ARM嵌入式體系結(jié)構(gòu)與接口技術(shù)（Cortex-A8版）

目　錄

第1章　嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)　1
1.1　嵌入式系統(tǒng)的概述　1
1.1.1　嵌入式系統(tǒng)簡介　1
1.1.2　嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)　2
1.1.3　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展　3
1.2　嵌入式系統(tǒng)的組成　5
1.2.1　嵌入式系統(tǒng)的硬件組成　5
1.2.2　嵌入式系統(tǒng)的軟件組成　6
1.3　嵌入式操作系統(tǒng)舉例　6
1.3.1　商業(yè)版嵌入式操作系統(tǒng)　6
1.3.2　開源版嵌入式操作系統(tǒng)　7
1.4　嵌入式系統(tǒng)開發(fā)概述　8
小結(jié)　13
思考與練習(xí)　13

第2章　ARM技術(shù)概述　14
2.1　ARM體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)特征及發(fā)展　14
2.1.1　ARM公司簡介　14
2.1.2　ARM技術(shù)特征　15
2.1.3　ARM體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展　16
2.2　ARM微處理器簡介　18
2.2.1　ARM7處理器系列　19
2.2.2　ARM9處理器系列　19
2.2.3　ARM9E 處理器系列　20
2.2.4　ARM11處理器系列　20
2.2.5　SecurCore處理器系列　20
2.2.6　StrongARM和Xscale處理器系列　21
2.2.7　MPCore處理器系列　21
2.2.8　Cortex處理器系列　21
2.3　ARM微處理器結(jié)構(gòu)　23
2.4　ARM微處理器的應(yīng)用選型　23
2.4.1　ARM芯片選擇的一般原則　24
2.4.2　選擇一款適合教學(xué)的ARM芯片　24
2.5　Cortex-A8內(nèi)部功能及特點(diǎn)　28
2.6　數(shù)據(jù)類型　28
2.6.1　ARM的基本數(shù)據(jù)類型　28
2.6.2　浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型　29
2.6.3　存儲(chǔ)器大/小端　29
2.7　Cortex-A8內(nèi)核工作模式　30
2.8　Cortex-A8存儲(chǔ)系統(tǒng)　31
2.8.1　協(xié)處理器　32
2.8.2　存儲(chǔ)管理單元　33
2.8.3　高速緩沖存儲(chǔ)器　33
2.8.4　NEON技術(shù)　34
2.8.5　安全域(TrustZone)　34
2.9　流水線　34
2.9.1　流水線的概念與原理　34
2.9.2　流水線的分類　35
2.9.3　影響流水線性能的因素　36
2.10　寄存器組織　37
2.11　程序狀態(tài)寄存器　39
2.12　SAMSUNG S5PC100處理器介紹　41
小結(jié)　43
思考與練習(xí)　43

第3章　ARM的指令集合　44
3.1　ARM指令集　44
3.1.1　數(shù)據(jù)操作指令　44
3.1.2　乘法指令　51
3.1.3　Load/Store指令　53
3.1.4　跳轉(zhuǎn)指令　59
3.1.5　狀態(tài)操作指令　62
3.1.6　協(xié)處理器指令　63
3.1.7　異常產(chǎn)生指令　65
3.2　ARM指令的尋址方式　67
小結(jié)　71
思考與練習(xí)　71

第4章　GNU匯編偽指令集　72
4.1　GNU匯編器的平臺(tái)無關(guān)偽指令　72
4.1.1　偽指令概念　72
4.1.2　符號(hào)定義偽指令　73
4.1.3　數(shù)據(jù)定義偽指令　74
4.1.4　匯編控制偽操作　76
4.1.5　雜項(xiàng)偽操作　78
4.2　GNU匯編器支持的ARM偽指令　80
4.2.1　ADR偽指令　80
4.2.2　ADRL偽指令　80
4.2.3　LDR偽指令　81
4.3　ARM匯編語言的程序結(jié)構(gòu)　82
4.3.1　匯編語言的程序格式　82
4.3.2　匯編語言的子程序調(diào)用　82
4.3.3　過程調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)AAPCS/ATPCS　83
4.3.4　匯編語言程序設(shè)計(jì)舉例　84
4.4　匯編語言與C語言的混合編程　84
4.4.1　GNU內(nèi)聯(lián)匯編　85
4.4.2　C和匯編的混合編程　87
小結(jié)　88
思考與練習(xí)　89

第5章　ARM集成開發(fā)環(huán)境搭建　90
5.1　FS-JTAG仿真器介紹　90
5.2　開發(fā)環(huán)境搭建　91
5.2.1　開發(fā)工具的安裝　91
5.2.2　創(chuàng)建一個(gè)新工程　93
5.2.3　調(diào)試工程　95
小結(jié)　96
思考與練習(xí)　96

第6章　GPIO編程　97
6.1　GPIO功能介紹　97
6.2　S5PC100芯片的GPIO控制器介紹　98
6.2.1　特性　98
6.2.2　GPIO分組預(yù)覽　98
6.2.3　S5PC100的GPIO常用寄存器分類　98
6.2.4　S5PC100 I/O接口常用寄存器詳解　99
6.3　S5PC100的GPIO的實(shí)例　100
6.3.1　電路原理　101
6.3.2　寄存器設(shè)置　101
6.3.3　程序編寫　101
小結(jié)　102
思考與練習(xí)　102

第7章　ARM系統(tǒng)時(shí)鐘及編程　103
7.1　S5PC100時(shí)鐘域的劃分　103
7.2　S5PC100時(shí)鐘的產(chǎn)生過程分析　104
7.2.1　時(shí)鐘的產(chǎn)生　104
7.2.2　模塊對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘域　105
7.3　S5PC100時(shí)鐘源的選擇　105
7.3.1　時(shí)鐘來自于外部引腳　105
7.3.2　時(shí)鐘來自于時(shí)鐘管理單元(CMU)　106
7.4　S5PC100時(shí)鐘的配置　106
7.5　S5PC100時(shí)鐘配置寄存器描述　108
7.6　S5PC100時(shí)鐘源配置示例　109
小結(jié)　110
思考與練習(xí)　110

第8章　ARM異常處理及編程　111
8.1　ARM異常中斷處理概述　111
8.2　ARM體系異常種類　112
8.3　ARM異常的優(yōu)先級(jí)　116
8.4　ARM處理器模式和異常　117
8.5　ARM異常響應(yīng)和處理程序返回　117
8.5.1　中斷響應(yīng)的概念　117
8.5.2　ARM異常響應(yīng)流程　118
8.5.3　從異常處理程序中返回　119
8.6　ARM系統(tǒng)中異常中斷處理程序的安裝　121
8.7　ARM的SWI異常中斷處理程序設(shè)計(jì)　121
8.8　FIQ和IRQ異常中斷程序設(shè)計(jì)　124
8.9　基于Cortex-A8內(nèi)核的S5PC100異常程序設(shè)計(jì)　125
8.9.1　S5PC100中斷機(jī)制分析　125
8.9.2　S5PC100中斷處理程序?qū)嵗?28
小結(jié)　132
思考與練習(xí)　132

第9章　串行通信接口　133
9.1　串行通信　133
9.1.1　串行通信與并行通信的概念　133
9.1.2　異步串行方式的特點(diǎn)　134
9.1.3　異步串行方式的數(shù)據(jù)格式　134
9.1.4　同步串行方式的特點(diǎn)　134
9.1.5　同步串行方式的數(shù)據(jù)格式　134
9.1.6　比特率、比特率因子與位周期　135
9.1.7　RS-232C串口規(guī)范　135
9.1.8　RS-232C接線方式　137
9.2　S5PC100異步串行通信　137
9.2.1　S5PC100串口控制器概述　137
9.2.2　S5PC100串口控制器寄存器　138
9.3　串口發(fā)送接收程序示例　142
9.3.1　電路連接　142
9.3.2　程序的編寫　142
9.3.3　調(diào)試與運(yùn)行程序　145
小結(jié)　145
思考與練習(xí)　145

第10章　PWM定時(shí)器　146
10.1　S5PC100 PWM定時(shí)器　146
10.1.1　PWM定時(shí)器概述　146
10.1.2　PWM定時(shí)器特點(diǎn)　147
10.1.3　PWM定時(shí)器的寄存器　148
10.1.4　PWM定時(shí)器示例　152
10.2　S5PC100看門狗定時(shí)器　154
10.2.1　S5PC100看門狗定時(shí)器概述　154
10.2.2　看門狗定時(shí)器寄存器　155
10.2.3　看門狗定時(shí)器程序編寫　156
小結(jié)　157
思考與練習(xí)　157

第11章　A/D轉(zhuǎn)換器　158
11.1　A/D轉(zhuǎn)換器原理　158
11.1.1　A/D轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)　158
11.1.2　A/D轉(zhuǎn)換的技術(shù)指標(biāo)　159
11.1.3　A/D轉(zhuǎn)換器類型　160
11.1.4　A/D轉(zhuǎn)換的一般步驟　164
11.2　S5PC100 A/D轉(zhuǎn)換器　164
11.2.1　S5PC100 A/D轉(zhuǎn)換器概述　164
11.2.2　S5PC100 A/D控制器寄存器　165
11.3　A/D轉(zhuǎn)換器示例　167
11.3.1　電路連接　167
11.3.2　程序的編寫　167
11.3.3　調(diào)試與運(yùn)行結(jié)果　168
小結(jié)　168
思考與練習(xí)　168

第12章　實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC　169
12.1　RTC介紹　169
12.2　RTC控制器　170
12.3　RTC控制器寄存器詳解　170
12.4　RTC應(yīng)用示例　173
小結(jié)　174
思考與練習(xí)　174

第13章　I2C總線　175
13.1　I2C總線　175
13.1.1　I2C總線介紹　175
13.1.2　I2C總線術(shù)語　176
13.1.3　I2C總線位傳輸　176
13.1.4　I2C總線數(shù)據(jù)傳輸　177
13.1.5　I2C總線尋址方式　177
13.1.6　快速和高速模式　178
13.2　I2C總線控制器　179
13.2.1　S5PC100下的I2C控制器介紹　179
13.2.2　I2C總線控制寄存器詳解　179
13.3　I2C總線應(yīng)用示例　180
13.3.1　電路原理分析　180
13.3.2　代碼實(shí)現(xiàn)　182
小結(jié)　183
思考與練習(xí)　183

第14章　存儲(chǔ)器接口　184
14.1　Flash ROM介紹　184
14.2　NOR Flash操作　186
14.2.1　AM29LV160D芯片介紹　186
14.2.2　AM29LV160D字編程操作　187
14.2.3　AM29LV160D扇區(qū)/塊擦除操作　188
14.2.4　AM29LV160D芯片擦除操作　188
14.2.5　AM29LV160D與S5PC100的接口電路　189
14.2.6　AM29LV160D存儲(chǔ)器的程序設(shè)計(jì)　190
14.3　NAND Flash操作　192
14.3.1　芯片介紹　192
14.3.2　讀操作過程　193
14.3.3　擦除操作過程　194
14.3.4　寫操作過程　195
14.4　S5PC100中NAND Flash控制器的操作　195
14.4.1　S5PC100中NAND Flash控制器概述　195
14.4.2　S5PC100中NAND Flash控制器寄存器詳解　196
14.5　S5PC100 NAND Flash接口電路與程序設(shè)計(jì)　198
14.5.1　K9F2G080U和S5PC100的接口電路　198
14.5.2　S5PC100控制K9F2G080U的程序設(shè)計(jì)　198
小結(jié)　202
思考與練習(xí)　202

第15章　SPI接口　203
15.1　SPI總線協(xié)議理論　203
15.1.1　協(xié)議簡介　203
15.1.2　協(xié)議內(nèi)容　203
15.2　SPI控制器詳解　205
15.2.1　S5PC100的SPI控制器簡介　205
15.2.2　時(shí)鐘源控制　206
15.2.3　寄存器詳解　206
15.3　SPI接口應(yīng)用示例　208
小結(jié)　214
思考與練習(xí)　214

第16章　DMA控制器　215
16.1　PL330原理概述　215
16.1.1　DMAC簡述　215
16.1.2　S5PC100下的DMAC模型　216
16.1.3　PL330簡述　217
16.2　PL330詳解　219
16.2.1　PL330指令集　219
16.2.2　相關(guān)寄存器詳解　223
16.3　S5PC100 PL330示例　224
小結(jié)　228
思考與練習(xí)　228

第17章　LCD接口技術(shù)　229
17.1　LCD控制器原理概述　229
17.1.1　LCD控制器介紹　229
17.1.2　S5PC100的 LCD控制器介紹　230
17.1.3　S5PC100的LCD控制器操作　231
17.1.4　LCD控制器寄存器　233
17.2　LCD控制器應(yīng)用示例　237
小結(jié)　241
思考與練習(xí)　241

第18章　CAMIF接口技術(shù)　242
18.1O　V9650介紹　242
18.1.1　芯片功能描述　242
18.1.2　OV9650物理參數(shù)　243
18.1.3　OV9650寄存器詳解　244
18.2　SCCB總線　246
18.2.1　SCCB協(xié)議介紹　246
18.2.2　SCCB的總線編程　247
18.3　CAMIF接口詳解　248
18.3.1　基于S5PC100的CAMIF接口介紹　248
18.3.2　S5PC100 CAMIF寄存器詳解　250
18.3.3　CAMIF應(yīng)用示例　253
小結(jié)　256
思考與練習(xí)　256

參考文獻(xiàn)　257