书籍详情
嵌入式系统：硬件与软件架构
作者：（美）Tammy Noergaard
出版社：人民邮电出版社
出版时间：2008-01-01
ISBN：9787115168054
定价：¥69.00
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内容简介
本书是作者在嵌入式系统领域十余年经验的结晶，书中涵盖了嵌入式系统的各个方面，内容分为4个部分：第一部分包括嵌入式系统的基本介绍以及一些必备的知识；第二部分介绍嵌入式硬件，包括处理器、存储器、I/O以及总线；第三部分是关于嵌入式软件的介绍，包括设备驱动、操作系统及中间件和应用软件；第四部分介绍了嵌入式系统的设计与开发。此外，书中还包括大量图和计算机代码，帮助读者理解嵌入式系统的理论知识。 本书适合嵌入式系统专业人员阅读，同时也可以作为技术人员培训和高等院校“嵌入式系统”课程教材。
作者简介
Tammy Noergaard，世界级的嵌入式系统专家，有丰富的嵌入式系统领域开发，设计、营销和培训经验。曾在Sony、Wind River等公司工作，参与或领导开发了众多嵌入式软件和硬件，其中包括被《消费电子产品报告》杂志评为第一的电视机嵌入式系统产品。目前她在Esrnertec北美公司担任资深技术专家和顾问，并同时在加州大学伯克利分校和斯坦福大学讲授嵌入式系统课程。
目录
第一部分 嵌入式系统导论
第1章 嵌入式系统设计的系统工程方法 2
1.1 什么是嵌入式系统 2
1.2 嵌入式系统设计 3
1.3 嵌入式系统体系结构简介 5
1.4 嵌入式系统体系结构的重要性 6
1.5 嵌入式系统模型 7
小结 8
习题 8
附注 10
第2章 了解标准 11
2.1 程序设计语言概述和程序设计语言标准实例 19
2.1.1 垃圾收集 26
2.1.2 处理Java字节码 28
2.2 标准与连网 31
2.2.1 相连的设备间的距离 31
2.2.2 物理介质 32
2.2.3 网络的体系结构 34
2.2.4 开放系统互连模型 34
2.3 基于多个标准的设备实例：数字电视 45
小结 46
习题 46
附注 48
第二部分 嵌入式硬件
第3章 嵌入式硬件构建模块和嵌入式电路板 50
3.1 硬件第一课：学习阅读电路原理图 50
3.2 嵌入式电路板和冯·诺依曼模型 53
3.3 硬件的供电 55
3.4 基本硬件材料：导体、绝缘体和半导体 57
3.5 电路板上和芯片内常见的无源元件：电阻器、电容器和电感器 60
3.5.1 电阻器 60
3.5.2 电容器 63
3.5.3 电感器 64
3.6 半导体以及处理器和存储器的有源构建模块 65
3.6.1 二极管 65
3.6.2 晶体管 66
3.6.3 从基本元件建构更复杂的电路：门 72
3.7 组合：集成电路 76
小结 79
习题 79
附注 84
第4章 嵌入式处理器 85
4.1 ISA体系结构模型 86
4.1.1 专用ISA模型 91
4.1.2 通用ISA模型 93
4.1.3 指令级并行ISA模型 94
4.2 内部处理器设计 96
4.2.1 中央处理单元 99
4.2.2 片上存储器 110
4.2.3 处理器输入/输出 120
4.2.4 处理器总线 137
4.3 处理器性能 138
4.4 阅读处理器的数据手册 139
小结 148
习题 148
附注 150
第5章 板级存储器 152
5.1 只读存储器 155
5.2 随机访问存储器 158
5.3 辅助存储器 165
5.4 外部存储器的存储管理 168
5.5 板级存储器及其性能 169
小结 170
习题 170
附注 171
第6章 板级I/O 172
6.1 管理数据：串行与并行I/O 174
6.1.1 串行I/O示例1(网络与通信：RS-232) 176
6.1.2 串行I/O示例2(网络与通信：IEEE 802.11无线LAN) 180
6.1.3 并行I/O 183
6.1.4 并行I/O示例3(并行输出和图形I/O) 184
6.1.5 并行和串行I/O示例4(网络与通信：以太网) 186
6.2 I/O组件的接口 189
6.2.1 I/O设备与嵌入式电路板的接口 190
6.2.2 I/O控制器与主CPU的接口 191
6.3 I/O和性能 192
小结 192
习题 193
附注 195
第7章 板级总线 196
7.1 总线仲裁和时序 197
7.1.1 不可扩展总线：I2C总线示例 201
7.1.2 PCI总线示例：可扩展总线 203
7.2 总线和其他板级组件之间的集成 205
7.3 总线性能 206
小结 207
习题 207
附注 208
第三部分 嵌入式软件介绍
第8章 设备驱动程序 210
8.1 实例1：中断处理的设备驱动程序 213
8.1.1 中断优先级 215
8.1.2 上下文切换 218
8.1.3 中断设备驱动程序伪代码实例 219
8.1.4 中断处理和性能 223
8.2 实例2：存储器设备驱动程序 224
8.3 实例3：板级总线设备驱动程序 239
8.4 板级I/O驱动程序实例 243
8.4.1 实例4：初始化一个以太网驱动程序 244
8.4.2 实例5：初始化一个RS-232驱动程序 255
小结 259
习题 259
附注 261
第9章 嵌入式操作系统 262
9.1 什么是进程 265
9.2 多任务和进程管理 267
9.2.1 进程执行 267
9.2.2 进程调度 275
9.2.3 任务间通信及同步 283
9.3 内存管理 289
9.3.1 用户内存空间 289
9.3.2 内核内存空间 298
9.4 I/O和文件系统管理 298
9.5 OS标准实例：POSIX 299
9.6 OS 性能指南 301
9.7 OS和板级支持包 301
小结 302
习题 302
附注 304
第10章 中间件和应用软件 305
10.1 什么是中间件 305
10.2 什么是应用软件 306
10.3 中间件实例 306
10.4 应用层软件实例 332
10.4.1 FTP客户机应用实例 333
10.4.2 简单邮件传输协议和电子邮件的实例 335
10.4.3 超文本传输协议客户机和服务器实例 339
10.4.4 程序语言的快速注释和应用软件 342
小结 343
习题 343
附注 344
第四部分 系统集成：设计与开发
第11章 定义系统——创建体系结构和编写设计文档 346
11.1 创建嵌入式系统的体系结构 347
11.1.1 阶段1：具有坚实的技术基础 347
11.1.2 阶段2：理解体系结构业务周期 348
11.1.3 阶段3：定义体系结构模式和参考模型 356
11.1.4 阶段4：定义体系结构性结构 361
11.1.5 阶段5：编写体系结构文档 363
11.1.6 阶段6：分析和评估体系结构 364
小结 366
习题 366
附注 367
第12章 嵌入式系统设计的最后阶段：实现和测试 368
12.1 设计的实现 368
12.1.1 主要的软件实用工具：在编辑器或集成开发环境中编写代码 369
12.1.2 计算机辅助设计和硬件 369
12.1.3 翻译工具——预处理工具、解释器、编译器以及链接器 370
12.1.4 调试工具 373
12.1.5 系统引导 377
12.2 质量保证和设计测试 384
小结：嵌入式系统维护及其他 386
习题 386
附注 387
附录A 项目和练习 388
附录B 原理图符号 404
附录C 缩略语 409
附录D 词汇表 418
第1章 嵌入式系统设计的系统工程方法 2
1.1 什么是嵌入式系统 2
1.2 嵌入式系统设计 3
1.3 嵌入式系统体系结构简介 5
1.4 嵌入式系统体系结构的重要性 6
1.5 嵌入式系统模型 7
小结 8
习题 8
附注 10
第2章 了解标准 11
2.1 程序设计语言概述和程序设计语言标准实例 19
2.1.1 垃圾收集 26
2.1.2 处理Java字节码 28
2.2 标准与连网 31
2.2.1 相连的设备间的距离 31
2.2.2 物理介质 32
2.2.3 网络的体系结构 34
2.2.4 开放系统互连模型 34
2.3 基于多个标准的设备实例：数字电视 45
小结 46
习题 46
附注 48
第二部分 嵌入式硬件
第3章 嵌入式硬件构建模块和嵌入式电路板 50
3.1 硬件第一课：学习阅读电路原理图 50
3.2 嵌入式电路板和冯·诺依曼模型 53
3.3 硬件的供电 55
3.4 基本硬件材料：导体、绝缘体和半导体 57
3.5 电路板上和芯片内常见的无源元件：电阻器、电容器和电感器 60
3.5.1 电阻器 60
3.5.2 电容器 63
3.5.3 电感器 64
3.6 半导体以及处理器和存储器的有源构建模块 65
3.6.1 二极管 65
3.6.2 晶体管 66
3.6.3 从基本元件建构更复杂的电路：门 72
3.7 组合：集成电路 76
小结 79
习题 79
附注 84
第4章 嵌入式处理器 85
4.1 ISA体系结构模型 86
4.1.1 专用ISA模型 91
4.1.2 通用ISA模型 93
4.1.3 指令级并行ISA模型 94
4.2 内部处理器设计 96
4.2.1 中央处理单元 99
4.2.2 片上存储器 110
4.2.3 处理器输入/输出 120
4.2.4 处理器总线 137
4.3 处理器性能 138
4.4 阅读处理器的数据手册 139
小结 148
习题 148
附注 150
第5章 板级存储器 152
5.1 只读存储器 155
5.2 随机访问存储器 158
5.3 辅助存储器 165
5.4 外部存储器的存储管理 168
5.5 板级存储器及其性能 169
小结 170
习题 170
附注 171
第6章 板级I/O 172
6.1 管理数据：串行与并行I/O 174
6.1.1 串行I/O示例1(网络与通信：RS-232) 176
6.1.2 串行I/O示例2(网络与通信：IEEE 802.11无线LAN) 180
6.1.3 并行I/O 183
6.1.4 并行I/O示例3(并行输出和图形I/O) 184
6.1.5 并行和串行I/O示例4(网络与通信：以太网) 186
6.2 I/O组件的接口 189
6.2.1 I/O设备与嵌入式电路板的接口 190
6.2.2 I/O控制器与主CPU的接口 191
6.3 I/O和性能 192
小结 192
习题 193
附注 195
第7章 板级总线 196
7.1 总线仲裁和时序 197
7.1.1 不可扩展总线：I2C总线示例 201
7.1.2 PCI总线示例：可扩展总线 203
7.2 总线和其他板级组件之间的集成 205
7.3 总线性能 206
小结 207
习题 207
附注 208
第三部分 嵌入式软件介绍
第8章 设备驱动程序 210
8.1 实例1：中断处理的设备驱动程序 213
8.1.1 中断优先级 215
8.1.2 上下文切换 218
8.1.3 中断设备驱动程序伪代码实例 219
8.1.4 中断处理和性能 223
8.2 实例2：存储器设备驱动程序 224
8.3 实例3：板级总线设备驱动程序 239
8.4 板级I/O驱动程序实例 243
8.4.1 实例4：初始化一个以太网驱动程序 244
8.4.2 实例5：初始化一个RS-232驱动程序 255
小结 259
习题 259
附注 261
第9章 嵌入式操作系统 262
9.1 什么是进程 265
9.2 多任务和进程管理 267
9.2.1 进程执行 267
9.2.2 进程调度 275
9.2.3 任务间通信及同步 283
9.3 内存管理 289
9.3.1 用户内存空间 289
9.3.2 内核内存空间 298
9.4 I/O和文件系统管理 298
9.5 OS标准实例：POSIX 299
9.6 OS 性能指南 301
9.7 OS和板级支持包 301
小结 302
习题 302
附注 304
第10章 中间件和应用软件 305
10.1 什么是中间件 305
10.2 什么是应用软件 306
10.3 中间件实例 306
10.4 应用层软件实例 332
10.4.1 FTP客户机应用实例 333
10.4.2 简单邮件传输协议和电子邮件的实例 335
10.4.3 超文本传输协议客户机和服务器实例 339
10.4.4 程序语言的快速注释和应用软件 342
小结 343
习题 343
附注 344
第四部分 系统集成：设计与开发
第11章 定义系统——创建体系结构和编写设计文档 346
11.1 创建嵌入式系统的体系结构 347
11.1.1 阶段1：具有坚实的技术基础 347
11.1.2 阶段2：理解体系结构业务周期 348
11.1.3 阶段3：定义体系结构模式和参考模型 356
11.1.4 阶段4：定义体系结构性结构 361
11.1.5 阶段5：编写体系结构文档 363
11.1.6 阶段6：分析和评估体系结构 364
小结 366
习题 366
附注 367
第12章 嵌入式系统设计的最后阶段：实现和测试 368
12.1 设计的实现 368
12.1.1 主要的软件实用工具：在编辑器或集成开发环境中编写代码 369
12.1.2 计算机辅助设计和硬件 369
12.1.3 翻译工具——预处理工具、解释器、编译器以及链接器 370
12.1.4 调试工具 373
12.1.5 系统引导 377
12.2 质量保证和设计测试 384
小结：嵌入式系统维护及其他 386
习题 386
附注 387
附录A 项目和练习 388
附录B 原理图符号 404
附录C 缩略语 409
附录D 词汇表 418
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