《電子信息科學與工程類專業規劃教材:微處理器系統結構與嵌入式系統設計(第2版)》介紹了:微處理器系統的層次結構、組成原理、軟硬件系統設計的基礎及要點,深入討論了微處理器、指令系統、接口電路與總線等主要功能部件的核心設計技術。《電子信息科學與工程類專業規劃教材:微處理器系統結構與嵌入式系統設計(第2版)》重點剖析了ARM微處理器的IP核及其軟硬件系統的結構及組成,從邏輯電路和ARM核的設計層次,介紹了控制器和數據通路等主要功能部件的工作原理和內部結構。《電子信息科學與工程類專業規劃教材:微處理器系統結構與嵌入式系統設計(第2版)》揭示了微處理器系統中軟件指令和硬件電路之間的接口及綜合設計技術,講解了如何寫出直接與底層硬件交互的高效代碼。最后討論了嵌入式系統的軟硬件協同設計及基于ARM核的SoC設計技術。
讀者對象:《電子信息科學與工程類專業規劃教材:微處理器系統結構與嵌入式系統設計(第2版)》可作為高校通信工程、電子工程、自動控制及集成電路等相關專業本科生的微機原理、嵌入式系統、計算機系統設計等課程的教材,對相關研發人員也頗有裨益。
《電子信息科學與工程類專業規劃教材:微處理器系統結構與嵌入式系統設計(第2版)》介紹了基于ARM核的嵌入式微處理器系統的體系結構、組成原理、工程設計方法和核心設計技術。全書首先講述微處理器系統的組成、系統結構的基本概念和原理;然后從邏輯電路、IP核設計的層次。對微處理器的體系結構、指令系統設計的核心技術進行深入研討.揭示了微處理器系統中軟件指令和硬件電路之間的接口聯系、工程設計方法與流程。書中討論了基于ARM微處理器IP核的微處理器軟硬件系統的結構及組成,以提高讀者編寫與底層硬件交互的高效代碼的工程設計能力和素質。并著重探討了嵌入式操作系統的系統結構、操作系統移植、引導和加載等關鍵技術;書中還討論了嵌入式系統的軟硬件協同設計及基于ARM核的SOC設計技術。
第1章 概述
1.1 計算機發展概述
1.1.1 電子計算機發展概述
1.1.2 普適計算與泛在通信
1.2 集成電路與soc設計
1.2.1 集成電路技術的發展
1.2.2 基于ip的soc設計
1.3 先進的處理器技術
1.3.1 片上多核處理器
1.3.2 流處理器
1.3.3 pim
1.3.4 可重構計算處理器
1.4 嵌入式系統
1.4.1 嵌入式系統的概念
1.4.2 嵌入式系統的特點
1.4.3 嵌入式系統中的處理器
1.4.4 嵌入式系統的組成
1.4.5 嵌入式系統的發展現狀與趨勢
1.4.6 學習嵌入式系統的意義
參考文獻
習題
第2章 計算機系統的結構組成與工作原理
2.1 計算機系統的基本結構與組成
2.1.1 計算機系統的層次模型
2.1.2 計算機系統的結構、組織與實現
2.2 計算機系統的工作原理
2.2.1 馮諾依曼計算機架構
2.2.2 模型機系統結構
2.2.3 模型機指令集
2.2.4 模型機工作流程
2.3 微處理器體系結構的改進
2.3.1 馮諾依曼結構的改進
2.3.2 并行技術的發展
2.3.3 流水線結構
2.3.4 超標量與超長指令字結構
2.3.5 多機與多核結構
2.4 計算機體系結構分類
2.5 計算機性能評測
2.5.1 字長
2.5.2 存儲容量
2.5.3 運算速度
參考文獻
習題
第3章 微處理器體系結構及關鍵技術
3.1 微處理器體系結構及功能模塊簡介
3.1.1 處理器的主要功能及部件
3.1.2 處理器的基本功能結構
3.1.3 一個簡化的處理器模型結構示例
3.2 處理器設計
3.2.1 處理器的設計步驟
3.2.2 控制器的操作與功能
3.2.3 隨機邏輯控制器設計
3.2.4 微程序
3.2.5 寄存器組設計
3.3 指令系統設計
3.3.1 機器指令的組成
3.3.2 指令格式
3.3.3 指令類型
3.3.4 尋址方式
3.3.5 指令系統設計要點
3.4 指令流水線技術
3.4.1 流水線技術的特點
3.4.2 流水線操作的詳細說明
3.4.3 流水線的局限性
3.4.4 指令流水線設計
3.5 典型微處理體系結構簡介
3.5.1 arm體系結構簡介
3.5.2 intel x86體系結構簡介
參考文獻
習題
第4章 總線技術與總線標準
4.1 總線技術
4.1.1 總線技術概述
4.1.2 總線仲裁
4.1.3 總線操作與時序
4.2 總線標準
4.2.1 片內amba總線
4.2.2 pci系統總線
4.2.3 異步串行通信總線
參考文獻
習題
第5章 存儲器系統
5.1 存儲器件的分類
5.1.1 按存儲介質分類
5.1.2 按讀寫策略分類
5.2 半導體存儲芯片的基本結構與性能指標
5.2.1 隨機存取存儲器
5.2.2 只讀存儲器
5.2.3 存儲器芯片的性能指標
5.3 存儲系統的層次結構
5.3.1 存儲系統的分層管理
5.3.2 虛擬存儲器與地址映射
5.3.3 現代計算機的多層次存儲體系
5.4 主存儲器設計技術
5.4.1 存儲芯片選型
5.4.2 存儲芯片的組織形式
5.4.3 地址譯碼技術
5.4.4 存儲器接口設計
參考文獻
習題
第6章 輸入/輸出接口
6.1 輸入/輸出接口基礎
6.1.1 輸入/輸出接口的功能與結構
6.1.2 輸入/輸出端口編址
6.2 接口地址譯碼
6.3 接口信息傳輸方式
6.3.1 程序查詢傳輸方式
6.3.2 程序中斷傳輸方式
6.3.3 直接存儲器訪問
6.3.4 通道方式
6.4 并行接口
6.4.1 無握手信號的并行接口
6.4.2 帶握手信號的并行接口
6.4.3 可編程并行接口
6.5 串行接口
6.5.1 同步串行接口
6.5.2 異步串行接口
參考文獻
習題
第7章 arm微處理器編程模型
7.1 arm內核體系結構
7.1.1 arm體系結構版本
7.1.2 arm內核簡介
7.2 arm編程模型
7.2.1 處理器工作狀態
7.2.2 處理器運行模式
7.2.3 寄存器組織
7.2.4 數據類型和存儲格式
7.2.5 異常
參考文獻
習題
第8章 arm匯編指令
8.1 arm指令格式
8.1.1 arm指令的一般編碼格式
8.1.2 arm指令的條件域
8.1.3 指令的第二源操作數
8.2 arm尋址方式
8.2.1 立即尋址
8.2.2 寄存器直接尋址
8.2.3 寄存器移位尋址
8.2.4 寄存器間接尋址
8.2.5 基址變址尋址
8.2.6 多寄存器直接尋址
8.2.7 相對尋址
8.2.8 堆棧尋址
8.3 arm指令集
8.3.1 數據處理指令
8.3.2 轉移指令
8.3.3 程序狀態寄存器訪問指令
8.3.4 加載/存儲指令
8.3.5 異常產生指令
8.3.6 偽指令
參考文獻
習題
第9章 arm程序設計
9.1 arm程序開發環境
9.1.1 常用arm程序開發環境簡介
9.1.2 rvds開發環境簡介
9.2 匯編語言偽指令
9.2.1 符號定義偽指令
9.2.2 數據定義偽指令
9.2.3 匯編控制偽指令
9.2.4 其他常用偽指令
9.2.5 匯編語言中常用的符號
9.2.6 常用運算符和表達式
9.3 arm匯編語言程序設計
9.3.1 arm匯編語言程序結構
9.3.2 arm匯編程序設計實例
9.4 arm匯編語言與c/c++的混合編程
9.4.1 c語言與匯編語言之間的函數調用
9.4.2 c/c++語言和匯編語言的混合編程
參考文獻
習題
第10章 基于arm微處理器的硬件系統設計
10.1 基于arm微處理器的系統設計概述
10.2 s3c2440a微處理器
10.2.1 s3c2440a微處理器簡介
10.2.2 s3c2440a內部結構及主要特性
10.2.3 s3c2440a外部引腳
10.3 arm微處理器最小硬件系統
10.3.1 電源模塊
10.3.2 時鐘模塊
10.3.3 復位模塊
10.3.4 jtag調試接口模塊
10.3.5 外部存儲器模塊
10.4 人機交互接口
10.4.1 鍵盤與led接口
10.4.2 lcd顯示接口
10.4.3 觸摸屏接口
10.5 通信接口
10.5.1 串行通信接口
10.5.2 其他通信接口
參考文獻
習題
第11章 基于arm微處理器的軟件系統設計
11.1 嵌入式軟件系統結構及工作流程
11.1.1 嵌入式軟件系統結構
11.1.2 嵌入式軟件系統工作流程
11.2 嵌入式軟件系統的引導和加載
11.2.1 bootloader程序的基本概念
11.2.2 u-boot的分析與移植
11.3 嵌入式linux內核的移植
11.3.1 linux內核的結構
11.3.2 內核的配置與裁減
11.3.3 內核的編譯
11.3.4 linux內核配置編譯實例
11.4 linux下驅動程序設計示例
參考文獻
習題
第12章 基于arm微處理器核的soc設計
12.1 概述
12.2 soc設計
12.2.1 soc的典型結構
12.2.2 soc設計中的關鍵技術
12.3 soc的片上總線
12.3.1 片上總線的特點
12.3.2 soc中常用的總線標準
12.4 soc系統的設計流程
12.4.1 soc系統芯片的系統級設計
12.4.2 系統芯片的設計流程
12.5 基于arm內核的soc系統設計
12.5.1 常用arm cpu內核所使用的總線接口
12.5.2 基于arm的soc結構
12.5.3 基于arm內核的soc系統應用設計舉例
參考文獻
習題
附錄a ascii碼表
附錄b arm實驗系統簡介
附錄c at91sam9263引腳排列及信號名稱表
附錄d s3c2440a引腳排列及信號名稱表
附錄e mx21引腳排列及信號名稱表
附錄f arm指令速查表及符號含義
附錄g linux常用命令表