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第1章 嵌入式系统基础1

1.1嵌入式系统1

1.1.1嵌入式系统的概念1

1.1.2嵌入式系统的组成3

1.1.3嵌入式系统的发展5

1.1.4嵌入式系统的应用前景8

1.2嵌入式处理器11

1.2.1嵌入式微控制器（EMCU）11

1.2.2嵌入式微处理器（EMPU）12

1.2.3嵌入式数字信号处理器（EDSP）13

1.2.4嵌入式片上系统（ESOC）13

1.3嵌入式操作系统13

1.3.1 Linux15

1.3.2 VxWorks15

1.3.3 WinCE16

1.3.4μC/OS-Ⅱ16

1.3.5 eCOS17

1.3.6 Android17

1.3.7 iOS18

1.3.8 WP和Windows RT18

1.4嵌入式系统设计18

1.4.1嵌入式系统开发流程18

1.4.2嵌入式系统开发方法19

思考与练习20

第2章 Linux基础22

2.1 Linux简介22

2.1.1 Linux的历史23

2.1.2 Linux特点23

2.1.3 Linux与Windows25

2.1.4 Linux的主要组成部分27

2.1.5 Linux的种类和特性30

2.2图形操作界面33

2.2.1 Linux与图形界面34

2.2.2 KDE35

2.2.3 GNOME37

2.2.4 GNOME与KDE发展趋势38

2.3Linux的基本命令行操作39

2.3.1目录操作40

2.3.2文件操作46

2.3.3压缩、解压与打包50

2.3.4磁盘管理51

2.3.5用户系统53

2.3.6网络管理55

2.4 Linux内核58

思考与练习59

第3章 ARM体系架构60

3.1 ARM微处理器简介60

3.1.1 ARM微处理器的发展60

3.1.2 ARM微处理器的特点和应用61

3.2 ARM微处理器系列62

3.2.1 Classic（传统）系列62

3.2.2 Cortex-M系列63

3.2.3 Cortex-R系列63

3.2.4 Cortex-A系列64

3.2.5 Cortex-A50系列65

3.3 ARM编程模型65

3.3.1 ARM硬件架构65

3.3.2 ARM微处理器模式66

3.3.3 ARM寄存器67

3.3.4异常处理68

3.3.5 ARM的存储器组织72

3.4ARM指令系统74

3.4.1 ARM指令格式74

3.4.2 ARM指令的寻址方式75

3.4.3 ARM最常用指令和条件后缀77

3.5 ARM微处理器的应用选型79

思考与练习80

第4章 嵌入式编程82

4.1 ARM汇编语言程序设计82

4.1.1 ARM汇编语言中的程序结构82

4.1.2 ARM汇编语言的语句格式83

4.1.3基于Linux下GCC的汇编语言程序结构84

4.1.4基于Windows下ADS的汇编语言程序结构85

4.1.5 ARM汇编器所支持的伪指令86

4.2 ARM汇编与C语言编程90

4.2.1基本的ATPCS规则91

4.2.2 C语言中内嵌汇编代码93

4.2.3从汇编程序中访问C程序变量94

4.2.4在汇编代码中调用C函数95

4.2.5在C语言代码中调用汇编函数98

4.3基于Linux的C语言编程99

4.3.1 C语言编程概述99

4.3.2 Linux下的C开发工具99

4.3.3 vim编辑器100

4.3.4gedit编辑器106

4.3.5编译器gcc107

4.3.6调试器gdb111

4.3.7项目管理器make114

思考与练习117

第5章 软硬件开发环境119

5.1硬件环境119

5.1.1主机硬件环境119

5.1.2目标板硬件环境120

5.2 Windows软件环境122

5.2.1超级终端的设置122

5.2.2 DNW的设置123

5.2.3设置GIVEIO驱动126

5.3 Linux软件环境128

5.3.1 Linux系统的VMware安装129

5.3.2 Windows与Ubuntu双系统安装135

5.3.3 Linux网络服务配置137

5.3.4配置NFS服务138

5.3.5配置FTP服务140

5.4刻录镜像文件141

5.4.1刻录工具142

5.4.2使用方法142

思考与练习143

第6章 交叉编译工具145

6.1工具链软件145

6.1.1工具链组成145

6.1.2构建工具链146

6.2分步构建交叉编译链147

6.2.1准备工具147

6.2.2基本过程147

6.2.3详细步骤148

6.3用Crosstool工具构建交叉工具链155

6.3.1准备工具155

6.3.2 基本过程155

6.3.3详细步骤156

6.4使用现成的交叉工具159

思考与练习160

第7章 Bootloader详解及移植162

7.1嵌入式Bootloader简介162

7.1.1 Bootloader功能162

7.1.2基于Bootloader软件架构163

7.1.3 Bootloader的操作模式164

7.1.4 Bootloader的依赖性164

7.1.5 Bootloader的启动方式164

7.1.6 Bootloader启动流程167

7.1.7各种Bootloader168

7.2 Vivi169

7.2.1 Vivi简介169

7.2.2 Vivi体系架构169

7.2.3 Vivi的运行过程分析170

7.2.4 Vivi的配置与编译183

7.2.5 Vivi命令185

7.3 Bootloader程序的调试和刻录187

思考与练习188

第8章 定制内核移植189

8.1 Linux内核源码组织189

8.2内核基本配置191

8.2.1内核配置系统191

8.2.2Makefile192

8.2.3具体的配置操作197

8.2.4添加自己的代码201

8.3内核定制204

8.3.1获取源码204

8.3.2移植过程205

8.4内核裁剪212

8.4.1取消虚拟内存的支持212

8.4.2取消多余的调度器212

8.4.3取消对旧版本二进制执行文件的支持213

8.4.4取消不必要的设备的支持213

8.4.5取消不需要的文件系统的支持214

思考与练习214

第9章 嵌入式Linux文件系统216

9.1嵌入式Linux的文件系统216

9.1.1文件系统结构216

9.1.2文件系统特性217

9.1.3系统存储设备及其管理机制218

9.1.4基于Flash闪存的文件系统219

9.1.5基于RAM的文件系统221

9.1.6网络文件系统222

9.2根文件系统及其定制223

9.2.1根文件系统架构223

9.2.2定制工具Busybox225

9.2.3库文件构建233

9.2.4设备文件的构建235

9.2.5根文件系统初始化236

9.3文件系统的制作239

9.3.1根文件系统的制作239

9.3.2NFS文件系统的制作245

9.3.3 Cramfs文件系统的制作247

9.3.4 Yaffs文件系统的制作249

9.3.5 Ramdisk文件系统的制作250

思考与练习253

第10章 嵌入式Linux驱动程序开发基础255

10.1嵌入式Linux驱动程序概述255

10.1.1 Linux驱动程序工作原理255

10.1.2 Linux驱动程序功能257

10.2设备驱动程序的基础知识257

10.2.1 Linux的设备管理机制257

10.2.2驱动层次结构261

10.2.3设备驱动程序与外界的接口262

10.2.4设备驱动程序的特点262

10.2.5驱动程序开发流程263

10.3模块编程263

10.3.1模块与内核263

10.3.2建立模块文件264

10.3.3编写makefile265

10.3.4模块加载266

10.3.5模块的其他信息267

10.3.6模块参数267

10.4字符设备驱动程序268

10.4.1相关的数据结构268

10.4.2字符设备驱动程序开发流程274

10.4.3字符设备驱动程序扩展操作283

10.5网络设备驱动程序285

10.5.1基本概念285

10.5.2网络数据包处理流程290

思考与练习292

第11章 嵌入式Linux图形设计294

11.1嵌入式GUI294

11.1.1嵌入式GUI简介294

11.1.2嵌入式GUI需求295

11.1.3嵌入式GUI组成296

11.1.4Qt/Embedded297

11.1.5 MiniGUI298

11.1.6 MicroWindows300

11.1.7 OpenGUI302

11.1.8 Tiny-X302

11.1.9各种GUI比较303

11.2 Qt/Embedded开发入门303

11.2.1 Qt/Embedded简介303

11.2.2Qt/Embedded架构304

11.2.3 Qt的开发环境306

11.2.4 Qt的支撑工具及组件307

11.2.5 Qt/Embedded对象模型307

11.2.6信号与插槽机制309

11.2.7 Qt/Embedded常用的类312

11.3安装Qt/Embedded314

11.3.1配置314

11.3.2编译315

11.3.3测试315

11.4 Qt设计实例——密码验证程序315

11.4.1快速安装QDevelop和Qt Designer316

11.4.2界面设计317

11.4.3信号与槽319

11.4.4添加代码320

11.4.5编译323

11.4.6程序测试324

11.4.7移植324

思考与练习325

第12章 嵌入式视频监视系统开发实例327

12.1系统设计背景327

12.2系统总体设计328

12.2.1系统总体设计思路328

12.2.2系统的设计要求及特点328

12.2.3系统总体架构设计328

12.3系统详细设计330

12.3.1系统的硬件设计与调试330

12.3.2系统的软件设计与调试333

12.3.3 USB数据输入驱动程序移植341

12.3.4 USB摄像头数据输入驱动程序测试342

12.3.5嵌入式网络视频服务器的设计343

12.3.6 Video4Linux程序设计344

12.4系统测试345

12.4.1准备工作345

12.4.2测试方法346

12.4.3测试结果346