《嵌入式系統(tǒng)原理及技術(shù)》共八章，第一章介紹嵌入式系統(tǒng)的基本概念。第二到第四章闡述嵌入式系統(tǒng)的硬件構(gòu)成。第五、六章講述嵌入式操作系統(tǒng)和軟件開發(fā)平臺。第七章介紹嵌入式控制系統(tǒng)基礎(chǔ)，包括控制系統(tǒng)原理、常見控制算法、嵌入式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等。第八章介紹嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，結(jié)合實例介紹控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、系統(tǒng)測試等。
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1971年，Intel公司推出了有史以來的第一個微處理器4004．，嵌入式系統(tǒng)的概念也隨之出現(xiàn)。而近幾年網(wǎng)絡(luò)、通信、多媒體技術(shù)的發(fā)展為嵌入式系統(tǒng)應用開辟了廣闊的天地，使嵌入式系統(tǒng)成為繼PC和IntelⅡet之后信息技術(shù)界新的技術(shù)熱點，嵌入式系統(tǒng)可以稱為后PC時代和后網(wǎng)絡(luò)時代的新秀。與傳統(tǒng)的通用計算機、數(shù)字產(chǎn)品相比，嵌入式系統(tǒng)使用了嵌入式技術(shù)的產(chǎn)品，在體積、功耗、性能和可靠性方面都有其自身的特點。
以信息家電為代表的互聯(lián)網(wǎng)時代嵌入式產(chǎn)品為嵌入式市場展現(xiàn)了美好的前景，同時也對嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，特別是軟件技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，這主要包括支持日益更新的功能、靈活的網(wǎng)絡(luò)連接、輕便的移動應用和多媒體信息處理等。到目前為止，商業(yè)化嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展主要受用產(chǎn)對嵌入式系統(tǒng)的功能需求、硬件資源以及操作系統(tǒng)自身靈活性的制約。
為了滿足嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展需要，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)者必須掌握嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件相關(guān)基礎(chǔ)知識，并有針對性地突破開發(fā)中可能遇到的技術(shù)難點。針對這種情況，本書從嵌入式系統(tǒng)所涉及的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)入手，從硬件體系結(jié)構(gòu)和軟件開發(fā)平臺兩方面分別進行闡述。其中第1—4章主要介紹硬件體系結(jié)構(gòu)，包括嵌入式ARM處理器的體系架構(gòu)和基本組成，三星$3C'，2440A中斷源構(gòu)成、中斷寄存器以及中斷控制處理，嵌入式總線接口的基本規(guī)范和應用要點。軟件開發(fā)基礎(chǔ)部分由第5—7章組成，包括嵌入式操作系統(tǒng)的實時改造、嵌入式軟件開發(fā)平臺和開發(fā)工具以及嵌入式Linux驅(qū)動開發(fā)。
本書具有以下特色：①系統(tǒng)性強，內(nèi)容全面，結(jié)合編者多年的教學經(jīng)驗，重點描述讀者在學習過程中的關(guān)注點和基礎(chǔ)點，從整體上把握嵌入式系統(tǒng)的概念和基礎(chǔ)知識：②專注實際開發(fā)中的一些關(guān)鍵技術(shù)，如嵌入式總線接口，對目前流行的IC總線、工JSB總線和CAN總線的基本規(guī)范和應用要點都進行了詳細說明；⑧內(nèi)容深入，對關(guān)鍵點、重點內(nèi)容進行描述，如嵌入式系統(tǒng)的中斷處理，從原理到結(jié)構(gòu)再到實現(xiàn)都一一展現(xiàn)。
本書的第1—4章由楊峰編寫，第5—7章由王磊編寫，最后由楊峰進行統(tǒng)稿。本書出版得到了電子科技大學“十二五”規(guī)劃教材建設(shè)項目的資助，在此表示感謝。
由于嵌入式系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展很快，加之作者水平有限，本書難免存在疏漏和不足之處，敬請讀者批評指正。
編者
2013年5月于清水河
第2章 嵌入式處理器
ARM處理器具有高性能、低功耗、低價格等優(yōu)勢，同時擁有豐富的可選擇芯片、廣泛的第三方支持以及完整的產(chǎn)品線和發(fā)展規(guī)劃，因此得到了廣泛應用。本章將闡述AIM處理器的體系架構(gòu)和基本組成，同時結(jié)合三星$3C2440A微處理器進行擴展。
2．1 ARM處理器
2．1．1 ARM體系架構(gòu)
處理器的體系結(jié)構(gòu)定義了指令集體系結(jié)構(gòu)（instruction set architecture，ISA）和基于這一體系結(jié)構(gòu)下處理器的程序員模型，盡管每個處理器性能不同，所面向的應用不同，但每個處理器的實現(xiàn)都要遵循這一體系結(jié)構(gòu)。刪體系結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了30年的發(fā)展，其指令集從Vl發(fā)展到V7，真正大規(guī)模實用的版本從V4開始。
1．V1版架構(gòu)
ARM體系結(jié)構(gòu)V1版描述的是第一個ARM處理器，由英國的Acorn Computer公司在1983一1985年開發(fā)，并由合作伙伴VLSI公司生產(chǎn)。第一批ARM芯片具有基本的數(shù)據(jù)處理指令，字節(jié)、半字和字的Load／Store指令，包括子程序調(diào)用及鏈接指令的轉(zhuǎn)移指令、軟件中斷指令，尋址空間為26位，不支持乘法或協(xié)處理器。由于刪處理器主要的客戶BBC Archimedes計算機被采用Intel．X86架構(gòu)的IBM PC擊敗，所以這種芯片很少被制造，但使AI（M成為了全球第一個商用單片RIS（：微處理器。
2．V2版架構(gòu)
ARM2芯片在Acom的Archimedes和A3000產(chǎn)品中批量銷售，具有32位數(shù)據(jù)總線、26位尋址空間和27今32位寄存器，程序計數(shù)器限制為24bit，支持32位結(jié)果的乘法指令和協(xié)處理器，支持快速中斷模式，不包含任何高速緩存。ARM2可能是全世界最簡單實用的32位微處理器，僅容納了30000個晶體管，使用ARM公司的ARM V2體系結(jié)構(gòu)。
3．V3版架構(gòu)
AI（M公司在1991年發(fā)布了微處理器ARM6，這是ARM推出的第一款嵌入式RISC核心，其容納的晶體管數(shù)增加到35000個，它可以作為獨立的處理器（ARM60）或者作為具有片上高速緩沖存儲器、MMU和寫緩沖（用于Apple Newton的ARM600和ARM610）。
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