ARM 嵌入式系统开发与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　因ARM的32位元微控制器IP核其卓越的性能和良好的扩充性，为广大设计者偏好，所以目前大多数的半导体公司都推出了自己的ARMSOC晶片，而ARM晶片构造里的32位元嵌入式系统成为一个重要的部分，本书由浅入深的方式来使读者对ARM系统有全面性的了解及认知，内容涵盖了ARM晶片嵌入式系统设计原理及其具体应用，并透过大量实例介绍视窗函数及Nano-X中字体的处理、影像绘制等的应用。本书适合半导体相关业界人员或有兴趣的读者阅读。

本书特色

1. 由浅入深的方式来使读者对ARM系统有全面性的了解及认知。
2. 使用大量实例对视窗函数以及Nano-X中字体的处理、影像绘制、讯息传递等有详细介绍。

计算机网络基础与实践 内容提要 本书旨在全面深入地介绍计算机网络的基本原理、关键技术以及工程实践应用。全书结构清晰，内容涵盖从物理层到应用层的网络协议栈，重点阐述 TCP/IP 协议族的机制、路由与交换技术、网络安全基础、无线网络以及新兴的软件定义网络（SDN）概念。本书不仅提供扎实的理论基础，更侧重于结合实际操作和案例分析，帮助读者掌握网络规划、部署、故障排除及性能优化的实际技能。 第一部分：网络基础与物理层 本书首先从网络的基本概念入手，定义了网络拓扑结构、性能指标（如延迟、带宽、丢包率）以及网络分层模型，详述了 OSI 七层模型和 TCP/IP 四层模型之间的对应关系与核心思想。 1.1 数据通信原理 详细阐述了信号的调制、解调技术，包括基带与频带传输的区别。重点解析了数字信号在物理介质（双绞线、光纤、无线电波）中的传输特性，讨论了信道容量的理论极限——香农定理，并解释了其在实际网络设计中的意义。 1.2 链路层与介质访问控制 (MAC) 深入探讨了数据链路层的职责，特别是帧的封装、差错检测（CRC 校验原理）和流量控制机制。在 MAC 子层，本书详细剖析了以太网协议的演进，包括 CSMA/CD 协议的工作流程、帧结构及其冲突域的概念。对于现代网络，本书着重讲解了交换机的原理，包括 MAC 地址学习、转发机制、VLAN 的配置与隔离，以及生成树协议（STP/RSTP）在防止网络环路中的核心作用。 第二部分：网络层与路由技术 网络层是实现全球互联的关键，本书在该部分投入大量篇幅讲解 IP 协议及其寻址机制。 2.1 IPv4 与寻址 详尽介绍了 IPv4 报文的结构、分片与重组过程。重点讲解了 IP 地址的分类、子网划分（Subnetting）和无类别域间路由（CIDR）的计算方法，通过大量的实例练习巩固读者对网络地址规划的能力。此外，ARP 协议在局域网内实现 IP 地址到 MAC 地址映射的过程被详细描述。 2.2 路由原理与协议 这是本书的核心内容之一。首先阐述了路由器的基本功能和工作原理，包括路由表结构、最佳路径选择原则。然后，本书系统地介绍了两大类路由协议： 内部网关协议 (IGP)： 详细对比了链路状态协议（OSPFv2）和距离矢量协议（RIPv2）的算法、度量标准和收敛特性。对 OSPF 的区域划分、LSA 类型和 DR/BDR 选举机制进行了深入的图解分析。 外部网关协议 (EGP)： 重点解析了边界网关协议（BGP-4），这是互联网骨干网的核心。讲解了 BGP 的工作模式、路径属性（如 AS-Path, Local Preference, MED）对路由选择的影响，以及路由反射器（Route Reflector）和联盟（Confederation）在高可扩展性网络中的应用。 2.3 IPv6 概述 鉴于 IPv4 地址枯竭的现状，本书专门开辟章节介绍 IPv6 的地址结构、报文格式、自动配置（SLAAC）机制以及向 IPv4 网络的过渡技术（如双栈和隧道技术）。 第三部分：传输层与应用层 传输层负责端到端的数据传输服务，应用层则面向用户提供具体的网络应用。 3.1 传输层协议 全面对比了面向连接的 TCP 和无连接的 UDP 协议。在 TCP 方面，本书深入剖析了三次握手和四次挥手的连接管理过程，详细讲解了可靠传输的实现机制：序列号、确认应答（ACK）、累计确认、超时重传机制。尤为重要的是，本书详细分析了 TCP 的拥塞控制算法，包括慢启动（Slow Start）、拥塞避免（Congestion Avoidance）、快速重传与快速恢复（Fast Retransmit/Fast Recovery），并探讨了现代如 BBR 等新型拥塞控制算法的基本思想。 3.2 应用层协议 涵盖了日常应用中最核心的协议族： 域名系统 (DNS)： 解释了 DNS 的分层结构、查询流程（迭代与递归）、资源记录类型，以及 DNSSEC 的安全扩展。 超文本传输协议 (HTTP)： 详尽分析了 HTTP/1.1 的请求-响应模型、状态码、头部字段，以及连接管理（Keep-Alive）。重点介绍了 HTTP/2 的多路复用、头部压缩（HPACK）和服务器推送等革命性改进。 文件传输与邮件协议： 介绍了 FTP、SMTP、POP3 和 IMAP 协议的工作机制和安全隐患。 第四部分：网络工程实践与新兴技术 本书的实践部分指导读者如何构建和维护现代网络环境。 4.1 网络安全基础 阐述了网络安全的三大要素（CIA）。重点介绍网络层和传输层的安全措施：IPSec 协议族（AH 和 ESP）的工作模式，以及传输层安全协议 TLS/SSL 的握手过程、数字证书和公钥基础设施（PKI）的概念。此外，本书也讨论了防火墙（状态检测、应用层网关）的部署策略和入侵检测系统（IDS/IPS）的基本原理。 4.2 网络虚拟化与 SDN 面向未来网络架构，本书介绍了网络虚拟化的概念及其对数据中心的影响。重点阐述了软件定义网络（SDN）的核心思想：控制平面与数据平面的分离。详细解释了 OpenFlow 协议在控制器（Controller）和转发设备（Switch）之间进行流表编程和策略分发的作用，以及 SDN 在网络自动化和灵活部署方面的潜力。 4.3 网络编程与工具 提供使用主流操作系统（如 Linux）进行网络编程的基础知识，介绍 Socket API 的基本调用流程。同时，本书强调实际操作能力，指导读者熟练使用诸如 Wireshark（数据包捕获与分析）、Ping、Traceroute、Netstat 等诊断工具，并提供 Cisco IOS/Juniper Junos 设备的配置实战案例，覆盖 VLAN、OSPF、BGP 的命令行配置步骤。 学习目标 完成本书学习后，读者将能够： 1. 深刻理解网络协议栈各层的功能和相互协作机制。 2. 独立设计、规划和实施中小型网络的 IP 寻址方案。 3. 熟练配置和维护主流路由器和交换机，掌握 OSPF 和 BGP 的核心配置与故障排除。 4. 理解 TCP 拥塞控制的精妙之处，并能分析网络性能瓶颈。 5. 掌握基础的网络安全防护技术和最新的网络架构趋势（如 SDN）。 本书适合于计算机科学、通信工程、网络工程等专业的本科高年级学生、研究生，以及希望系统提升网络知识和实践技能的网络工程师、系统管理员和 IT 架构师。

第1章　ARM系统结构 1-1
1.1　ARM处理器概述 1-1
1.1.1　ARM产品背景 1-1
1.1.2　ARM处理器系列介绍 1-2
1.1.3　ARM处理器系统结构扩展 1-3
1.2　ARM系统结构概述 1-4
1.2.1　ARM系统结构版本 1-4
1.2.2　资料类型 1-5
1.2.3　处理器模式 1-6
1.2.4　暂存器 1-7
1.2.5　通用暂存器 1-7
1.2.6　程式状态暂存器 1-10
1.2.7　异　常 1-14
1.2.8　ARM程序唿叫标准（APCS）简介 1-19
1.3　ARM指令集 1-23
1.3.1　条件执行 1-23
1.3.2　ARM指令集列表 1-25
1.3.3　32位元程式码基本规则 1-60
1.3.4　ARM指令应用举例 1-61
1.4　Thumb指令集 1-63
1.4.1　Thumb指令集概述 1-63
1.5　IEEE浮点指令集简介 1-78
1.6　ARM指令时序 1-86
1.7　32位元ARM处理器除错技术 1-88
1.7.1　边界扫描技术（JTAG） 1-88
1.7.2　ARM晶片的即时除错方案（E-TRACE） 1-89
1.7.3　Nexus标准 1-89

第2章　组合语言程式设计 2-1
2.1　组合语言程式结构 2-1
2.1.1　基于GCC编译器的组合语言程式结构 2-2
2.1.2　基于CodeWarrior的组合语言程式结构 2-4
2.2　号资料定义与资料结构 2-6
2.2.1　号命名规则 2-6
2.2.2　数值常数的使用与EQU指令 2-6
2.3　变　数 2-7
2.3.1　数值变数和数值运算式 2-7
2.3.2　逻辑变数和逻辑运算式 2-9
2.3.3　字串变数和字串运算式 2-10
2.3.4　变数记忆体空间分配 2-10
2.3.5　变数初始化 2-10
2.4　资料区分配和管理 2-11
2.4.1　使用SPACE分配记忆体区域 2-11
2.4.2　使用DCB分配一个或多个位元组的记忆体区域 2-12
2.4.3　使用ALIGN对齐记忆体资料 2-12
2.4.4　分配一个或多个字的记忆体区域 2-13
2.5　资料结构的描述 2-14
2.5.1　使用MAP和FIELD描述资料结构 2-14
2.5.2　相对地址 2-16
2.5.3　综合实例 2-17
2.6　分支与转移组合语言程式设计 2-19
2.6.1　简单分支结构 2-19
2.6.2　复杂的分支结构 2-20
2.7　使用跳跃表解决分支转移 2-23
2.7.1　程式实例 2-23
2.7.2　什么是跳跃表 2-25
2.7.3　如何使用跳跃表 2-26
2.8　使用跳跃实作回圈 2-27
2.8.1　透过条件跳跃实作do…while回圈 2-27
2.8.2　透过条件跳跃实作while回圈 2-28
2.8.3　多重回圈程式设计 2-28
2.9　模组化程式设计 2-30
2.9.1　简单函数唿叫例子 2-31
2.9.2　暂存器保护 2-33
2.9.3　参数传递 2-33
2.9.4　函数跳跃表 2-34
2.9.5　使用巨集定义实作函数功能 2-36
2.9.6　和函数相关的虚拟指令 2-37
2.10　高阶语言和组合语言的混合程式设计 2-38
2.10.1　嵌入式组合语言语句 2-39
2.10.2　高阶语言和组合语言函数间的相互唿叫 2-41
2.11　其他常见的虚拟指令 2-43

第3章　ARM系统启动程式码分析和开发 3-1
3.1　ARM的异常与RESET 3-1
3.2　了解与启动相关的硬体资讯与开发手段 3-3
3.3　C/C++语言开发和执行环境 3-4
3.3.1　工具链准备 3-4
3.3.2　GNU环境简介 3-6
3.3.3　C语言执行环境 3-8
3.3.4　一个简单boot程式码例子 3-11
3.4　BOOT程式码分析 3-16
3.4.1　U-BOOT简介 3-16
3.4.2　程式码分析和移植相关 3-20
3.5　韧体开发除错方法 3-29

第4章　即时操作系统在ARM上的移植 4-1
4.1　即时操作系统简介 4-1
4.2　μC/OS-II作业系统 4-2
4.2.1　μC/OS-II介绍 4-2
4.2.2　μC/OS-II应用程式开发 4-3
4.2.3　μC/OS-II移植 4-6
4.3　eCos简介及移植介绍分析 4-24
4.3.1　eCos简介 4-24
4.3.2　eCos的移植介绍 4-25

第5章　基于ARM的网路协定堆叠实作 5-1
5.1　协定堆叠实作结构 5-2
5.1.1　系统硬体驱动程式 5-3
5.1.2　znet协定初始化 5-5
5.1.3　znet协定主任务 5-7
5.2　协定实作模组程式码分析 5-10
5.2.1　全域资料结构和μC/OS-II中的介面 5-10
5.2.2　全域缓冲管理模组 5-15
5.2.3　协定主任务和驱动交互的模组 5-20
5.2.4　ARP实作模组及主任务的IP资料分发 5-24
5.2.5　ICMP实作模组 5-34
5.2.6　API实作模组 5-38
5.2.7　UDP实作模组 5-48
5.2.8　TCP实作模组 5-55
5.3　协定堆叠实作回顾 5-68

第6章　外部汇流排与音频系统设计 6-1
6.1　IIC（I2C）汇流排基本原理 6-1
6.1.1　起始和停止条件 6-2
6.1.2　资料传输 6-3
6.1.3　读写操作 6-3
6.2　I2S音频设备汇流排的原理和应用 6-4
6.2.1　I2S汇流排简介 6-4
6.2.2　I2S汇流排协定 6-5
6.2.3　基于I2S介面的音频系统硬体设计 6-7
6.2.4　基于Cirrus Logic公司多媒体ARM晶片的音频系统设计 6-8
6.3　音频设备驱动 6-10
6.3.1　音频设备基础知识 6-10
6.3.2　Linux驱动程式结构 6-11
6.3.3　音频设备档 6-13
6.3.4　程式和音频设备间的通信过程 6-16
6.3.5　设备的初始化和卸载 6-17
6.3.6　设备打开常式open() 6-20
6.3.7　记忆体映对和mmap常式 6-22
6.3.8　暂存区的设计 6-26
6.3.9　ioctl系统唿叫 6-30
6.3.10　音频资料的播放和录制常式 6-33
6.4　音频应用程式的设计 6-36
6.4.1　音频应用程式基本框架 6-36
6.4.2　音频参数设置 6-38
6.4.3　混频器（Mixer）基础 6-44
6.4.4　综合应用实例 6-47
6.4.5　音频应用程式设计注意事项 6-55

第7章　快闪记忆体晶片与嵌入式档案系统 7-1
7.1　快闪记忆体的物理特性 7-1
7.2　嵌入式档案系统概述 7-3
7.3　NAND设备驱动程式 7-4
7.3.1　NAND晶片 7-4
7.3.2　NAND控制器 7-9
7.3.3　NAND设备MTD程式制作 7-11
7.4　NOR设备驱动 7-16
7.4.1　NOR晶片 7-16
7.4.2　通用快闪记忆体介面（CFI） 7-17
7.5　针对快闪记忆体晶片的档案系统 7-21
7.5.1　用于中间层TrueFFS 7-22
7.5.2　让TrueFFS和引导磁区共用快闪记忆体 7-24
7.5.3　TrueFFS的配置与使用 7-25
7.5.4　在使用TrueFFS的快闪记忆体上面安装Linux 7-27
7.6　JFFS/JFFS2档案系统 7-31
7.6.1　日志档案系统储存结构 7-32
7.6.2　JFFS2 7-35
7.6.3　在Linux中使用JFFS/JFFS2 7-41
7.6.4　MTD的其他用法：使用RAMDISK制作启动核心 7-45
7.7　YAFFS档案系统 7-47
7.7.1　YAFFS的下载与安装 7-47
7.7.2　YAFFS与JFFS/JFFS2的不同点 7-49
7.7.3　YAFFS实作机制 7-50

第8章　嵌入式图形使用者介面基础 8-1
8.1　LCD显示器基本原理 8-1
8.2　嵌入式GUI 8-3
8.2.1　MiniGUI 8-3
8.2.2　Microwindows 8-4
8.2.3　Microwindows_0.90_release的安装 8-5
8.3　Microwindows的系统结构 8-13
8.3.1　设备驱动 8-13
8.3.2　MicroGUI—设备无关图形引擎 8-19
8.3.3　Microwindows的应用程式介面API 8-21
8.4　图形引擎层 8-22
8.5　编译环境的选项（Makefile档设置） 8-28
8.6　基于Microwindows类型的API的程式设计 8-30
8.6.1　视窗的基本元素 8-30
8.6.2　“Hello world”，你的第一个Microwindows程式 8-31
8.6.3　图形绘制函数小节 8-42
8.6.4　Microwindows API的优缺点 8-43

第9章　基于Nano-X的嵌入式GUI设计 9-1
9.1　Client/Server模式 9-1
9.2　Nano-X风格的“Hello World” 9-3
9.3　Nano-X视窗管理器 9-8
9.4　程式中使用点阵图资源 9-9
9.4.1　将点阵图变成C语言原始程式 9-9
9.4.2　影像尺寸 9-9
9.4.3　影像显示 9-10
9.4.4　编译执行 9-12
9.5　从档中载入图片 9-13
9.6　文字输出与字体 9-15
9.6.1　文字输出函数 9-15
9.6.2　字体的基础知识 9-15
9.6.3　字体识别字 9-16
9.7　高阶使用者介面设计 9-20
9.7.1　事件回应 9-20
9.7.2　窗口间通信 9-23
9.7.3　多视窗应用程式 9-23
9.7.4　视窗控制项 9-28
9.7.5　游戏制作 9-37

评分☆☆☆☆☆

這次入手這本《ARM 嵌入式系統開發與應用》，讓我對 ARM 處理器有了全新的認識。過去我對 ARM 的印象，總覺得它比較偏向手機、平板這些消費級產品，但這本書讓我了解到，ARM 的觸角早已深入到工業控制、汽車電子、醫療設備等各個專業領域。書中對 ARM 處理器核心的介紹，從指令集到記憶體管理，都講得非常細膩，甚至還探討了一些進階的主題，例如快取機制和流水線的優化。我特別欣賞的是，作者並沒有只停留在理論層面，而是緊密結合了實際的開發板和工具鏈，這讓學習過程不會變得枯燥乏味。書中提供的程式碼範例，不僅展示了如何操作特定的硬體資源，更融入了一些軟體架構的設計思維，這對我提升程式碼品質非常有幫助。我認為這本書最大的價值在於，它不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的老師，循循善誘地引導讀者理解 ARM 嵌入式系統的精髓。尤其在「中斷處理」和「定時器應用」的部分，我以前總覺得有些概念模糊，透過書中的詳細講解和圖示，我終於豁然開朗。對於正在 ARM 嵌入式領域尋找突破的開發者，或者想深入了解 ARM 架構優勢的技術愛好者，這本書絕對是不可多得的寶藏。

评分☆☆☆☆☆

拿到《ARM 嵌入式系統開發與應用》這本書，我最先注意到的是它在「除錯與測試」這個部分投入了相當多的篇幅。對於嵌入式開發者來說，除錯絕對是一大挑戰，而這本書從硬體除錯（例如 JTAG、SWD）到軟體除錯（例如調試器、日誌分析），都做了非常詳盡的介紹。書中還提供了許多實際的除錯案例，展示了如何快速定位和解決常見的 bug，這對我來說是極大的幫助。我過去在除錯時，常常是大海撈針，效率很低，但透過這本書的指導，我現在能夠更有系統地去分析問題。此外，書中還介紹了「單元測試」和「整合測試」的方法，這有助於提高程式碼的穩定性和可靠性。我特別喜歡的是書中對於「硬體加速」和「DSP 指令」的講解，這讓我知道如何更有效地利用 ARM 處理器的特性來提升程式的執行效率，這對於需要處理大量數據的應用來說至關重要。書中的內容涵蓋了從底層硬體到上層應用，並且非常注重實踐性，這讓學習過程更加紮實。對於那些渴望成為更優秀的嵌入式開發者的朋友們，這本書絕對能讓你事半功倍，找到提升能力的關鍵。

评分☆☆☆☆☆

不得不說，《ARM 嵌入式系統開發與應用》這本書的內容真是讓我眼睛一亮。過去我接觸嵌入式開發，常常被各家廠商的專有架構搞得頭昏腦脹，但 ARM 的通用性讓開發變得相對容易，而這本書恰恰抓住了這個核心優勢。它從 ARM 架構的演進歷史開始講起，讓讀者對其不斷發展的技術有了整體性的認識。書中對於不同核心（例如 Cortex-M 系列、Cortex-A 系列）的特性分析，以及它們在不同應用場景下的適用性，都寫得非常到位。我個人比較關注的「即時作業系統在 ARM 上的移植與優化」這個主題，在書中得到了相當詳盡的闡述，包含了 RTOS 的選擇、核心功能的實現，以及各種調試技巧。這對我正在進行的物聯網專案來說，無疑是雪中送炭。書中的圖表和流程圖製作得很精美，能夠清晰地展示複雜的硬體和軟體交互關係，這對於我理解硬體底層的工作原理非常有幫助。而且，作者在講解一些進階概念時，並沒有使用過於生僻的術語，而是力求用通俗易懂的方式來表達，這使得這本書適合不同層次的讀者。我強烈推薦給任何對 ARM 嵌入式開發感興趣的朋友，這絕對是一本能讓你事半功倍的好書。

评分☆☆☆☆☆

這本《ARM 嵌入式系統開發與應用》的書，拿到手的第一印象就覺得厚實，封面設計走的是比較沉穩、專業路線，跟我之前看過的一些技術書籍不太一樣。翻開目錄，感覺涵蓋的範圍相當廣，從 ARM 架構的基礎原理，到各種周邊硬體的控制，再到實際的應用案例，都寫得頗為深入。尤其看到「即時作業系統」跟「驅動程式開發」那幾章，實在太吸引我了，因為我目前工作上正需要加強這方面的能力。過去我多半是摸索著學，很多細節都抓不太準，但這本書的結構安排，感覺像是從零開始，一步一步帶你走進 ARM 嵌入式系統的世界，即使是初學者，應該也能找到清晰的學習路徑。書中的範例程式碼看起來也很扎實，不是那種簡單帶過的示意，而是有實際可操作性的。對於我這種需要從理論走向實踐的工程師來說，這本書的實用性絕對是首選。我最期待的，是書中關於「低功耗設計」的章節，這在很多穿戴裝置和物聯網應用上都是關鍵，希望能從中學到一些技巧，讓我的專案能做得更省電。總之，這本書的內容深度和廣度都讓人印象深刻，對於想在 ARM 嵌入式領域深耕的讀者，絕對值得入手，我相信它會成為我案頭必備的參考書。

评分☆☆☆☆☆

這本《ARM 嵌入式系統開發與應用》完全顛覆了我對嵌入式開發書籍的刻板印象。傳統的技術書籍，往往會讓人覺得枯燥乏味，但這本書卻充滿了實際的案例和生動的講解。作者在介紹 ARM 處理器的高性能與低功耗優勢時，提供了非常具體的性能指標和功耗數據，讓人對 ARM 的能力有了更直觀的感受。我尤其欣賞書中關於「嵌入式Linux系統開發」的章節，它詳細介紹了如何搭建交叉編譯環境、如何配置内核，以及如何編寫用戶空間的應用程式。這對於我這個原本對 Linux 嵌入式開發不太熟悉的開發者來說，簡直就是一本「聖經」。書中對於「設備樹」的講解，更是讓我解決了長期以來困擾我的硬體配置問題。此外，書中還涉及了「網路通訊」和「感測器整合」等主題，這些都是當前嵌入式系統開發中非常熱門的應用方向。作者不僅講解了技術原理，更分享了許多實用的開發經驗和調試技巧，這讓我在遇到問題時，能更快地找到解決方案。我認為，這本書的價值不僅在於其技術內容的豐富，更在於它能夠啟發讀者的思考，幫助讀者建立起完整的嵌入式系統開發觀念。