ARM嵌入式系统结构与编程

出版时间：2009-3  出版社：清华大学出版社  作者：邱铁  页数：370  
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前言

嵌入式系统是软件和硬件的综合体，有人将其称为后PC时代和后网络时代的新秀。特别是近几年来，嵌入式产品以排山倒海之势占领了消费类电子产品市场，并开始在汽车电子、工业控制、航空航天、国防工业等领域进行全面应用。因此可以断言，面向嵌入式的信息时代已经到来。本书作者在学生时代多次参加机器人大赛，工作后指导智能车控制大赛。最初设计机器人控制系统采用8位单片机，随着机器人控制功能的增强，原有8位芯片很难满足功能要求，另外软件设计也越来越烦琐。在2002年，ARM技术产品开始大范围占领市场，基于ARM技术的嵌入式微控制器成为嵌入式开发的硬件支撑。世界上知名的半导体公司如Intel、Samsung、Motorola、Philips和Atmel相继推出了以ARM为核心的主流芯片，嵌入式开发成为信息领域研究与应用的热点。为了适应更加复杂的控制需求，作者当时选用ARM微控制器作为主控制单元，设计嵌入式机器人控制系统，在仅有有限的几本书可供参考的情况下，面向应用裁剪硬件，移植嵌入式操作系统，从此与嵌入式结下不解之缘。近年来，全国各大高校纷纷建立嵌入式方向，经过几年来的教学实践，已经成功地培养出一批具备嵌入式设计与开发技能的毕业生，走向嵌入式开发的各个领域。本书正是在立足于教学和实践的基础上进行编写的。本书的编写力求将复杂问题简单化，为了说明一个问题，可能不惜篇幅，图表并用，并设有实例解析，力求使每一个嵌入式开发的初学者能快速上手，为嵌入底层开发打下坚实的基础。

内容概要

本书是作者根据多年开发和教学实践经验并考察了当前嵌入式发展的最新动向编著而成。在内容设计上，本书采取了循序渐进的原则，对嵌入式底层硬件知识进行精心规划，以大量的实例说明技术难点，深入浅出，使嵌入式系统初学者能够以“ARM体系结构—指令系统—汇编程序设计—混合编程—硬件下编程”为主线，以阶梯式前进的方式，低起点、高效率地学习理论、深入实践，从而为嵌入式系统开发打下坚实的基础。    本书结构合理、实例丰富，具有很强的实践性和实用性，本书可作为高等学校计算机、电子信息类本科生、研究生进行嵌入式系统学习的教材或参考书，也适合嵌入式开发的工程技术人员和广大的嵌入式开发爱好者学习使用。

书籍目录

第1章  绪论  1.1  嵌入式系统定义    1.1.1  嵌入式系统发展历程    1.1.2  嵌入式系统的定义与特点  1.2  嵌入式操作系统    1.2.1  嵌入式实时操作系统    1.2.2  实时操作系统的典型应用  1.3  嵌入式技术在工程领域的应用  1.4  嵌入式技术的发展趋势  思考与练习题第2章  ARM技术与ARM体系结构  2.1  ARM体系结构版本与内核    2.1.1  ARM体系结构版本    2.1.2  ARM内核版本命名规则    2.1.3  主流ARM处理器内核系列与应用  2.2  ARM内核模块  2.3  ARM处理器的工作模式  2.4  内部寄存器    2.4.1  通用寄存器及其分布    2.4.2  程序状态寄存器  2.5  ARM异常处理  2.6  存储方式与存储器映射机制  2.7  ARM流水线技术分析  思考与练习题第3章  ARM指令集寻址方式  3.1  ARM指令的编码格式  3.2  数据处理指令寻址方式  3.3  Load／Store指令寻址    3.3.1  地址计算方法    3.3.2  字、无符号字节寻址    3.3.3  半字、有符号字节寻址  3.4  批量Load／Store指令寻址方式  3.5  协处理器指令寻址方式  思考与练习题第4章  ARM指令集系统  4.1  数据处理指令    4.1.1  基本数据处理指令    4.1.2  乘法指令    4.1.3  杂类的数据处理指令  4.2  ARM分支指令  4.3  加载／存储指令    4.3.1  加载／存储字、无符号字节指令    4.3.2  半字、有符号字节访问指令  4.4  批量加载／存储指令    4.4.1  基本批量字数据加载／存储指令    4.4.2  用户模式下的批量字数据加载／存储指令    4.4.3  带PSR操作的批量字数据加载指令  4.5  交换指令  4.6  程序状态寄存器PSR访问指令  4.7  协处理器操作指令    4.7.1  协处理器数据操作指令    4.7.2  协处理器加载／存储指令    4.7.3  ARM寄存器与协处理器寄存器数据传输指令  4.8  异常产生指令  思考与练习题第5章  Thumb指令  5.1  Thumb数据处理指令    5.1.1  寄存器移位指令    5.1.2  低位寄存器算术运算指令    5.1.3  ALU操作指令    5.1.4  带高位寄存器操作的Thumb指令    5.1.5  带SP／PC的算术运算指令  5.2  Thumb存储器操作指令    5.2.1  字节、半字和字的加载／存储指令    5.2.2  批量加载／存储指令  5.3  Thumh分支指令    5.3.1  B分支指令    5.3.2  带链接的分支指令    5.3.3  带状态切换的分支指令  5.4  Thumb软中断指令  5.5  Thumb指令功能码段分析    5.5.1  Thumb与ARM实现功能比较    5.5.2  Thumb与ARM性能比较  思考与练习题第6章  ARM汇编伪指令与伪操作  6.1  汇编语言伪指令    6.1.1  ARM汇编语言伪指令    6.1.2  Thumb汇编语言伪指令  6.2  ARM汇编语言伪操作  6.3  ARM汇编伪操作    6.3.1  符号定义伪操作    6.3.2  数据定义伪操作    6.3.3  汇编代码控制伪操作    6.3.4  汇编信息报告控制伪操作    6.3.5  指令集类型标识伪操作    6.3.6  文件包含伪操作    6.3.7  其他类型伪操作  6.4  GNU ARM汇编伪操作    6.4.1  符号定义伪操作    6.4.2  数据定义伪操作    6.4.3  汇编与反汇编代码控制伪操作    6.4.4  预定义控制伪操作  思考与练习题第7章  汇编语言程序设计  7.1  ARM编译环境下汇编语句    7.1.1  ARM编译环境下汇编语句格式    7.1.2  ARM编译环境下汇编语句中符号规则  7.2  GNU环境下汇编语句与编译说明    7.2.1  GNU环境下ARM汇编语句格式    7.2.2  GNU环境下ARM汇编程序编译  7.3  ARM汇编语言程序设计规范  7.4  ARM汇编语言程序设计实例解析  思考与练习题第8苹  ARM汇编语言与嵌入式c混合编程  8.1  嵌入式C编程规范  8.2  嵌入式C程序设计中的位运算  8.3  嵌入式C程序设计中的几点说明    8.3.1  Volatile限制符    8.3.2  地址强制转换与多级指针    8.3.3  预处理的使用  8.4  嵌入式C程序设计格式  8.5  过程调用标准ATPCS与AAPCS    8.5.1  寄存器使用规则    8.5.2  数据栈使用规则    8.5.3  参数传递规则  8.6  ARM汇编语言与嵌入式C混合编程    8.6.1  内嵌汇编    8.6.2  ARM汇编语言与嵌入式C程序相互调用  思考与练习题第9章  S3C4480／S3C2410硬件结构与关键技术分析  9.1  处理器简介  9.2  S3C44BO／S3C2410存储控制器    9.2.1  S3C44BO存储控制与地址空间    9.2.2  S3C2410存储控制与地址空间    9.2.3  S3C4480／S3C2410存储位宽控制    9.2.4  S3C4480／S3C2410存储器接口时序分析    9.2.5  S3C4480／S3C2410存储控制寄存器    9.2.6  SDRAM接口电路设计    9.2.7  S3C4480存储器初始化实例  9.3  S3C2410 NAND Flash控制器  9.4  S3C44BO／S3C2410时钟电源管理    9.4.1  S3C4480／S3C2410时钟管理    9.4.2  S3C4480／S3C2410电源管理    9.4.3  S3C4480／S3c2410时钟与电源管理专用寄存器  9.5  S3C44BO／S3C2410通用I／O端口    9.5.1  端口控制描述    9.5.2  端口寄存器    9.5.3  通用I／O接口设计实例  9.6  S3C44BO／S3C2410中断机制    9.6.1  S3C4480中断控制器    9.6.2  S3C2410中断控制器    9.6.3  S3C4480／S3C2410中断控制特殊功能寄存器    9.6.4  S3C44BO／S3C2410中断控制器设计实例  思考与练习题第10章  S3C4480／S3C2410通信与LCD接口技术  10.1  S3C4480／S3C2410 UART    10.1.1  UART原理    10.1.2  S3C44BO／S3C2410 UART模块    10.1.3  S3C4480／S3C2410 UART操作    10.1.4  UART中断与波特率的计算    10.1.5  S3C44130／S3C2410 UART专用功能寄存器    10.1.6  S3C4480／S3C2410 UART设计实例  10.2  S3C4480／S3C2410 I2C总线接口    10.2.1 I2C总线原理    10.2.2  S3C4480／S3C2410 I2C总线功能模块    10.2.3  S3C4480／S3C2410 I2C总线操作    10.2.4  S3C44BO／S3C2410 I2C专用功能寄存器    10.2.5  S3C44BO／S3C2410 I2C总线设计实例  10.3  S3C44BO／S3C2410 LCD控制器    10.3.1  LCD简介    10.3.2  S3C4480／S3C2410 LCD控制器模块    10.3.3  S3C4480／S3C2410 I2CD控制器专用功能寄存器    10.3.4  S3C44BO／S3C2410 I2CD控制器设计实例    思考与练习题附录A  S3C4480／S3C2410封装与I／O复用信息附录B  链接定位与系统引导程序参考文献

章节摘录

插图：第1章　绪论本章主要介绍嵌入式系统的发展历史和相关概念，当前嵌入式技术的主要应用以及市场上最流行的嵌入式产品，通过典型产品实例使读者了解当前嵌入式技术的应用状况和研究方向。最后介绍了嵌入式技术未来的发展趋势。1.1　嵌入式系统定义近年来，以集成电路为代表的微电子技术取得了重大突破，这使计算机技术、微控制器技术得到了迅速发展．再加上网络技术的应用与普及，加速了2l世纪工业生产、军工国防、消费电子、商业活动、科学实验和家庭生活等领域的自动化和信息化进程，这些为嵌入式技术的大规模发展提供了强大的产业支撑。嵌入式技术正是在这些领域的产业需求下产生并一步步壮大的。1.1.1　嵌入式系统发展历程嵌入式系统从21世纪开始大规模发展起来，但这个概念在上世纪就已经出现。从20世纪70年代单片机的出现到目前各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了30多年的发展历史。嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。20世纪70年代单片机的出现，使得汽车、家电、工业机器人、通信装置以及成千上万种产品可以通过内嵌电子装置来获得更佳的使用性能：更容易使用、更快、更便宜。当时只是使用8位的芯片，执行一些简单的程序指令，不过这些装置已经初步具备了嵌入式的应用特点。Intel公司于1971年开发出第一片具有4位总线结构的微处理器4004，当时主要用于电子玩具、家用电器，电子控制及简单的计算工具，可以说是嵌入式系统的萌芽阶段。1976年Intel公司推出功能相对较完备的单片机8048。Motorola同时推出了68HC05，Zilog公司推出了Z80系列。在80年代初，Intel又进一步完善了8048，在它的基础上研制成功了8051，这在单片机的历史上是值得纪念的一页。目前，51系列的单片机仍然在市场上占有很大的比例，在各种产品中有着非常广泛的应用。

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《ARM嵌入式系统结构与编程》特点：对嵌入式底层硬件知识进行精心规划，以大量的实例说明技术难点，图表并用.循序渐进、深入浅出。以“ARM体系结构-指令系统-汇编程序设计-汇编与C混合编程-硬件下编程”为主线。 支持ARM开发工具和GNU ARM两种开发环境，给出基于ARM7／ARM9的典型微控制器S3C44BO／S3C2410经典开发实例。并配有详尽的注解。适合嵌入式系统初学者低起点、高效率地学习理论，深入实践，快速掌握嵌入式系统底层开发知识。

用户评论 (总计47条)

•   前8章已看完，确实是一本学习ARM技术的好书。不仅对ARM体系结构与指令流水线进行了详细的介绍，而且列举了大量的例子进行验证练习。每一章都很具体，学习过程中，觉得每天都有进步。
•   内容很充实，具体，使只看过单片机的人就能上手，实例写得也很具体，并从网下载了书的课件和实例源代码，刚刚看完。打算进一步学习嵌入式Linux。
•   对应 嵌入式微处理器结构 课程
•   不错，不错　我们正在学习这本教材
•   本书适合考试
•   整体还不错，主要是指书的质量和发货的速度，是我们要使用的教材，还没开始上课，所以关于书的内容暂时无建设性的意见~~~如果以后要买的话，还是会选择当当，值得信赖~~
•   不错，挺详细，重要的是有好多部分是讲2410的，可以当成数据手册用。发货过来一看，封皮变了，难道不是一本？打开目录和图书馆借来的书一看《好嘛~一样的~新印刷的，但是许多小错误和连接不上的地方还是没有改正，但总体上讲挺好，要不咱也不会买不是？
•   内容很丰富,很好
•   质量不错，真的很好，对我有很大帮助！！！！1
•   刚开始看，感觉还不错，比较全面
•   买了就看了一下，质量不错
•   上课用的 挺好
•   东西很不错，只是下雨，慢了点，不过理解。
•   发货挺快的，送货也很给力，服务态度也挺好！！！
•   刚收到，上课可以用
•   很不错的一本介绍ARM硬件结构的书
•   学嵌入式的好帮手！
•   对于有汇编需求的人比如我来说是本不错的书
•   各方面都挺好的，内容很详实。
•   内容与所学完全符合
•   感觉一般，没怎么仔细看
•   快递服务很好，书本的质量也不错
•   课程课本 没好好看 不做评价 不过书质量很好
•   包装太简陋了 我买了四本 结果最下面的那本都被磨坏了很大一块 ……
•   我是为了更好的了解ARM才选择这个呢，但是貌似不是清华人出的书，虽然是清华出版社，对于指令的学习，有个教程就行了，我是从单片机走过的所有有一个参考就行了，主要是芯片手册的
•   本书有很多小错误，ARM指令很多类似的地方被作者拷贝的一模一样
•   选修课也没怎么好好看，能力有限，建议初学者选择更简单一点的。
•   本人学习起来有点吃力
•   一般般的书 课本 老师要求买的 简单的知识 不是很深入
•   思路的话没有新颖的，不过我也就是参考参考，够了
•   粗略看了下前6章，已经发现好几处勘误，内容衔接也不恰当。出书特别是技术书刊应当本着受益与人的态度，而不是胡乱拼凑。希望作者及出版方慎重对待之！
•   对于学习毫无帮助，当资料书又内容太少还不如上网查
•   以前零零散散看过ARM教程，但没系统学，看了近四章了，觉得这本书很系统，也很详细。
•   很实用，讲解详细，通俗易懂
•   一本很不错的书,讲得很全面,也很透彻。
•   快看完了，很受用！这本书送来时，封面变了，我还以为送错了。
•   好多涉及硬件的，在网上都找不到，这本书里面都有~~·
•   嵌入式没有实物作为基础，一切都是扯蛋。
•   如果一开始就去看杜春雷的《ARM体系结构与编程》感觉挺枯燥的，这本书对于初学者倒是挺不错的选择，里面把ARM的体系结构与比较详细的说明了一下，具体到很深入的话，感觉还是要看杜春雷的那本。
•   这本书对初学者来说还是不错的，缺点就是说没有将ARM的硬件结构讲的非常清楚……
•   很多都看不懂，貌似是给有基础的人看的
•   正在学习中，书还没怎么看
•   物流很快，书也不错。不过要多看一点才能了解书中内容的格式。
•   做为入门学习，还不错啦。虽然有个别的勘误。不过，有其他方面的内容仍然需要补充，例如：MMU，Cache等。
•   仔细看了一多半了，后面的也翻了翻，前面讲ARM技术，后面讲基于ARM的电路设计与原理。前面写的堪称是经典之作，在图书馆里查过很多书，这本书写的最好。听说后面的电路设计需要一定的电路基础才能看懂，我还没来得及仔细看。在前的的学习过程中，觉得作收获很大，佩服作者的写作思路。总体来说，内容比较充实，实例也很具体，可以配合这本书的实例源程序，边学边练，是一本学习ARM... 阅读更多
•   讲解得特别详细，每个细节都分析了，是一本学习ARM的好书，从学习嵌入式开始，觉得每天的收获都很大，到了第8章后觉得明显难了，打算有时间再补一下电路知识。
•   书刚到两天，还没有看完，看了两章，大体上也看了一下，总起来说还行，不过有些地方有错误，希望作者出书时能好好把关……