嵌入式通信系统

原　理　篇 第1章　嵌入式通信系统概述 1 1.1　嵌入式通信系统的定义 1 1.2　嵌入式通信系统的发展 2 1.2.1　嵌入式系统的产生和历史 2 1.2.2　嵌入式通信系统的发展现状 3 1.2.3　嵌入式通信系统的发展趋势 4 1.3　嵌入式系统的种类 5 1.3.1　按所嵌入的处理器分类 5 1.3.2　按实时性分类 6 1.3.3　按应用领域分类 7 1.3.4　按嵌入式系统软件复杂程度分类 8 1.4　嵌入式通信系统的特点 8 1.4.1　嵌入式系统的特点 8 1.4.2　嵌入式通信系统的技术特点 10 1.5　嵌入式通信系统的组成结构 11 1.5.1　硬件层 12 1.5.2　中间层 13 1.5.3　系统软件层 13 1.5.4　应用层 14 1.6　嵌入式通信系统的开发与应用 14 1.6.1　嵌入式通信系统开发相关技术 14 1.6.2　嵌入式通信系统的广泛应用 15 小　　结 16 习题 16 第2章　嵌入式通信系统的设计与开发 17 2.1　概述 17 2.2　系统设计技术 17 2.2.1　嵌入式通信系统的开发过程 17 2.2.2　系统设计的形式化方法 22 2.2.3　嵌入式通信软件设计 24 2.3　嵌入式通信系统的开发工具 28 2.3.1　开发嵌入式通信系统的高级语言 28 2.3.2　嵌入式操作系统 30 2.3.3　ADS简介 30 2.3.4　指令集模拟器 30 2.4　嵌入式通信系统的调试方法 31 2.4.1　嵌入式调试系统简介 31 2.4.2　基于Angel的调试方法 31 2.4.3　基于JTAG的调试方法 34 小结 34 习题 35 第3章　嵌入式通信系统的硬件平台 36 3.1　概述 36 3.2　嵌入式通信系统的硬件结构 37 3.3　嵌入式处理器 37 3.3.1　嵌入式处理器的分类 38 3.3.2　嵌入式处理器的特点 39 3.3.3　嵌入式处理器的选择原则 40 3.3.4　嵌入式处理器的发展历程 40 3.4　嵌入式通信系统的存储器 41 3.4.1　存储器系统的层次结构 41 3.4.2　随机存储器 41 3.4.3　只读存储器 43 3.5　嵌入式通信系统的通信模块 45 3.5.1　以太网 45 3.5.2　CAN 46 3.5.3　LON（LonWorks协议） 48 3.5.4　无线通信 48 3.6　嵌入式通信系统的I/O设备 50 3.6.1　输入设备 50 3.6.2　输出设备 51 小结 52 习题 52 第4章　嵌入式通信系统的实时操作系统 53 4.1　概述 53 4.2　操作系统 53 4.2.1　操作系统的概念和功能 54 4.2.2　进程 54 4.2.3　操作系统的分类 56 4.3　嵌入式操作系统 57 4.3.1　嵌入式操作系统的概念和特点 57 4.3.2　嵌入式操作系统的发展 58 4.3.3　嵌入式操作系统的构成 58 4.4　嵌入式实时操作系统 59 4.4.1　RTOS的概念和功能 59 4.4.2　RTOS的重要评价指标 60 4.5　常用嵌入式实时操作系统 62 4.5.1　嵌入式Linux 62 4.5.2　Nucleus Plus 62 4.5.3　?C/OS-Ⅱ 62 4.5.4　Windows CE 63 4.5.5　VxWorks 63 4.6　嵌入式操作系统的选择 64 小结 64 习题 64 第5章　嵌入式通信系统的网络及协议栈 65 5.1　概述 65 5.2　嵌入式通信系统的联网 65 5.2.1　选择协议栈 65 5.2.2　选择网络技术 66 5.2.3　选择成熟的实现方案 66 5.2.4　使用标准的应用协议 67 5.2.5　流行的网络体系结构 67 5.3　嵌入式Internet技术 68 5.3.1　网络体系结构 68 5.3.2　嵌入式Internet基础 70 5.3.3　嵌入式Internet的实现方式 70 小结 72 习题 72 第6章　嵌入式通信系统的电磁兼容 73 6.1　概述 73 6.2　嵌入式通信系统中电磁兼容的标准 73 6.2.1　电磁兼容的基本概念 73 6.2.2　电磁兼容标准 75 6.3　嵌入式通信系统的电磁兼容测试 77 6.3.1　电磁兼容的测试标准 77 6.3.2　电磁兼容的测试仪器 77 6.3.3　电磁兼容的测试场地 77 6.4　嵌入式通信系统的电磁干扰控制方法 78 6.4.1　常见的EMI问题 78 6.4.2　EMI控制技术 79 6.4.3　接地 79 6.4.4　其他方法 83 6.5　嵌入式通信系统中印制电路板的电磁兼容设计 84 6.5.1　常用元器件的选择 84 6.5.2　PCB的走线 86 6.6　嵌入式通信系统的静电防护 87 6.6.1　静电的产生和危害 87 6.6.2　ESD的模型 88 6.6.3　静电的消除 88 6.6.4　PCB的静电防护 89 小结 90 习题 90 系　统　篇 第7章　基于单片机的嵌入式通信系统 91 7.1　概述 91 7.1.1　单片机的概念 91 7.1.2　单片机的发展史 91 7.1.3　单片机的分类 92 7.2　单片机的体系结构 92 7.2.1　MCS-51单片机的硬件结构 93 7.2.2　MCS-51单片机的引脚 94 7.2.3　MCS-51单片机存储器结构 95 7.2.4　MCS-51单片机*小系统电路 99 7.3　单片机中断系统 100 7.4　单片机定时器/计数器 105 7.5　单片机的串行通信接口 108 小结 111 习题 111 第8章　基于PC/104架构的嵌入式通信系统 112 8.1　概述 112 8.2　PC/104标准 113 8.2.1　模块标准 113 8.2.2　引脚信号 114 8.3　PC/104结构体系 116 8.4　PC/104通信接口 117 8.4.1　外部连接器 117 8.4.2　多用接口 119 8.4.3　串行端口 120 8.4.4　并行端口 120 8.4.5　软盘接口 121 8.4.6　CRT接口 121 8.4.7　平板显示接口 122 8.4.8　IDE端口 123 8.4.9　ETH/USB1端口 123 8.4.10 USB2端口 124 8.4.11 AUDIO端口 124 8.5　PC/104的开发环境与编程 124 8.5.1　QNX概述 124 8.5.2　QNX系统命令 125 8.5.3　QNX应用程序开发 128 小结 130 习题 130 第9章　基于ARM架构的嵌入式通信系统 131 9.1　概述 131 9.1.1　ARM微处理器系列 131 9.1.2　ARM微处理器结构 133 9.2　ARM的结构体系 134 9.2.1　ARM体系结构的特点 134 9.2.2　ARM体系结构的存储器格式 135 9.2.3　ARM微处理器模式 136 9.3　ARM的指令系统 136 9.3.1　ARM微处理器的指令集概述 136 9.3.2　ARM指令的寻址方式 138 9.3.3　ARM指令集 139 9.4　ARM的通信接口 142 9.4.1　S3C4510B概述 142 9.4.2　串行通信接口 144 9.4.3　以太网通信接口 144 9.5　基于ARM架构的嵌入式网关 145 9.5.1　硬件平台设计 145 9.5.2　软件平台设计 147 小结 149 习题 149 第10章　嵌入式操作系统?C/OS-II 150 10.1　概述 150 10.2　?C/OS-II任务管理 151 10.3　?C/OS-II内存管理 152 10.4　?C/OS-II中断和时间管理 154 10.4.1　?C/OS-II的中断服务子程序 154 10.4.2　?C/OS-II的时间管理 156 10.5　?C/OS-II任务之间的通信与同步 158 10.5.1　事件控制块 158 10.5.2　消息邮箱 159 10.5.3　消息队列 160 10.6　?C/OS-II系统移植 160 10.6.1　?C/OS-II移植条件 161 10.6.2　移植过程 161 10.6.3　移植测试 162 10.7　?C/OS-II的通信开发 163 10.7.1　?C/OS-II系统CAN总线开发 163 10.7.2　?C/OS-II系统以太网开发 165 小结 168 习题 168 第11章　嵌入式操作系统Windows CE 169 11.1　嵌入式操作系统Windows CE概述 169 11.2　Windows CE体系结构 170 11.3　Windows CE进程和线程 174 11.3.1　Windows CE进程 174 11.3.2　Windows CE线程 175 11.3.3　线程调度 176 11.3.4　线程同步 177 11.3.5　进程间通信 179 11.4　Windows CE存储系统 180 11.4.1　内存管理 180 11.4.2　文件管理与注册表 183 11.5　Windows CE的网络通信开发 184 11.5.1　Windows CE通信简介 185 11.5.2　WinSock和IRSock 185 11.5.3　UDP编程 186 11.5.4　TCP编程 186 11.5.5　FTP编程 187 小结 188 习题 188 第12章　嵌入式操作系统Linux 190 12.1　概述 190 12.2　Linux体系结构 192 12.2.1　嵌入式操作系统的体系结构 192 12.2.2　Linux体系结构 194 12.3　Linux系统功能 195 12.3.1　内存管理 195 12.3.2　进程管理 198 12.3.3　文件系统 200 12.3.4　设备管理 201 12.4　Linux的驱动开发 202 12.4.1　Linux的驱动概述 202 12.4.2　Linux设备驱动程序的基本结构 203 12.4.3　Linux设备驱动分类 203 12.4.4　Linux设备的控制方式 204 12.4.5　Linux设备驱动开发流程 205 12.5　Linux的网络通信开发 205 12.5.1　网络协议参考模型 206 12.5.2　TCP和UDP 206 12.5.3　TCP通信编程 207 12.5.4　UDP通信编程 210 小结 211 习题 211 第13章　嵌入式移动手机操作系统 Android 212 13.1　概述 212 13.1.1　初识Android系统 212 13.1.2　Android核心功能模块 213 13.2