ARM嵌入式体系结构与接口技术 华清远见嵌入式学院,杨胜利,刘洪涛 编 著 专业科技 文轩网

第1章  嵌入式系统基础知识  1
1.1  嵌入式系统的概述  1
1.1.1  嵌入式系统简介  1
1.1.2  嵌入式系统的特点  2
1.1.3  嵌入式系统的发展  3
1.2  嵌入式系统的组成  5
1.2.1  嵌入式系统的硬件组成  5
1.2.2  嵌入式系统的软件组成  6
1.3  嵌入式操作系统举例  6
1.3.1  商业版嵌入式操作系统  6
1.3.2  开源版嵌入式操作系统  7
1.4  嵌入式系统开发概述  8
小结  13
思考与练习  13

第2章  ARM技术概述  14
2.1  ARM体系结构的技术特征及发展  14
2.1.1  ARM公司简介  14
2.1.2  ARM技术特征  15
2.1.3  ARM体系结构的发展  16
2.2  ARM微处理器简介  18
2.2.1  ARM7处理器系列  19
2.2.2  ARM9处理器系列  19
2.2.3  ARM9E 处理器系列  20
2.2.4  ARM11处理器系列  20
2.2.5  SecurCore处理器系列  20
2.2.6  StrongARM和Xscale处理器系列  21
2.2.7  MPCore处理器系列  21
2.2.8  Cortex处理器系列  21
2.3  ARM微处理器结构  23
2.4  ARM微处理器的应用选型  23
2.4.1  ARM芯片选择的一般原则  24
2.4.2  选择一款适合教学的ARM芯片  24
2.5  Cortex-A8内部功能及特点  28
2.6  数据类型  28
2.6.1  ARM的基本数据类型  28
2.6.2  浮点数据类型  29
2.6.3  存储器大/小端  29
2.7  Cortex-A8内核工作模式  30
2.8  Cortex-A8存储系统  31
2.8.1  协处理器  32
2.8.2  存储管理单元  33
2.8.3  高速缓冲存储器  33
2.8.4  NEON技术  34
2.8.5  安全域(TrustZone)  34
2.9  流水线  34
2.9.1  流水线的概念与原理  34
2.9.2  流水线的分类  35
2.9.3  影响流水线性能的因素  36
2.10  寄存器组织  37
2.11  程序状态寄存器  39
2.12  SAMSUNG S5PC100处理器介绍  41
小结  43
思考与练习  43

第3章  ARM的指令集合  44
3.1  ARM指令集  44
3.1.1  数据操作指令  44
3.1.2  乘法指令  51
3.1.3  Load/Store指令  53
3.1.4  跳转指令  59
3.1.5  状态操作指令  62
3.1.6  协处理器指令  63
3.1.7  异常产生指令  65
3.2  ARM指令的寻址方式  67
小结  71
思考与练习  71

第4章  GNU汇编伪指令集  72
4.1  GNU汇编器的平台无关伪指令  72
4.1.1  伪指令概念  72
4.1.2  符号定义伪指令  73
4.1.3  数据定义伪指令  74
4.1.4  汇编控制伪操作  76
4.1.5  杂项伪操作  78
4.2  GNU汇编器支持的ARM伪指令  80
4.2.1  ADR伪指令  80
4.2.2  ADRL伪指令  80
4.2.3  LDR伪指令  81
4.3  ARM汇编语言的程序结构  82
4.3.1  汇编语言的程序格式  82
4.3.2  汇编语言的子程序调用  82
4.3.3  过程调用标准AAPCS/ATPCS  83
4.3.4  汇编语言程序设计举例  84
4.4  汇编语言与C语言的混合编程  84
4.4.1  GNU内联汇编  85
4.4.2  C和汇编的混合编程  87
小结  88
思考与练习  89

第5章  ARM集成开发环境搭建  90
5.1  FS-JTAG仿真器介绍  90
5.2  开发环境搭建  91
5.2.1  开发工具的安装  91
5.2.2  创建一个新工程  93
5.2.3  调试工程  95
小结  96
思考与练习  96

第6章  GPIO编程  97
6.1  GPIO功能介绍  97
6.2  S5PC100芯片的GPIO控制器介绍  98
6.2.1  特性  98
6.2.2  GPIO分组预览  98
6.2.3  S5PC100的GPIO常用寄存器分类  98
6.2.4  S5PC100 I/O接口常用寄存器详解  99
6.3  S5PC100的GPIO的实例  100
6.3.1  电路原理  101
6.3.2  寄存器设置  101
6.3.3  程序编写  101
小结  102
思考与练习  102

第7章  ARM系统时钟及编程  103
7.1  S5PC100时钟域的划分  103
7.2  S5PC100时钟的产生过程分析  104
7.2.1  时钟的产生  104
7.2.2  模块对应的时钟域  105
7.3  S5PC100时钟源的选择  105
7.3.1  时钟来自于外部引脚  105
7.3.2  时钟来自于时钟管理单元(CMU)  106
7.4  S5PC100时钟的配置  106
7.5  S5PC100时钟配置寄存器描述  108
7.6  S5PC100时钟源配置示例  109
小结  110
思考与练习  110

第8章  ARM异常处理及编程  111
8.1  ARM异常中断处理概述  111
8.2  ARM体系异常种类  112
8.3  ARM异常的优先级  116
8.4  ARM处理器模式和异常  117
8.5  ARM异常响应和处理程序返回  117
8.5.1  中断响应的概念  117
8.5.2  ARM异常响应流程  118
8.5.3  从异常处理程序中返回  119
8.6  ARM系统中异常中断处理程序的安装  121
8.7  ARM的SWI异常中断处理程序设计  121
8.8  FIQ和IRQ异常中断程序设计  124
8.9  基于Cortex-A8内核的S5PC100异常程序设计  125
8.9.1  S5PC100中断机制分析  125
8.9.2  S5PC100中断处理程序实例  128
小结  132
思考与练习  132

第9章  串行通信接口  133
9.1  串行通信  133
9.1.1  串行通信与并行通信的概念  133
9.1.2  异步串行方式的特点  134
9.1.3  异步串行方式的数据格式  134
9.1.4  同步串行方式的特点  134
9.1.5  同步串行方式的数据格式  134
9.1.6  比特率、比特率因子与位周期  135
9.1.7  RS-232C串口规范  135
9.1.8  RS-232C接线方式  137
9.2  S5PC100异步串行通信  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  串口发送接收程序示例  142
9.3.1  电路连接  142
9.3.2  程序的编写  142
9.3.3  调试与运行程序  145
小结  145
思考与练习  145

第10章  PWM定时器  146
10.1  S5PC100 PWM定时器  146
10.1.1  PWM定时器概述  146
10.1.2  PWM定时器特点  147
10.1.3  PWM定时器的寄存器  148
10.1.4  PWM定时器示例  152
10.2  S5PC100看门狗定时器  154
10.2.1  S5PC100看门狗定时器概述  154
10.2.2  看门狗定时器寄存器  155
10.2.3  看门狗定时器程序编写  156
小结  157
思考与练习  157

第11章  A/D转换器  158
11.1  A/D转换器原理  158
11.1.1  A/D转换基础  158
11.1.2  A/D转换的技术指标  159
11.1.3  A/D转换器类型  160
11.1.4  A/D转换的一般步骤  164
11.2  S5PC100 A/D转换器  164
11.2.1  S5PC100 A/D转换器概述  164
11.2.2  S5PC100 A/D控制器寄存器  165
11.3  A/D转换器示例  167
11.3.1  电路连接  167
11.3.2  程序的编写  167
11.3.3  调试与运行结果  168
小结  168
思考与练习  168

第12章  实时时钟RTC  169
12.1  RTC介绍  169
12.2  RTC控制器  170
12.3  RTC控制器寄存器详解  170
12.4  RTC应用示例  173
小结  174
思考与练习  174

第13章  I2C总线  175
13.1  I2C总线  175
13.1.1  I2C总线介绍  175
13.1.2  I2C总线术语  176
13.1.3  I2C总线位传输  176
13.1.4  I2C总线数据传输  177
13.1.5  I2C总线寻址方式  177
13.1.6  快速和高速模式  178
13.2  I2C总线控制器  179
13.2.1  S5PC100下的I2C控制器介绍  179
13.2.2  I2C总线控制寄存器详解  179
13.3  I2C总线应用示例  180
13.3.1  电路原理分析  180
13.3.2  代码实现  182
小结  183
思考与练习  183

第14章  存储器接口  184
14.1  Flash ROM介绍  184
14.2  NOR Flash操作  186
14.2.1  AM29LV160D芯片介绍  186
14.2.2  AM29LV160D字编程操作  187
14.2.3  AM29LV160D扇区/块擦除操作  188
14.2.4  AM29LV160D芯片擦除操作  188
14.2.5  AM29LV160D与S5PC100的接口电路  189
14.2.6  AM29LV160D存储器的程序设计  190
14.3  NAND Flash操作  192
14.3.1  芯片介绍  192
14.3.2  读操作过程  193
14.3.3  擦除操作过程  194
14.3.4  写操作过程  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控制器寄存器详解  196
14.5  S5PC100 NAND Flash接口电路与程序设计  198
14.5.1  K9F2G080U和S5PC100的接口电路  198
14.5.2  S5PC100控制K9F2G080U的程序设计  198
小结  202
思考与练习  202

第15章  SPI接口  203
15.1  SPI总线协议理论  203
15.1.1  协议简介  203
15.1.2  协议内容  203
15.2  SPI控制器详解  205
15.2.1  S5PC100的SPI控制器简介  205
15.2.2  时钟源控制  206
15.2.3  寄存器详解  206
15.3  SPI接口应用示例  208
小结  214
思考与练习  214

第16章  DMA控制器  215
16.1  PL330原理概述  215
16.1.1  DMAC简述  215
16.1.2  S5PC100下的DMAC模型  216
16.1.3  PL330简述  217
16.2  PL330详解  219
16.2.1  PL330指令集  219
16.2.2  相关寄存器详解  223
16.3  S5PC100 PL330示例  224
小结  228
思考与练习  228

第17章  LCD接口技术  229
17.1  LCD控制器原理概述  229
17.1.1  LCD控制器介绍  229
17.1.2  S5PC100的 LCD控制器介绍  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控制器应用示例  237
小结  241
思考与练习  241

第18章  CAMIF接口技术  242
18.1O  V9650介绍  242
18.1.1  芯片功能描述  242
18.1.2  OV9650物理参数  243
18.1.3  OV9650寄存器详解  244
18.2  SCCB总线  246
18.2.1  SCCB协议介绍  246
18.2.2  SCCB的总线编程  247
18.3  CAMIF接口详解  248
18.3.1  基于S5PC100的CAMIF接口介绍  248
18.3.2  S5PC100 CAMIF寄存器详解  250
18.3.3  CAMIF应用示例  253
小结  256
思考与练习  256

参考文献  257