2　嵌入式存储设备157

4.2.1　易失性存储器157

4.2.2　非易失性存储器159

4.2.3　存储器的应用选择167

4.3　输入／输出接口169

4.3.1　串行接口170

4.3.2　并行接口173

4.3.3　IEEE 1394174

4.3.4　USB总线181

4.3.5　I2C总线185

4.4　无线传输接口188

4.4.1　红外通信接口（IrDA协议）188

4.4.2　Wi-Fi194

4.4.3　蓝牙197

4.5　系统总线201

4.5.1　PCI总线202

4.5.2　现场总线207

4.6　扩充设备214

4.6.1　CF扩充卡215

4.6.2　MMC卡216

4.6.3　SD卡219

4.7　数模／模数转换器（ADC/DAC）220

4.7.1　模数转换器（ADC）220

4.7.2　数模转换器（DAC）221

4.8　电源管理223

4.8.1　电源电路分类224

4.8.2 电源电路特性227

4.9　小结228

第5章　嵌入式操作系统229

5.1　嵌入式软件229

5.1.1　驱动层230

5.1.2　操作系统层231

5.1.3 中间件层231

5.1.4　应用层232

5.1.5　嵌入式系统软件运行流程233

5.2　嵌入式操作系统概述234

5.2.1　嵌入式操作系统的发展235

5.2.2　嵌入式操作系统的特征236

5.3　嵌入式操作系统的体系结构238

5.3.1　体系结构分类239

5.3.2　嵌入式内核244

5.3.3　嵌入式TCP/IP协议254

5.3.4　嵌入式文件系统262

5.4　嵌入式实时操作系统269

5.4.1　嵌入式实时系统269

5.4.2　嵌入式实时操作系统的标准278

5.4.3　实时调度算法279

5.5　主流嵌入式操作系统284

5.5.1　Windows CE操作系统285

5.5.2　VxWorks操作系统289

5.5.3　嵌入式Linux292

5.5.4　μC/OS-Ⅱ297

5.5.5　其他嵌入式操作系统300

5.6　小结304

第6章　嵌入式系统的设备驱动程序305

6.1　设备驱动程序的基本概念305

6.2　Linux设备驱动程序309

6.2.1　设备类型309

6.2.2　设备号310

6.2.3　设备文件接口311

6.2.4　设备访问方式316

6.2.5　程序结构322

6.2.6　模块化设计326

6.2.7　程序编译327

6.2.8　字符设备的驱动程序330

6.2.9　块设备的驱动程序337

6.2.10　网络设备的驱动程序343

6.3　小结352

第7章　嵌入式图形用户界面与中间件353

7.1　嵌入式图形用户界面概述353

7.1.1　嵌入式图形用户界面的发展354

7.1.2　图形用户界面架构355

7.1.3　嵌入式系统中的图形解决方案356

7.2　嵌入式图形用户界面的关键技术357

7.3　典型的嵌入式图形用户界面359

7.3.1　X Window360

7.3.2　MiniGUI362

7.3.3　MicroWindows370

7.3.4　其他嵌入式图形用户界面375

7.3.5　几种嵌入式图形用户界面的比较377

7.4　嵌入式图形用户界面的移植378

7.4.1　MicroWindows的移植和中文化处理378

7.4.2　MiniGUI的移植379

7.5　嵌入式中间件381

7.5.1　嵌入式中间件概述381

7.5.2　嵌入式CORBA383

7.5.3　嵌入式Java386

7.6　小结390

第8章　嵌入式系统开发、仿真与调试391

8.1　系统开发流程391

8.1.1　交叉开发环境391

8.1.2　开发流程393

8.2　嵌入式软件生成395

8.2.1　编译器396

8.2.2　汇编器400

8.2.3　链接器400

8.3　嵌入式软件仿真403

8.3.1　软件仿真技术405

8.3.2　软件仿真平台406

8.4　嵌入式硬件仿真409

8.4.1　硬件仿真工具410

8.4.2　SoPC技术411

8.5　系统移植416

8.5.1　硬件抽象层的定义与任务417

8.5.2　硬件抽象层的设计418

8.6　嵌入式系统调试422

8.6.1　交叉调试器422

8.6.2　在线仿真器ICE426

8.6.3　片上调试技术OCD431

8.7　系统引导和内核启动437

8.7.1　引导程序的概述438

8.7.2　引导程序的任务流程440

8.8　小结444

第9章　软硬件协同设计445

9.1　软硬件协同设计概述445

9.1.1　传统设计方法的局限性445

9.1.2　软硬件协同设计的定义447

9.1.3　软硬件协同设计的特点447

9.1.4　软硬件协同设计方法448

9.1.5　软硬件协同设计的技术451

9.2　系统描述455

9.3　软硬件功能划分457

9.3.1　软硬件功能划分的步骤457

9.3.2　功能划分中的问题458

9.3.3　软硬件功能划分算法460

9.4　软硬件协同综合464

9.5　软硬件协同验证465

9.5.1　软硬件协同验证方法466

9.5.2　基于模拟仿真的验证467

9.6　系统评估和系统特性468

9.6.1　系统评估模型468

9.6.2　系统评估的质量度量470

9.6.3　系统特性473

9.7　软硬件协同设计的支持工具474

9.8　小结475

第10章　低功耗技术与可靠性技术476

10.1　低功耗设计技术476

10.1.1　功耗产生的原因476

10.1.2　低功耗设计技术477

10.1.3　处理器选择481

10.1.4　接口电路驱动电路482

10.1.5　动态电源管理（DPM）483

10.1.6　电源供给电路设计486

10.1.7　存储器类型对嵌入式系统功耗的影响487

10.2　可靠性设计技术488

10.2.1　电磁干扰问题488

10.2.2　可靠性设计原则489

10.2.3　容错设计491

10.2.4　抗干扰设计498

10.3　小结509

参考文献510