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第1章　嵌入式系统概述1

1.1　嵌入式系统基础2

1.1.1　嵌入式技术的发展历史2

1.1.2　嵌入式系统的定义与特点3

1.1.3　嵌入式系统的分类与组成结构4

1.1.4　嵌入式系统的应用领域6

1.1.5　嵌入式技术发展趋势6

1.2　嵌入式系统的硬件系统9

1.2.1　嵌入式处理器9

1.2.2　嵌入式外围设备与接口11

1.2.3　典型嵌入式处理器与开发板介绍12

1.3　嵌入式系统的软件系统15

1.3.1　嵌入式软件的基本特点与分类15

1.3.2　嵌入式软件开发环境17

1.3.3　嵌入式软件开发基本流程18

1.3.4　嵌入式软件开发的要点19

1.3.5　嵌入式操作系统20

1.4　小结23

第2章　ARM微处理器概述25

2.1　ARM微处理器的技术特点26

2.1.1　ARM微处理器体系结构及其发展历程26

2.1.2　ARM微处理器体系结构33

2.1.3　ARM微处理器的技术特点34

2.1.4　ARM微处理器的应用与选型34

2.2　ARM微处理器系列介绍35

2.2.1　ARM7微处理器系列36

2.2.2　ARM9微处理器系列36

2.2.3　ARM9E微处理器系列36

2.2.4　ARM10E微处理器系列37

2.2.5　SecurCore微处理器系列37

2.2.6　Intel的Xscale系列与StrongARM系列37

2.3 ARM微处理器的编程模型38

2.3.1　ARM微处理器的数据类型38

2.3.2　ARM微处理器的工作状态38

2.3.3　ARM微处理器模式38

2.3.4　ARM微处理器的寄存器组织39

2.3.5　ARM体系中的存储系统45

2.3.6　异常（Exceptions）48

2.4　小结53

第3章　ARM程序设计基础55

3.1　ARM预定义的寄存器和协处理器56

3.2　ARM的指令系统介绍56

3.2.1　ARM指令系统概要56

3.2.2　ARM寻址方式介绍与示例59

3.2.3　指令系统分类63

3.2.4　ARM指令集介绍与使用范例63

3.2.5　Thumb指令集介绍76

3.3　ARM汇编语言体系77

3.3.1　ARM汇编开发环境77

3.3.2　基于ADS/STD环境的ARM伪指令系统77

3.4　ARM汇编语言程序设计规范79

3.4.1　汇编语言中常用的符号80

3.4.2　汇编语言中的表达式与运算符81

3.5　ARM汇编语言程序设计范例84

3.5.1　ARM汇编语言的程序结构与设计方法84

3.5.2　ARM汇编语言与C语言混合编程86

3.6　基于GNU的ARM汇编开发环境介绍87

3.6.1　Linux汇编环境中的基本定义88

3.6.2　Linux下ARM汇编的常用伪操作89

3.6.3　Linux下ARM汇编程序示例91

3.6.4　两种汇编环境之间代码的移植92

3.7 小结93

第4章　嵌入式Linux操作系统95

4.1　Linux操作系统基础96

4.1.1　Linux简介96

4.1.2　Linux与其他操作系统97

4.1.3　Linux与UNIX和GNU97

4.1.4　Linux操作系统的优良特性99

4.1.5　Linux的应用101

4.2　Linux内核概述101

4.2.1　Linux内核101

4.2.2　进程调度104

4.2.3 内存管理111

4.2.4　文件系统管理116

4.2.5　Linux中设备管理121

4.3　嵌入式Linux操作系统124

4.3.1　Linux作为嵌入式操作系统的优势与不足124

4.3.2　嵌入式Linux引导过程124

4.3.3　典型嵌入式Linux操作系统127

4.4　实时操作系统与Linux的实时化改造130

4.4.1　实时操作系统130

4.4.2　Linux系统的实时化改造132

4.5　小结135

第5章　ARM9开发环境与开发工具137

5.1 嵌入式应用程序开发——交叉开发、调试138

5.1.1　嵌入式开发环境概述138

5.1.2　GNU Tools开发工具集139

5.1.3　嵌入式系统调试技术介绍140

5.1.4　ARM应用开发系统总体框架142

5.1.5　使用NFS调试ARM嵌入式应用程序143

5.2 编译工具gcc与调试工具gdb146

5.2.1　gcc编译工具与编译过程146

5.2.2　gdb调试工具与调试示例150

5.2.3　使用gdb实现嵌入式交叉调试153

5.3　GNU Make与Makefile的编写154

5.3.1　什么是Make、Makefile155

5.3.2　Makefile初步156

5.3.3　Makefile概述158

5.3.4　规则的书写160

5.3.5　规则的命令书写164

5.3.6　Makefile中的变量167

5.3.7　条件判断173

5.4　小结174

第6章　嵌入式Linux操作系统移植175

6.1　如何获得Linux源代码176

6.2　Linux内核源代码目录结构概述177

6.3　Linux Kernel Makefile的规则178

6.3.1　哪些人需要使用内核Makefile178

6.3.2　kbuild Makefile179

6.3.3　编译中宿主机需要使用的文件182

6.3.4　kbuild中的clean184

6.3.5　Arch Makefiles185

6.3.6　kbuild变量191

6.4　配置、编译Linux内核192

6.4.1　最小硬件系统192

6.4.2　开发板平台描述文件分析192

6.4.3　修改内核添加对板载NAND Flash闪存的支持195

6.4.4　为NAND闪存系统添加YAFFS文件系统196

6.4.5　修改编译器及启动镜像生成工具202

6.4.6　编译内核202

6.5　小结203

第7章　Boot Loader和文件系统详解205

7.1 Boot Loader简介206

7.2　几种常见的Boot Loader206

7.3　U-Boot的板级移植207

7.3.1　U-Boot的启动流程207

7.3.2　U-Boot源代码结构分析及导读209

7.3.3　U-Boot的板级移植215

7.4　嵌入式文件系统226

7.4.1　文件系统的概念226

7.4.2　根文件系统的基本结构228

7.4.3　根文件系统的基本结构——／usr目录231

7.4.4　根文件系统目录结构——／var目录234

7.5　YAFFS文件系统详解238

7.5.1　选择文件系统238

7.5.2　Flash闪存简介239

7.5.3　YAFFS文件系统240

7.6　创建根文件系统242

7.6.1　必要的命令、工具——／bin、／sbin目录243

7.6.2　建立Busybox工具244

7.6.3　设备文件：／dev目录246

7.6.4　链接库文件：／lib目录247

7.6.5　系统启动配置：／etc目录249

7.6.6　生成rootfs.yaffs文件系统映像250

7.7　小结250

第8章　设备驱动开发入门251

8.1　Linux设备驱动基础252

8.1.1　Linux设备驱动概述252

8.1.2　设备类型分类253

8.1.3　设备节点、文件节点、设备文件254

8.1.4　主设备号和辅设备号255

8.1.5　加载和删除驱动程序255

8.2　设备驱动程序模块化编程256

8.2.1 内核空间与用户空间257

8.2.2　一个简单的内核模块257

8.2.3　简单驱动程序模块实例259

8.3　字符设备驱动程序入门262

8.3.1　字符设备定义与常见字符设备262

8.3.2　驱动程序中的关键数据结构分析262

8.3.3　驱动程序中的基本函数分析266

8.4　字符设备驱动程序编写范例分析269

8.4.1　一个最简单的字符设备驱动程序269

8.4.2　S3C2440A片上A/D采样设备驱动程序编写范例274

84.3　S3C2440A触摸屏接口驱动程序实例分析283

8.5　块设备驱动入门296

8.5.1　块设备与块设备驱动296

8.5.2　驱动程序中的关键数据结构分析297

8.5.3　驱动程序中的基本函数分析299

8.6　块设备驱动程序编写范例分析301

8.6.1　最简单的块设备驱动程序设计与分析301

8.6.2　NAND Flash K9F 1208（块设备）驱动编写实例303

8.7　小结317

第9章　常用设备驱动319

9.1　UART串口驱动与通信实现320

9.1.1　异步串行通信介绍320

9.1.2　S3C2440 UART相关寄存器321

9.1.3　UART驱动程序设计分析324

9.1.4　Linux下串口通信编程范例328

9.2　LCD驱动程序设计与实现335

9.2.1　嵌入式系统中LCD驱动程序实现原理335

9.2.2　LCD驱动程序关键数据结构分析337

9.2.3　LCD驱动程序的实现342

9.2.4　Linux显示应用程序设计简介343

9.3　USB驱动程序开发344

9.3.1　USB驱动与Linux下USB系统文件节点344

9.3.2　USB驱动程序结构分析345

9.3.3　USB主机驱动程序的实现346

9.4　网络控制芯片（DM9000）与驱动设计353

9.4.1　DM9000以太网控制芯片353

9.4.2　网络控制器驱动设计356

9.4.3　DM9000网络芯片驱动程序分析362

9.5 小结378

第10章　嵌入式系统图形界面设计379

10.1 嵌入式图形用户界面（GUI）简介380

10.1.1 嵌入式GUI工作模式380

10.1.2　嵌入式GUI的分层结构381

10.2　常见的嵌入式GUI382

10.2.1 MiniGUI382

10.2.2　MicroWindows384

10.2.3　OpenGUI385

10.2.4　Qt/Embedded385

10.2.5　几款嵌入式GUI的比较与选择385

10.3　Qt/Embedded图形用户界面系统386

10.3.1　Qt/Embedded简介386

10.3.2　Qt/Embedded嵌入式图形引擎实现389

10.3.3　Qt/Embedded的Server/Client模型391

10.3.4　Qt/Embedded中鼠标与键盘的控制393

10.3.5　Qt/Embedded应用程序的图形显示397

10.4　Qt/Embedded应用程序的开发399

10.4.1　Qt/Embedded应用程序开发流程399

10.4.2　Qt/Embedded开发工具（qmake、qvfb）的使用401

10.4.3　Qt/Embedded开发环境创建406

10.4.4　将Qt/Embedded程序加载至目标板407

10.5　Qt/Embedded应用程序开发示例408

10.5.1　Qt与Qt/Embedded的主要类408

10.5.2　使用C＋＋编写Qt/Embedded应用程序示例412

10.5.3　Qt/Embedded应用程序开发实例415

10.5.4　使用Qt Designer开发Qt/Embedded应用程序421

10.6　小结422

第11章　嵌入式系统开发模式423

11.1　嵌入式系统的开发过程424

11.1.1　确定系统的要求424

11.1.2　设计系统的体系结构424

11.1.3　开发平台与开发工具425

11.1.4　软、硬件联调426

11.1.5　系统测试与评估426

11.2　嵌入式Linux开发模式426

11.2.1　引导加载程序427

11.2.2　Linux内核427

11.2.3　文件系统的装载428

11.2.4　图形用户界面428

11.2.5　应用程序开发429

11.3　小结430

第12章　嵌入式网络与嵌入式Web服务431

12.1　嵌入式网络通信432

12.1.1　嵌入式Internet技术432

12.1.2　嵌入式网络通信协议TCP/IP435

12.2　嵌入式Web服务440

12.2.1　嵌入式Web服务器架构440

12.2.2　Web服务中的超文本传输协议（HTTP）444

12.2.3　嵌入式CGI448

12.2.4　实现动态数据Web页面456

12.2.5　实现交互式输入Web页面457

12.3　嵌入式Web服务器设计与应用459

12.3.1 远程重构概述与网络拓扑结构460

12.3.2　嵌入式重构Web服务器端软件模块设计461

12.4　小结464

附录A　嵌入式开发网络资源465

附录B　Linux常见命令467

附录C GNU GPL——GNU通用公共许可证474

参考文献479