本书从实际应用角度出发，从嵌入式系统基本知识、处理器、操作系统和硬件电路到应用实例系统介绍了设计开发嵌入式车载信息系统涉及的全部知识点。全书共分嵌入式系统知识、ARM体系结构、嵌入式操作系统Linux和车载信息系统应用实例四部分。本书内容丰富，讲解深入浅出，可以作为嵌入式系统课程的教材及实验教材和学习嵌入式系统的参考书，还可以供有关工程技术人员参考。

嵌入式系统是指以应用为核心，以计算机为基础，软硬件可裁减，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。本书围绕目前流行的32位ARM处理器和源码开放的Linux操作系统，讲述嵌入式系统的概念，通过具体工程实例讲述嵌入式系统软硬件集成、开发过程及嵌入式Linux应用程序和驱动程序的开发设计方法。

本书本着“从实践中来，到实践中去”的原则编写，力求使读者通过学习理论，在理论指导下灵活应用于实践，使读者较快掌握嵌入式系统应用和开发的基本技术。

本书的特色在于经过实际教学和培训使用，所带程序取材于学生课程实验、培训实习和工程科研项目实践。特别适合没有单片机和操作系统基础知识的开发人员学习嵌入式系统，可以作为嵌入式系统课程的教材及实验教材和学习嵌入式系统的参考书，还可以供有关工程技术人员参考。

第1部分 嵌入式系统知识

第1章 嵌入式系统基础

1.1嵌入式系统概述

1.1.1嵌入式系统的定义

1.1.2嵌入式系统的组成

1.1.3嵌入式系统的特点

1.1.4嵌入式系统的应用

1.1.5实时系统

1.2嵌入式处理器

1.2.1嵌入式微处理器(EMPU)

1.2.2微控制器(MCU)

1.2.3DSP

1.2.4SoC

1.3嵌入式操作系统

1.3.1操作系统的概念及分类

1.3.2几个主要的概念

1.3.3实时操作系统

1.4嵌入式技术发展现状及趋势

1.5嵌入式技术在汽车中的广泛应用

1.5.1嵌入式技术的快速发展给汽车工业带来了新的生机

1.5.2我国汽车电子市场的发展状况

本章小结

思考题与习题

第2章 嵌入式系统开发过程

2.1嵌入式软件开发的特点

2.1.1需要交叉开发环境

2.1.2引入任务设计方法

2.1.3需要固化程序

2.1.4软件开发难度大

2.2嵌入式软件的开发流程

2.2.1需求分析阶段

2.2.2设计阶段

2.2.3生成代码调试阶段

2.2.4固化阶段

2.2.5嵌入式软件开发的要点

2.3嵌入式系统的调试

本章小结

思考题与习题

第2部分 ARM体系结构

第3章 ARM微处理器概述

3.1发展历程

3.2ARM微处理器系列

3.2.1ARM7系列

3.2.2ARM9／9E系列

3.2.3ARMl0E系列

3.2.4ARMll系列

3.2.5其他

3.3技术特点

3.4应用选型

3.4.1内核选择

3.4.2工作速度

3.4.3片内存储器容量

3.4.4片内外设

3.4.5其他因素

3.5相关术语

3.5.1RISC与CISC

3.5.2流水线

3.5.3Von Neumman和Harvard计算机结构

3.5.4AMBA总线

3.5.5ARM相关技术

本章小结

思考题与习题

第4章 编程模型

4.1数据类型

4.2存储器格式

4.3工作状态切换

4.4处理器运行模式

4.5寄存器组织

4.5.1通用寄存器

4.5.2Thumb状态寄存器组织

4.5.3程序状态寄存器

4.6异常

4.6.1异常类型

4.6.2异常响应

4.6.3异常返回

4。6.4异常向量

4.6.5异常优先级

4.6.6异常描述

4.6.7应用程序的异常处理

本章小结

思考题与习题

第5章 ARM微处理器指令系统

5.1指令的分类与格式

5.2指令的条件域

5.3ARM指令的寻址方式

5.3.1立即寻址

5.3.2寄存器寻址

5.3.3寄存器间接寻址

5.3.4基址变址寻址

5.3.5多寄存器寻址

5.3.6相对寻址

5.3.7堆栈寻址

5.4删指令集

5.4.1跳转指令

5.4.2数据处理指令

5.4.3乘法指令

5.4.4程序状态寄存器访问指令

5.4.5加载／存储指令

5.4.6批量数据加载，存储指令

5.4.7移位操作

5.4.8协处理器指令

5.4.9异常指令

5.5Thumb指令集

本章小结

思考题与习题

第3部分 嵌入式操作系统Linux

第6章 嵌入式Linux操作系统

6.1Linux概况

6.1.1Linux和UNIX的历史

6.1.2Linux的特点

6.1.3Linux应用

6.2嵌入式Linux的基本结构

6.3Linux目录结构

6.3.1root文件系统

6.3.2／usr文件系统

6.3.3／var文件系统

6.3.4.／proc文件系统

6.4Linux内核简介

6.5嵌入式Linux系统开发流程

本章小结

思考题与习题

第7章 嵌入式Linux应用程序的开发

7.1Linux的使用

7.1.1I.inux常用命令

7.1.2vI编辑器的使用

7.2GNU开发工具的使用

7.2.1GCC编译器

7.2.2GNUMake

7.2.3使用GDB

7.3开发环境的建立

7.3.1安装开发环境

7.3.2配置开发环境

7.3.3使用开发环境

7.4在嵌入式Linux下开发应用程序

7.4.1低级文件操作

7.4.2标准输入输出

7.4.3内存管理

7.4.4进程和管道

7.4.5信号

7.5应用程序调试

7.5.1通过以太网口远程调试

7.5.2通过串口远程调试

7.5.3使用DDD进行远程调试

本章小结

思考题与习题

第8章 嵌入式Linux驱动程序开发

8.1嵌入式Linux的设备管理

8.1.1驱动程序的概念

8.1.2驱动程序结构

8.1.3Linux对中断的处理

8.1.4设备驱动的初始化

8.2驱动程序的开发过程

8.2.1驱动程序的开发流程

8.2.2设备驱动程序存取

8.2.3基于模块化的字符设备驱动框架

8.2.4模块化驱动程序的加载和卸载

8.3串口驱动程序

8.4LCD驱动程序

8.4.1Linux的帧缓冲设备

8.4.2帧缓冲驱动的编写

本章小结

思考题与习题

第9章 嵌入式Linux下GUI的实现

9.1嵌入式GUI

9.1.1对嵌入式GUI的认识

9.1.2图形用户界面系统的结构模型

9.2MiniGUI

9.2.1MiniGUI简介

9.2.2在PC上安装与配置MiniGUI

9.2.3MiniGlJI下应用程序的开发方法与流程

9.2.4MiniGUI编程示例

9.3Qt、Qt／Embedded

9.3.1Qt、Qt／Embedded简介

9.3.2在PC上安装与配置Qt／Embedded

9.3.3Qt下应用程序的开发方法与流程

9.3.4QT编程示例

本章小结

思考题与习题

第4部分 车载信息系统应用实例

第10章 MC9328MX1最小系统设计

10.1数据采集(DAQ)基础

10.1.1信号与系统

10.1.2信号采集

10.1.3数据采集系统的功能

10.2MC9328MXl概述

10.2.1系统总体框图

10.2.2系统主要部件

10.3引脚定义及描述

10.4系统硬件选型与单元电路设计

10.4.1EMOTION ARM 9 Linux开发系统概述

10.4.2EMOTION ARM 9 Linux开发系统资源接口说明

10.4.3系统硬件选型与单元电路设计

10.4.4硬件调试

10.4.5印制电路板的设计

本章小结

思考题与习题

第11章 ARM9Linux外围电路实例

11.1 10／100Mbps以太网接口电路

11.1.1 10／100Mbps以太网接口电路特点

11.1.2 10／100Mbps以太网接口电路

11.2通用I／O接口电路

11.2.1基本原理

11.2.2硬件接口电路

11.3S1aveUSB硬件接口电路

11.3.1基本原理

11.3.2USB的硬件接口电路

11.4Audio CODEC硬件接口电路

11.4.1基本原理

11.4.2接口电路

11.5LCD显示接口电路

11.5.1LCD基本原理

11.5.2LCD的驱动控制

11.5.3LCD显示接口

11.6LCD触摸屏接口电路

11.6.1触摸屏基本原理

11.6.2触摸屏与显示器的配合

11.6.3触摸屏接口电路

11.7模数转换接口电路

11.7.1基本原理

11.7.2A／D转换接口电路

11.8D／A转换接口电路

11.8.1基本原理

11.8.2DAC硬件接口电路

11.9cAN通信接口电路

11.9.1基本原理

11.9.2CAN通信接口电路

本章小结

思考题与习题

第12章 基于EMOTION的车辆信息采集系统

12.1车辆信息采集系统

12.1.1系统分析

12.1.2系统功能

12.1.3各级界面中分别要实现的功能

12.1.4基于EMOTION开发系统的车辆信息系统

12.2内核模块设计

12.2.1内核模块编写快速入门

12.2.2内核剪裁和文件系统创建

12.2.3文件系统的建立

12.3串口通信

12.4开关量操作模块

12.4.1系统工作原理

12.4.2开发内容

12.4.3开发步骤

12.5车辆状态监测

12.5.1软件实现原理

12.5.2开发内容

12.5.3开发步骤

12.6人机界面开发

12.6.1MXl片内LCD控制器操作

12.6.2EMOTION ARM 9 Linux的液晶显示系统

12.6.3开发内容

12.6.4开发步骤

12.7CAN总线通信开发

12.7.1软件原理

12.7.2开发步骤

12.8多进程编程开发

12.8.1开发原理

12.8.2开发内容

12.8.3开发步骤

本章小结

思考题与习题

附录A Linux常用操作介绍

附录B EMOTION(ARM9 Linux)核心板电路原理图

附录C EMOTION(ARM9 Linux)扩展板电路原理图

参考文献