ARM 嵌入式體系結構與接口技術 (Cortex-A53版)(微課版)

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ARM 嵌入式體系結構與接口技術 (Cortex-A53版)(微課版)

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內容描述

ARM微處理器已經成為當今應用廣泛的嵌入式處理器之一。目前，Cortex-A系列處理器已經占據了大部分中高端產品市場。S5P6818則是一款基於Cortex-A53內核的64位高性能、低成本的ARM微處理器。
本書主要從ARM的體系結構和接口技術兩個方面對S5P6818芯片的使用進行講解。全書共15章，前14章分別介紹了嵌入式系統基礎知識、ARM技術概述、Cortex-A53編程模型、ARM開發環境搭建、ARM微處理器的指令系統、ARM匯編語言程序設計、ARMv8異常處理、通用I/O接口、ARM外部中斷、UART串行通信接口、PWM定時器與“看門狗”定時器、A/D轉換器、SPI總線接口、I2C總線接口；最後一章提供了一個綜合案例，通過練習和操作實踐，幫助讀者鞏固所學的內容。
本書可以作為高等院校嵌入式相關專業和電腦相關專業的教材，也可以作為電腦軟件和硬件培訓教材，還可以作為嵌入式研究方向的專業人才和廣大電腦愛好者的自學教材。

目錄大綱

第 1章 嵌入式系統基礎知識　1
1.1　嵌入式系統概述　2
1.1.1　嵌入式系統簡介　2
1.1.2　嵌入式系統定義　2
1.1.3　嵌入式系統特點　3
1.1.4　嵌入式操作系統發展趨勢　4
1.2　嵌入式系統的組成　4
1.2.1　嵌入式系統硬件子系統　5
1.2.2　嵌入式系統軟件子系統　5
1.3　嵌入式系統開發流程　6
1.3.1　嵌入式系統基本設計流程　6
1.3.2　嵌入式系統的開發流程　7
1.4　小結　7
1.5　練習題　8
第　2章 ARM技術概述　9
2.1　ARM體系結構的發展及技術特徵　10
2.1.1　ARM公司簡介　10
2.1.2　ARM技術特徵　10
2.1.3　ARM體系結構的發展　11
2.2　ARM微處理器簡介　12
2.2.1　Cortex-A系列處理器　13
2.2.2　Cortex-R系列處理器　14
2.2.3　Cortex-M系列處理器　14
2.2.4　SecurCore系列處理器　15
2.3　ARM微處理器架構　16
2.4　ARM微處理器應用選型　16
2.5　小結　16
2.6　練習題　17
第3章　Cortex-A53編程模型　18
3.1　Cortex-A53處理器功能及特點　19
3.2　Cortex-A53支持的數據類型　20
3.2.1　ARM的基本數據類型　20
3.2.2　浮點數據類型　20
3.2.3　存儲器大/小端模式　21
3.3　Cortex-A53內核工作模式　21
3.4　Cortex-A53存儲系統　22
3.4.1　存儲管理單元（MMU）　23
3.4.2　高速緩沖存儲器（Cache）　23
3.5　指令流水線　24
3.5.1　指令流水線的概念與原理　24
3.5.2　指令流水線的分類　24
3.5.3　影響指令流水線性能的因素　26
3.6　寄存器組織　26
3.6.1　通用寄存器　26
3.6.2　程序狀態寄存器　30
3.7　基於Cortex-A53的S5P6818處理器　33
3.8　FS6818開發平臺簡介　34
3.9　小結　36
3.10　練習題　36
第4章　ARM開發環境搭建　37
4.1　FS-JTAG（B）模擬器　38
4.2　開發環境的搭建　38
4.2.1　開發環境簡介　38
4.2.2　安裝VMware Player　39
4.2.3　解壓縮虛擬機鏡像　41
4.2.4　打開虛擬機　41
4.2.5　連接硬件平臺　43
4.2.6　USB轉串口驅動安裝　43
4.2.7　PuTTY串口終端配置　44
4.3　新建工程　45
4.4　添加已有工程　53
4.5　編譯工程　54
4.6　調試工程　55
4.6.1　配置FS-JTAG調試工具　55
4.6.2　配置調試工具　56
4.6.3　查看變量和寄存器的方法　59
4.6.4　斷點設置方法　60
4.6.5　查看內存數據信息的方法　60
4.6.6　調試結果後的處理　61
4.7　小結　62
4.8　練習題　62
第5章　ARM微處理器的指令系統　63
5.1　ARM指令系統簡介　64
5.1.1　ARM指令分類　64
5.1.2　ARM指令編碼格式　64
5.1.3　ARM指令條件碼域　64
5.2　ARM指令的尋址方式　65
5.2.1　數據處理指令的尋址方式　65
5.2.2　內存訪問指令的尋址方式　67
5.3　ARM指令集　67
5.3.1　數據處理指令　67
5.3.2　Load/Store指令　81
5.3.3　跳轉指令　88
5.3.4　程序狀態寄存器訪問指令　92
5.3.5　異常產生指令　93
5.4　ARM偽指令　93
5.5　小結　94
5.6　練習題　95
第6章　ARM匯編語言程序設計　96
6.1　GNU匯編器支持的ARM偽指令　97
6.1.1　符號定義偽指令　97
6.1.2　數據定義偽指令　98
6.1.3　匯編控制偽指令　101
6.1.4　雜項偽指令　102
6.2　匯編語言的語句格式　104
6.3　匯編語言的程序結構　104
6.4　小結　109
6.5　練習題　110
第7章　ARMv8異常處理　111
7.1　ARMv8異常概述　112
7.2　ARMv8異常種類　112
7.3　ARMv8異常處理　114
7.3.1　異常處理寄存器　115
7.3.2　同步和異步異常　117
7.3.3　由異常引起的執行狀態和異常
級別的改變　118
7.3.4　AArch64異常表　118
7.3.5　中斷處理　119
7.4　小結　121
7.5　練習題　122
第8章　通用I/O接口　123
8.1　GPIO功能介紹　124
8.2　S5P6818處理器GPIO控制器　124
8.2.1　GPIO功能描述　124
8.2.2　GPIO特性　125
8.2.3　GPIO分組　125
8.2.4　GPIO常用寄存器分類　125
8.2.5　GPIO寄存器詳解　126
8.3　GPIO接口電路與程序設計　128
8.3.1　電路連接　128
8.3.2　寄存器設置　128
8.3.3　程序的編寫　130
8.3.4　調試與運行結果　131
8.4　小結　131
8.5　練習題　131
第9章　ARM外部中斷　132
9.1　ARM中斷控制器簡介　133
9.1.1　中斷軟件分支處理　133
9.1.2　硬件支持的分支處理　134
9.2　S5P6818處理器通用中斷控制器　135
9.2.1　GIC功能模塊　136
9.2.2　GIC中斷控制器中斷類型　137
9.2.3　GIC中斷控制器中斷狀態　137
9.2.4　GIC中斷處理流程　138
9.3　中斷接口電路與程序設計　138
9.3.1　電路連接　138
9.3.2　寄存器設置　138
9.3.3　程序的編寫　148
9.3.4　調試與運行結果　152
9.4　小結　152
9.5　練習題　152
第　10章 UART串行通信接口　153
10.1　串行通信　154
10.1.1　異步串行通信原理　154
10.1.2　RS-232C串口規範　154
10.1.3　RS-232C接線方式　156
10.2　S5P6818處理器UART控制器　156
10.3　UART接口電路與程序設計　158
10.3.1　電路連接　158
10.3.2　寄存器設置　158
10.3.3　程序的編寫　162
10.3.4　調試與運行結果　165
10.4　小結　166
10.5　練習題　166
第　11章 PWM定時器與“看門狗”
　定時器　167
11.1　PWM定時器　168
11.2　S5P6818處理器PWM定時器　168
11.3　PWM接口電路與程序設計　171
11.3.1　電路連接　171
11.3.2　寄存器設置　172
11.3.3　程序的編寫　175
11.3.4　調試與運行結果　176
11.4　“看門狗”定時器　176
11.5　S5P6818處理器“看門狗”定時器　177
11.5.1　“看門狗”定時器概述　177
11.5.2　寄存器設置　178
11.5.3　程序的編寫　179
11.5.4　調試與運行結果　181
11.6　小結　181
11.7　練習題　181
第　12章 A/D轉換器　182
12.1　A/D轉換器原理　183
12.1.1　A/D轉換器的類別　183
12.1.2　A/D轉換器的參數　187
12.2　S5P6818處理器的A/D轉換器　187
12.3　A/D轉換器接口電路與程序設計　188
12.3.1　電路連接　188
12.3.2　寄存器設置　189
12.3.3　程序的編寫　190
12.3.4　調試與運行結果　193
12.4　小結　194
12.5　練習題　194
第　13章 SPI總線接口　195
13.1　SPI總線協議　196
13.1.1　SPI總線協議簡介　196
13.1.2　SPI總線協議內容　196
13.2　S5P6818處理器的SPI總線控制器　199
13.3　SPI接口電路與程序設計　200
13.3.1　電路連接　200
13.3.2　寄存器設置　200
13.3.3　程序的編寫　205
13.3.4　調試與運行結果　212
13.4　小結　212
13.5　練習題　212
第　14章 I2C總線接口　213
14.1　I2C總線協議　214
14.1.1　I2C總線協議簡介　214
14.1.2　I2C總線協議內容　214
14.2　S5P6818處理器的I2C控制器　216
14.3　I2C接口電路和程序設計　218
14.3.1　電路連接　219
14.3.2　寄存器設置　219
14.3.3　程序的編寫　223
14.3.4　調試與運行結果　229
14.4　小結　229
14.5　練習題　229
第　15章 溫度監控系統綜合案例　230
15.1　系統功能　231
15.2　系統組成　231
15.3　接口電路設計　231
15.4　程序設計　234
15.5　運行結果　240
15.6　小結　240
15.7　練習題　240

作者介紹

刘洪涛 2005年毕业于北京工业大学机电工程专业，硕士研究生学历，目前就职于北京华清远见科技信息有限公司。职位是华清远见技术总监；ARM公司全球认证讲师；参与编写过几十本专业图书；国内知名物联网方向技术顾问；首批高校物联网专业建设教学指导委员会专家委员会成员；丰富的嵌入式及物联网系统软、硬件产品开发经验；主持开发过多个大型嵌入式及物联网项目，涉及工业控制、网络、通讯、消费电子等众多领域。