嵌入式系統原理、設計與應用（簡體書）

《21世紀高等學校嵌入式系統專業規劃教材：嵌入式系統原理、設計與應用》是在綜合了相關課程講義和教學大綱的基礎上編寫的。此課程規劃由淺及深系統地講述了嵌入式系統之軟硬件結構、嵌入式系統開發中所需要的各方面知識，並通過實例、尤其針對通信接口詳加探討，加深了對嵌入式系統知識的認識和理解，以及嵌入式系統近來的重要發展和應用。讓學生能對嵌入式系統有一全面的瞭解與認識。此課程的核心是構建一套完整的嵌入式系統設計過程，使學生能夠獲得完整而扎實的通信接口設計及系統整合的能力。
通過本課程的學習，使學生不僅可以成為嵌入式系統的開發者，更重要的是可以培養嵌入式系統產品設計規劃等諸多方面的能力，能夠獨立地進行嵌入式應用開發工作。
《21世紀高等學校嵌入式系統專業規劃教材：嵌入式系統原理、設計與應用》結構清晰，語言簡潔，採用大量的圖表來說明技術問題，因而通俗易懂，適合於高等院校電氣信息類等專業（電子工程、自動化、電子資訊工程、通信工程、計算機科學與技術、電子科學與技術、生物醫學工程）的本科高年級和研究生作為必修或選修教材，也可以作為相關科技人員的指導用書。·

諾瓦克是SoftwArt公司（一家小型的匈牙利IT諮詢公司）的合夥人，也是主要的技術顧問。他是軟件架構師，也是社區宣傳員。在過去的20年裡，他參與了50多家企業的軟件開發項目。2002年，與他人合著了關於.NET開發的第一本著作。2007年，被Microsoft授予MVP頭銜。2011年，他成為Microsoft公司的一名區域主任。他作為主要的作者，參與撰寫了Visual Studio 2010 and .NET 4 Six-In-One一書（Wiley，2010）。他從匈牙利布達佩斯技術大學獲得碩士學位，而後又獲得了軟件技術方面的博士學位。·

《21世紀高等學校嵌入式系統專業規劃教材:嵌入式系統原理、設計與應用》結構清晰，語言簡潔，采用大量的圖表來說明技術問題，因而通俗易懂，適合于高等院校電氣信息類等專業（電子工程、自動化、電子資訊工程、通信工程、計算機科學與技術、電子科學與技術、生物醫學工程）的本科高年級和研究生作為必修或選修教材，也可以作為相關科技人員的指導用書。

第1章 嵌入式系統概述
1.1 嵌入式系統誕生的背景
1.2 嵌入式系統簡介
1.2.1 嵌入式系統的定義
1.2.2 嵌入式系統的結構
1.2.3 嵌入式系統的特點
1.2.4 嵌入式系統的應用領域
1.3 嵌入式系統的發展
1.3.1 嵌入式系統過去的發展
1.3.2 嵌入式系統的現狀
1.3.3 嵌入式系統的發展趨勢

第2章 嵌入式系統的硬件平臺ARM
2.1 ARM7內核基本結構
2.2 ARM9處理器
2.2.1 與ARM7處理器的比較
2.2.2 ARM9TDMI內核
2.2.3 基於ARM9處理器的三星S3C2410X處理器詳解
2.2.4 運行模式
2.3 ARM總線結構
2.4 ARM寄存器
2.4.1 通用寄存器
2.4.2 程序狀態寄存器
2.4.3 ARM狀態寄存器集與Thumb狀態寄存器集
2.5 存儲設備
2.5.1 存儲系統結構
2.5.2 存儲空間管理單元MMU
2.5.3 隨機存儲器
2.5.4 只讀存儲器
2.6 ARM尋址方式
2.7 I／O設備
2.7.1 鍵盤
2.7.2 LED
2.7.3 顯示器
2.7.4 A／D及D／A轉換器
2.7.5 觸摸屏
2.7.6 計數器
2.8 接口設備
2.8.1 內存接口
2.8.2 I／O設備接口
2.9 ARM中斷與異常
2.9.1 中斷
2.9.2 異常

第3章 ARM指令集
3.1 計算機體系結構簡介
3.2 ARM指令集概述
3.2.1 ARM指令的分類
3.2.2 指令可選後綴
3.3 指令集
3.3.1 數據處理指令
3.3.2 加載／存儲指令
3.3.3 寄存器訪問指令
3.3.4 跳轉／中斷指令
3.3.5 協處理器指令
3.3.6 偽指令
3.3.7 浮點指令集
3.4 ARM指令應用實例——FIR濾波器

第4章 基本編程概念及編譯技巧
4.1 用高級語言C進行編碼
匯編語言和高級語言的優點比較
4.2 程序元素
4.2.1 頭文件、源文件及預處理指令
4.2.2 宏與函數
4.2.3 數據類型、數據結構的分類、修飾符、語句、循環和指針
4.2.4 隊列
4.2.5 堆棧
4.2.6 鏈表
4.3 基礎編譯技術
4.3.1 語句翻譯
4.3.2 數據結構
4.3.3 表達式的簡化
4.3.4 消除死代碼
4.3.5 寄存器的分配
4.3.6 調度
4.3.7 指令的選擇
4.3.8 彙編與連接

第5章 程序建模
5.1 程序設計範型
5.1.1 狀態機範型
5.1.2 數據流範型
5.1.3 Petri網範型
5.2 軟件分析過程中的建模
5.2.1 數據流圖
5.2.2 控制數據流圖
5.3 多處理器系統的建模
5.3.1 同步數據流圖模型
5.3.2 同構的同步數據流圖模型
5.3.3 無環優先擴展圖模型
5.3.4 定時的Petri網和擴展預測／轉換網模型
5.3.5 多線程圖系統模型
5.3.6 圖和Petri網在多處理器系統中的應用
5.4 統一建模語言

第6章 程序設計和分析
6.1 程序分析
6.1.1 執行時間的分析與優化
6.1.2 功耗的分析與優化
6.1.3 程序大小的分析與優化
6.2 程序的分析、設計與實現
6.2.1 程序分析
6.2.2 程序設計
6.2.3 程序實現
6.3 程序的驗證及測試
6.3.1 白盒測試
6.3.2 黑盒測試
6.3.3 功能評估測試
6.3.4 性能測試
6.4 實時程序設計問題
6.4.1 在需求和規範的分析中存在的問題
6.4.2 設計和實現中存在的問題
6.4.3 系統集成中存在的問題
6.4.4 測試中存在的問題
6.5 軟件維護
第7章 嵌入式系統開發案例
7.1 嵌入式系統開發的一般過程
7.1.1 需求分析
7.1.2 詳細設計
7.1.3 實現階段
7.1.4 測試階段
7.2 嵌入式系統開發案例
7.2.1 基於ARM和COS的嵌入式Web服務器設計
7.2.2 嵌入式系統PDA智能手機設計方案
7.3 嵌入式系統應用前景展望
7.3.1 工業控制
7.3.2 交通管理
7.3.3 信息家電
7.3.4 電子商務
7.3.5 醫療設備
7.3.6 機器人

第8章 嵌入式系統的實驗設計部分
8.1 背景知識
8.1.1 嵌入式系統概念簡介
8.1.2 ARM簡介
8.1.3 Linux操作系統
8.2 實驗環境
8.2.1 實驗開發板
8.2.2 ARM開發工具
8.2.3 FL2440開發板基本設置
8.2.4 小結
8.3 實驗一——熟悉ARM嵌入式平臺
8.3.1 實驗概括
8.3.2 實驗目的
8.3.3 實驗內容
8.3.4 小結
8.4 實驗二——外設與接口
8.4.1 實驗概括
8.4.2 實驗目的
8.4.3 實驗內容
8.4.4 小結
8.5 實驗三——Linux操作系統
8.5.1 實驗概括
8.5.2 實驗目的
8.5.3 嵌入式Linux
8.5.4 ARM系列與Linux
8.5.5 Linux系統安裝
8.5.6 交叉編譯環境
8.5.7 Linux的常用指令
8.5.8 連接方式
8.5.9 Minicom的使用
8.5.10 Bootloader
8.5.11 Linux內核移植
8.5.12 Linux下的一個A／D轉換實驗
8.5.13 Linux系統中的基本應用
8.5.14 小結
8.6 進階實驗
8.6.1 實驗概括
8.6.2 交叉編譯+網絡服務器實驗
8.6.3 Nand Flash應用實驗
8.6.4 makefile實驗
8.6.5 實驗小結
8.7 嵌入式Linux網絡編程
8.7.1 基礎知識
8.7.2 程序實例
8.7.3 網絡地址的表示
8.7.4 建立socket
8.7.5 綁定本地地址
8.7.6 listen函數
8.7.7 accept函數
8.7.8 數據通信
8.7.9 小結
8.8 總結
參考文獻·

4.2.4 隊列
隊列是一種特殊的線性表，它只允許在表的前端（front）進行刪除操作，而在表的后端（rear）進行插入操作。進行插入操作的端稱為隊尾，進行刪除操作的端稱為隊頭。隊列中沒有元素時，稱為空隊列。
在隊列這種數據結構中，最先插入的元素將是最先被刪除的；反之最后插入的元素將最后被刪除的，因此隊列又稱為“先進先出”（First In First Out，FIFO）的線性表。
下面來實現一個由等待操作的一般類型的元素所組成的隊列。假定隊列中的每個元素都按照數組的形式存儲在存儲器中。那么隊列和數組之間的差別是什么呢？差別在于元素的訪問和讀取。在隊列中，元素的訪問和讀取是采用FIFO（先入先出）模式進行的。而在數組中，元素是通過其索引進行訪問和讀取的。隊列可以被假想為元素的鏈表，在這個鏈表中，元素像在FIFO鏈表中那樣訪問和讀取，在FIFO鏈表的中間進行寫（插入）操作是不可行的，只能在最后進行。
以數組實現的隊列還可以通過一個稱為頭（前端）的指針進行訪問，通過一個稱為尾（后端）的指針進行插入。
在一個具有小型存儲器的系統中，隊列的長度可以限制為256個元素。必要時，在存儲器較大的系統中，可以在編程例子中使用短整型或者整型代替無符號字節類型。隊列的大小也可以從256擴展到最大限度（在編譯器沒有將byte定義為數據類型的情況下就使用字符類型）。