ARM嵌入式體系結構與接口技術（Cortex-A8版）

目　錄

第1章　嵌入式系統(tǒng)基礎知識　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　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　13
思考與練習　13

第2章　ARM技術概述　14
2.1　ARM體系結構的技術特征及發(fā)展　14
2.1.1　ARM公司簡介　14
2.1.2　ARM技術特征　15
2.1.3　ARM體系結構的發(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微處理器結構　23
2.4　ARM微處理器的應用選型　23
2.4.1　ARM芯片選擇的一般原則　24
2.4.2　選擇一款適合教學的ARM芯片　24
2.5　Cortex-A8內(nèi)部功能及特點　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　浮點數(shù)據(jù)類型　29
2.6.3　存儲器大/小端　29
2.7　Cortex-A8內(nèi)核工作模式　30
2.8　Cortex-A8存儲系統(tǒng)　31
2.8.1　協(xié)處理器　32
2.8.2　存儲管理單元　33
2.8.3　高速緩沖存儲器　33
2.8.4　NEON技術　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　43
思考與練習　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　71
思考與練習　71

第4章　GNU匯編偽指令集　72
4.1　GNU匯編器的平臺無關偽指令　72
4.1.1　偽指令概念　72
4.1.2　符號定義偽指令　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匯編語言的程序結構　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)用標準AAPCS/ATPCS　83
4.3.4　匯編語言程序設計舉例　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　88
思考與練習　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)建一個新工程　93
5.2.3　調(diào)試工程　95
小結　96
思考與練習　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的實例　100
6.3.1　電路原理　101
6.3.2　寄存器設置　101
6.3.3　程序編寫　101
小結　102
思考與練習　102

第7章　ARM系統(tǒng)時鐘及編程　103
7.1　S5PC100時鐘域的劃分　103
7.2　S5PC100時鐘的產(chǎn)生過程分析　104
7.2.1　時鐘的產(chǎn)生　104
7.2.2　模塊對應的時鐘域　105
7.3　S5PC100時鐘源的選擇　105
7.3.1　時鐘來自于外部引腳　105
7.3.2　時鐘來自于時鐘管理單元(CMU)　106
7.4　S5PC100時鐘的配置　106
7.5　S5PC100時鐘配置寄存器描述　108
7.6　S5PC100時鐘源配置示例　109
小結　110
思考與練習　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　116
8.4　ARM處理器模式和異常　117
8.5　ARM異常響應和處理程序返回　117
8.5.1　中斷響應的概念　117
8.5.2　ARM異常響應流程　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計　121
8.8　FIQ和IRQ異常中斷程序設計　124
8.9　基于Cortex-A8內(nèi)核的S5PC100異常程序設計　125
8.9.1　S5PC100中斷機制分析　125
8.9.2　S5PC100中斷處理程序?qū)嵗?28
小結　132
思考與練習　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　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　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)試與運行程序　145
小結　145
思考與練習　145

第10章　PWM定時器　146
10.1　S5PC100 PWM定時器　146
10.1.1　PWM定時器概述　146
10.1.2　PWM定時器特點　147
10.1.3　PWM定時器的寄存器　148
10.1.4　PWM定時器示例　152
10.2　S5PC100看門狗定時器　154
10.2.1　S5PC100看門狗定時器概述　154
10.2.2　看門狗定時器寄存器　155
10.2.3　看門狗定時器程序編寫　156
小結　157
思考與練習　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　158
11.1.2　A/D轉(zhuǎn)換的技術指標　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)試與運行結果　168
小結　168
思考與練習　168

第12章　實時時鐘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應用示例　173
小結　174
思考與練習　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總線應用示例　180
13.3.1　電路原理分析　180
13.3.2　代碼實現(xiàn)　182
小結　183
思考與練習　183

第14章　存儲器接口　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存儲器的程序設計　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接口電路與程序設計　198
14.5.1　K9F2G080U和S5PC100的接口電路　198
14.5.2　S5PC100控制K9F2G080U的程序設計　198
小結　202
思考與練習　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　時鐘源控制　206
15.2.3　寄存器詳解　206
15.3　SPI接口應用示例　208
小結　214
思考與練習　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　相關寄存器詳解　223
16.3　S5PC100 PL330示例　224
小結　228
思考與練習　228

第17章　LCD接口技術　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控制器應用示例　237
小結　241
思考與練習　241

第18章　CAMIF接口技術　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應用示例　253
小結　256
思考與練習　256

參考文獻　257