ARM处理器开发详解

内容概要

秦山虎、刘洪涛

《Struts架构开发入门与实践》（人民邮电出版社）2005年

《Eclipse架构开发入门与实践》（人民邮电出版社）2006年

《征服Ajax Web2.0开发入门与项目实践》（人民邮电出版社）2007年

《Word实用教程》（清华大学出版社）2001 年

《Powerpoint实用教程》（清华大学出版社）2001年

《计算机培训中级教程》（中国石油大学出版社）1998年

《微机原理》（北京商务出版社） 1999年

(正在采用) (你提供的)

书籍目录

第1章嵌入式系统基础知识
1

1.1嵌入式系统概述
2

1.1.1  嵌入统简介
2

1.1.2  嵌入式系统的特点
3

1.1.3  嵌入式系统的发展
4

1.2嵌入式系统的组成
6

1.2.1  嵌入式系统硬件组成
6

1.2.2  嵌入式系统软件组成
7

1.3嵌入式操作系统举例
7

1.3.1  商业版嵌入式操作系统
8

1.3.2  开源版嵌入式操作系统
8

1.4嵌入式系统开发概述
9

1.5学好微处理器在嵌入式学习中的重要性
15

1.6本章小结
17

1.7练习题
17

第2章嵌入式ARM技术概论
18

2.1  ARM体系结构的技术特征及发展
19

2.1.1  ARM公司简介
19

2.1.2  ARM技术特征
19

2.1.3  ARM体系架构的发展
20

2.2  ARM微处理器简介
22

2.2.1  ARM9 处理器系列
23

2.2.2  ARM9E 处理器系列
23

2.2.3  ARM11 处理器系列
24

2.2.4  SecurCore处理器系列
24

2.2.5  StrongARM和Xscale处理器系列
24

2.2.6  MPCore处理器系列
25

2.2.7  Cortex处理器系列
25

2.2.8  最新ARM应用处理器发展现状
28

2.3  ARM 微处理器结构
29

2.3.1  ARM 微处理器的应用选型
29

2.3.2  选择ARM芯片的一般原则
29

2.3.3  选择一款适合ARM教学的CPU
30

2.4  Cortex-A9内部功能及特点
33

2.5数据类型
34

2.5.1  ARM的基本数据类型
34

2.5.2  浮点数据类型
35

2.5.3  存储器大/小端
35

2.6  Cortex-A9内核工作模式
36

2.7  Cortex-A9存储系统
37

2.7.1  协处理器（CP15）
38

2.7.2  存储管理单元（MMU）
39

2.7.3  高速缓冲存储器（Cache）
39

2.8流水线
40

2.8.1  流水线的概念与原理
40

2.8.2  流水线的分类
41

2.8.3  影响流水线性能的因素
42

2.9寄存器组织
43

2.10程序状态寄存器
45

2.11三星Exynos4412处理器介绍
48

2.12  FS4412开发平台介绍
50

2.13本章小结
56

2.14练习题
56

第3章ARM微处理器的指令系统
57

3.1  ARM处理器的寻址方式
58

3.1.1  数据处理指令寻址方式
58

3.1.2  内存访问指令寻址方式
59

3.2  ARM处理器的指令集
62

3.2.1  数据操作指令
62

3.2.2  乘法指令
70

3.2.3  Load/Store指令
72

3.2.4  跳转指令
78

3.2.5  状态操作指令
82

3.2.6  协处理器指令
84

3.2.7  异常产生指令
88

3.2.8  其他指令介绍
88

3.3本章小结
91

3.4练习题
91

第４章ARM汇编语言程序设计
92

4.1  GNU ARM汇编器支持的伪操作
93

4.1.1  伪操作概述
93

4.1.2  数据定义（Data Definition）伪操作
93

4.1.3  汇编控制伪操作
94

4.1.4  杂项伪操作
97

4.2  ARM汇编器支持的伪指令
97

4.2.1  ADR伪指令
97

4.2.2  ADRL伪指令
98

4.2.3  LDR伪指令
99

4.3  GNU ARM 汇编语言的语句格式
100

4.4  ARM 汇编语言的程序结构
102

4.4.1  汇编语言的程序格式
102

4.4.2  汇编语言子程序调用
103

4.4.3  过程调用标准AAPCS
104

4.4.4  汇编语言程序设计举例
105

4.5汇编语言与C语言的混合编程
106

4.5.1  GNU ARM内联汇编
107

4.5.2  混合编程调用举例
109

4.6本章小结
111

4.7练习题
111

第5章ARM开发及环境搭建
112

5.1仿真器简介
113

5.1.1  FS-JTAG仿真器介绍
113

5.1.2  ULINK介绍
114

5.2开发环境搭建
115

5.2.1  XP环境安装FS-JTAG工具
115

5.2.2  开发板硬件连接
118

5.2.3  USB转串口驱动安装
118

5.2.4  Putty串口终端配置
119

5.3  Eclipse for ARM 使用
121

5.4在开发环境中添加FS4412工程
122

5.5编译工程
125

5.6调试工程
126

5.6.1  配置FS-JTAG 调试工具
126

5.6.2  配置调试工具
126

5.7本章小结
131

5.8练习题
131

第6章GPIO
132

6.1  GPIO功能介绍
133

6.2  Exynos4412-GPIO控制器详解
133

6.2.1  GPIO功能描述
133

6.2.2  GPIO特性
134

6.2.3  GPIO分组
134

6.2.4  GPIO常用寄存器分类
135

6.2.5  GPIO寄存器详解
136

6.2.6  GPIO寄存器封装
137

6.3  GPIO的应用实例
140

6.3.1  GPIO实例内容和原理
140

6.3.2  GPIO实例硬件连接
140

6.3.3  GPIO实例软件设计
141

6.3.4  GPIO实例代码
141

6.3.5  GPIO实例现象
141

6.4本章小结
142

6.5练习题
142

第7章ARM异常及中断处理
143

7.1  ARM异常中断处理概述
144

7.2  ARM体系异常种类
145

7.3  ARM异常的优先级
149

7.4  ARM处理器模式和异常
150

7.5  ARM异常响应和处理程序返回
151

7.5.1  中断响应的概念
151

7.5.2  ARM异常响应流程
151

7.5.3  从异常处理程序中返回
152

7.6  ARM的SWI异常中断处理程序设计
154

7.7本章小结
156

7.8练习题
156

第8章FIQ和IRQ中断
157

8.1  ARM中断控制器简介
158

8.1.1  中断软件分支处理（NVIC和GIC）
158

8.1.2  硬件支持的分支处理（VIC）
159

8.2通用中断控制器（GIC）
161

8.2.1  GIC功能模块
162

8.2.2  GIC中断控制器中断类型
163

8.2.3  GIC中断控制器中断状态
164

8.2.4  GIC中断处理流程
164

8.3  Exynos4412中断源
165

8.4  Exynos4412-GIC寄存器详解
166

8.5  GIC中断应用实例
171

8.5.1  GIC中断实例内容和原理
171

8.5.2  GIC中断实例硬件连接
171

8.5.3  GIC中断实例软件设计
171

8.5.4  GIC中断实例代码
173

8.5.5  GIC中断实例现象
175

8.6本章小结
175

8.7练习题
175

第9章通用异步收发（UART）接口
176

9.1通用异步收发（UART）接口简介
177

9.1.1  串行通信与并行通信概念
177

9.1.2  异步串行方式的特点
177

9.1.3  异步串行方式的数据格式
177

9.1.4  同步串行方式的特点
178

9.1.5  同步串行方式的数据格式
178

9.1.6  波特率、波特率因子与位周期
178

9.1.7  RS-232C串口规范
179

9.1.8  RS-232C接线方式
181

9.2  Exynos4412-UART控制器详解
181

9.2.1  UART控制器概述
181

9.2.2  UART控制器框架图
182

9.2.3  UART寄存器详解
183

9.3  UART接口应用实例
188

9.3.1  UART接口实例内容和原理
188

9.3.2  UART实例硬件连接
188

9.3.3  UATR实例软件编写
188

9.3.4  UART实例调试和运行现象
190

9.4本章小结
191

9.5练习题
191

第10章PWM定时器
192

10.1定时器和PWM简介
193

10.1.1  定时器概述
193

10.1.2  脉冲宽度调制（PWM）概述
193

10.2  Exynos4412-PWM定时器详解
194

10.2.1  PWM定时器概述
194

10.2.2  PWM定时器寄存器详解
195

10.2.3  PWM定时器双缓冲功能
198

10.2.4  PWM信号输出
199

10.3  PWM定时器应用实例一：定时触发
201

10.3.1  定时触发实例内容和原理
201

10.3.2  定时触发实例硬件连接
201

10.3.3  定时触发软件设计和代码
201

10.3.4  定时触发实例现象
203

10.4  PWM定时器应用实例二：PWM输出
203

10.4.1  PWM输出实例内容和原理
203

10.4.2  PWM输出实例硬件连接
203

10.4.3  PWM输出软件设计
204

10.4.4  PWM输出实例现象
205

10.5  本章小结
205

10.6  练习题
205

第11章看门狗定时器
206

11.1  看门狗简介
207

11.2  Exynos4412看门狗定时器详解
207

11.2.1  看门狗定时器概述
207

11.2.2  看门狗定时器寄存器详解
208

11.3  看门狗定时器实例
210

11.3.1  看门狗定时器实例内容和原理
210

11.3.2  看门狗定时器实例软件设计
210

11.3.3  看门狗定时器实例代码
210

11.3.4  看门狗定时器实例现象
211

11.4  本章小结
211

11.5  练习题
211

第12章RTC定时器
212

12.1  RTC定时器简介
213

12.2  Exynos4412-RTC定时器详解
213

12.2.1  RTC定时器概述
213

12.2.2  RTC定时器寄存器详解
214

12.2.3  BCD码
215

12.3  RTC定时器实例
216

12.3.1  RTC定时器实例内容和原理
216

12.3.2  RTC定时器实例软件设计
216

12.3.3  RTC定时器实例代码
216

12.3.4  RTC定时器实例现象
217

12.4  本章小结
218

12.5  练习题
218

第13章A/D转换器
219

13.1  A/D转换器原理
220

13.1.1  A/D转换基础
220

13.1.2  A/D转换的技术指标
220

13.1.3  A/D转换器类型
221

13.1.4  A/D转换的一般步骤
226

13.2  Exynos4412- A/D转换器概述
226

13.2.1  A/D转换器概述
226

13.2.2  A/D转换器特点
227

13.2.3  A/D转换器寄存器解析
227

13.3  A/D转换器应用实例
228

13.3.1  A/D转换器实例内容和原理
228

13.3.2  A/D转换器实例硬件连接
229

13.3.3  A/D转换器实例软件设计
229

13.3.4  A/D转换器实例代码
230

13.3.5  A/D转换器实例现象
231

13.4  本章小结
232

13.5  练习题
232

第14章I2C总线
233

14.1  I2C总线协议
234

14.1.1  I2C总线协议简介
234

14.1.2  I2C总线协议内容
234

14.2  Exynos4412-I2C控制器详解
238

14.2.1  I2C控制器概述
238

14.2.2  I2C控制器框架图
238

14.2.3  I2C控制器寄存器详解
239

14.2.4  I2C控制器操作流程
241

14.3  I2C接口应用实例
243

14.3.1  I2C实例内容和原理
243

14.3.2  I2C实例硬件连接
243

14.3.3  I2C实例软件设计
243

14.3.4  I2C实例代码
244

14.3.5  I2C实例现象
247

14.4  本章小结
248

14.5  练习题
248

第15章SPI接口
249

15.1  SPI总线协议
250

15.1.1  SPI总线协议简介
250

15.1.2  SPI总线协议内容
250

15.2  Exynos4412-SPI控制器详解
253

15.2.1  SPI控制器概述
253

15.2.2  SPI控制器时钟源控制
254

15.2.3  SPI控制器寄存器详解
257

15.3  SPI接口应用实例
260

15.3.1  SPI实例内容和原理
260

15.3.2  SPI实例硬件连接
261

15.3.3  SPI实例软件设计
261

15.3.4  SPI实例代码
262

15.3.5  SPI实例现象
265

15.4  本章小结
266

15.5  练习题
266

作者简介

作为一种32位高性能、低成本的嵌入式RISC微处理器，ARM目前已经成为应用很广泛的嵌入式处理器。目前Cortex-A系列处理器已经占据了大部分中高端产品市场。在全面介绍Cortex-A9处理器的体系结构、编程模型、指令系统及开发环境的同时，以基于Cortex-A9的应用处理器――S5PV210为核心，详细介绍了系统的设计及相关接口技术。接口技术涵盖了I/O、中断、串口、存储器、PWM、A/D、DMA、IIC、SPI、Camera、LCD等，并提供了大量的实验例程。

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