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第1章 绪论1

1.1 嵌入式系统的概念1

1.2 嵌入式系统的分类2

1.3 嵌入式系统的组成2

1.4 嵌入式系统设计流程4

1.5 嵌入式技术的发展趋势5

习题与思考题8

第2章 嵌入式处理器与ARM体系结构2.1 嵌入式处理器及其体系结构9

2.1.1 冯·诺依曼和哈佛体系结构9

2.1.2 CISC与RISC体系结构10

2.2 PowerPC处理器11

2.2.1 PowerPC体系结构11

2.2.2 飞思卡尔公司的PowerQUICC处理器12

2.2.3 IBM的PowerPC4xx12

2.3 MIPS处理器13

2.4 ARM处理器14

2.5 ARM体系结构一些重要概念16

2.5.1 处理器工作状态16

2.5.2 处理器模式17

2.5.3 ARM寄存器17

2.5.4 异常20

2.6 XScale体系结构22

2.6.1 XScale超级流水线23

2.6.2 协处理器24

2.6.3 无线MMX指令单元24

2.6.4 内存管理25

2.6.5 指令高速缓存25

2.6.6 数据高速缓存26

2.6.7 转移目标缓冲器BTB26

2.6.8 写缓冲器27

2.6.9 性能监视27

2.6.10 电源管理27

2.6.11 调试27

2.7 PXA系列处理器28

2.7.1 PXA255处理器28

2.7.2 PXA27x处理器30

本章小结32

习题与思考题32

第3章 嵌入式系统软件基础3.1 嵌入式程序中常见的C语言现象33

3.1.1 宏定义33

3.1.2 volatile关键字35

3.1.3 static关键字37

3.2 链表及其在Linux中的实现38

3.2.1 链表简介38

3.2.2 Linux链表的定义39

3.2.3 Linux链表操作接口40

3.3 什么是操作系统43

3.4 操作系统发展过程43

3.5 嵌入式操作系统46

3.5.1 嵌入式操作系统的演化及其发展趋势46

3.5.2 常见的嵌入式操作系统47

3.5.3 嵌入式操作系统的选择50

3.6 操作系统的功能52

3.6.1 进程管理52

3.6.2 存储器管理55

3.6.3 设备管理59

3.6.4 文件管理60

本章小结60

习题与思考题61

第4章 Linux概述62

4.1 Linux的历史62

4.2 Linux常见发行版简介63

4.3 Linux操作系统构成64

4.3.1 总体结构64

4.3.2 Linux内核64

4.3.3 根文件系统目录树结构65

4.3.4 Shell简介67

4.3.5 Linux的文件68

4.4 Linux基本操作68

4.4.1 Linux命令的使用68

4.4.2 vi编辑器的使用86

4.4.3 Linux的配置与管理相关命令87

4.5 嵌入式Linux简介88

4.5.1 自制嵌入式Linux89

4.5.2 商业版嵌入式Linux89

4.5.3 NMT RT-Linux简介90

4.5.4 RTAI简介90

4.5.5 μClinux简介91

本章小结92

习题与思考题93

第5章 Linux程序开发简介5.1 GNU Compiler Collection简介94

5.1.1 用GCC编译简单程序95

5.1.2 GCC使用简介95

5.2 GNU make与Makefile编写98

5.2.1 Makefile的编写99

5.2.2 Makefile的处理过程100

5.2.3 Makefile的变量100

5.2.4 PHONY目标102

5.2.5 利用隐含规则简化Makefile103

5.2.6 make的命令行参数104

5.2.7 Makefile示例104

5.3 autoconf和automake简介105

5.3.1 使用前的准备106

5.3.2 自动生成Makefile的方法107

5.3.3 Makefile.am的编写109

5.3.4 自动处理复杂软件包110

5.4 GDB/Insight调试器的使用112

5.4.1 GDB调试工具简介112

5.4.2 GDB图形前端Insight简介123

5.5 Linux下集成开发工具的使用130

5.5.1 Eclipse130

5.5.2 KDevelop134

本章小结137

习题与思考题138

第6章 嵌入式Linux开发入门6.1 嵌入式系统的开发模式139

6.2 嵌入式Linux系统的开发流程140

6.3 嵌入式Linux的构造141

6.3.1 开发环境的安装141

6.3.2 内核裁剪与编译142

6.3.3 Busybox与根文件系统的构造148

6.4 在开发板上运行嵌入式Linux155

6.4.1 Linux下的串口终端仿真程序minicom简介155

6.4.2 Bootloader简介158

6.4.3 U-boot烧写与使用159

6.4.4 用U-boot启动嵌入式Linux163

6.5 嵌入式硬件仿真环境SkyEye171

6.5.1 SkyEye编译安装171

6.5.2 在SkyEye中运行嵌入式Linux173

6.5.3 利用SkyEye调试Linux内核177

本章小结181

习题与思考题181

第7章 嵌入式Linux接口与应用开发7.1 嵌入式应用程序开发调试182

7.1.1 将应用程序加入嵌入式Linux系统182

7.1.2 应用程序的移植183

7.1.3 通过NFS调试嵌入式应用185

7.1.4 通过Cross-gdb调试程序188

7.2 嵌入式Web控制接口与应用191

7.2.1 嵌入式Web服务器的移植192

7.2.2 嵌入式系统Web控制接口的设计193

7.3 串口编程与GSM短信收发195

7.3.1 RS-232C串行接口标准195

7.3.2 RS-232串行接口通信连接方式197

7.3.3 RS-232串行接口编程197

7.3.4 SMS短信与AT命令201

7.3.5 SMS短信与PDU202

7.3.6 GSM短信收发实例207

7.4 USB接口与应用211

7.4.1 机械和电气标准212

7.4.2 USB总线拓朴结构213

7.4.3 USB存储设备在嵌入式系统中的应用214

7.4.4 USB摄像头的使用与编程217

7.5 I2C总线接口与应用222

7.5.1 I2C总线原理与基本操作222

7.5.2 Linux下I2C总线的操作224

7.5.3 利用Linux的I2C字符设备文件接口读写X1227时钟芯片227

7.6 音频接口编程229

7.6.1 ALSA简介229

7.6.2 ALSA内核配置与软件安装230

7.6.3 ALSA API接口简介231

7.6.4 ALSA录音回放231

本章小结235

习题与思考题235

第8章 嵌入式图形用户界面8.1 常见的嵌入式图形用户界面236

8.2 帧缓冲图形设备驱动接口237

8.2.1 帧缓冲237

8.2.2 帧缓冲编程原理239

8.2.3 利用帧缓冲显示图像241

8.3 Qt/Embedded和Qtopia移植244

8.3.1 Qt/Embedded与Qtopia简介244

8.3.2 Qtopia移植245

8.4 OPIE移植254

8.4.1 准备工作255

8.4.2 OPIE的移植256

8.4.3 OPIE的交叉编译与运行258

8.5 Qtopia与OPIE应用程序设计260

8.5.1 基于Qt/Embedded的应用程序设计260

8.5.2 在Qtopia与OPIE桌面添加应用程序264

8.6 Qt/Embedded应用软件的国际化和中文化265

8.6.1 Qt/Embedded应用程序的I18N支持与中文化265

8.6.2 Qtopia和OPIE的中文化267

本章小结268

习题与思考题268

第9章 嵌入式Linux网络应用开发9.1 TCP/IP和Linux网络简介269

9.2 Linux套接字编程接口介绍271

9.3 基于IPv4协议Socket编程273

9.3.1 基于TCP的Socket编程273

9.3.2 基于TCP Socket的应用实例——猜数字游戏276

9.3.3 基于UDP的Socket编程279

9.3.4 基于UDP Socket的应用实例——服务查询281

9.4 IPv6网络应用程序开发284

9.4.1 IPv6简介284

9.4.2 IPv4程序移植到IPv6的方法286

9.5 IPv4到IPv6程序移植实例291

9.5.1 基于TCP Socket的猜数字游戏程序移植291

9.5.2 基于UDP Socket的服务查询程序移植294

本章小结300

习题与思考题300

附录 基于μClinux的嵌入式开发301

参考文献313