嵌入式硬件

第1章 嵌入式硬件基礎(chǔ)/1
1.1 硬件學(xué)習(xí)第一講：閱讀電路原理圖/1
1.2 嵌入式電路板和馮?諾依曼模型/3
1.3 硬件功率估計(jì)/7
1.3.1 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)簡(jiǎn)談/7
1.4 基礎(chǔ)電路/8
1.4.1 DC電路/8
1.4.2 AC電路/14
1.4.3 有源器件/19
1.5 連接到一起：一個(gè)電源系統(tǒng)/21
1.5.1 示波器/23
1.5.2 控制/23
1.5.3 探頭/26
第2章 邏輯電路/29
2.1 譯碼/29
2.1.1 BCD碼/32
2.2 組合邏輯/32
2.2.1 非門(mén)（NOT）/32
2.2.2 與門(mén)（AND）和與非門(mén)（NAND）/33
2.2.3 或門(mén)（OR）和或非門(mén)（NOR）/33
2.2.4 異或門(mén)（XOR）/34
2.2.5 電路/35
2.2.6 三態(tài)器件/37
2.3 時(shí)序電路/37
2.3.1 邏輯部分總結(jié)/40
2.4 封裝在一起：集成電路/40
第3章 嵌入式處理器/44
3.1 概述/44
3.2 ISA架構(gòu)模型/45
3.2.1 操作/45
3.2.2 操作數(shù)/47
3.2.3 存儲(chǔ)/48
3.2.4 尋址模式/50
3.2.5 中斷與異常處理/50
3.2.6 應(yīng)用描述ISA模型/50
3.2.7 通用ISA模型/51
3.2.8 指令并行ISA模型/53
3.3 處理器內(nèi)部設(shè)計(jì)/55
3.3.1 中央處理單元（CPU）/58
3.3.2 片上存儲(chǔ)器/69
3.3.3 處理器的輸入/輸出（I/O）/78
3.3.4 處理器總線/89
3.4 處理器性能/90
3.4.1 基準(zhǔn)程序/91
第4章 嵌入式系統(tǒng)板總線和I/O/94
4.1 系統(tǒng)板I/O/94
4.2 數(shù)據(jù)管理：串行I/O與并行I/O/96
4.2.1 串行I/O實(shí)例1：網(wǎng)絡(luò)與通信——RS-232/99
4.2.2 實(shí)例：Motorola/FreescaleMPC823FADS板RS-232系統(tǒng)模型/100
4.2.3 串行I/O實(shí)例2：網(wǎng)絡(luò)和通信——IEEE802.1 1無(wú)線局域網(wǎng)/101
4.2.4 并行I/O/104
4.2.5 并行I/O實(shí)例3：“并行”輸出和圖形I/O/105
4.2.6 并行和串行I/O實(shí)例4：網(wǎng)絡(luò)和通信——以太網(wǎng)/107
4.2.7 實(shí)例1：Motorola/FreescaleMPC823FADS板以太網(wǎng)系統(tǒng)模型/108
4.2.8 實(shí)例2：NetSiliconARM7（6127001）開(kāi)發(fā)板以太網(wǎng)系統(tǒng)模型/110
4.2.9 實(shí)例3：AdastraNeptunex86板上以太網(wǎng)系統(tǒng)模型/110
4.3 與I/O部件接口/111
4.3.1 嵌入式系統(tǒng)板與I/O設(shè)備的接口/111
4.3.2 主CPU與I/O控制器接口/113
4.4 I/O和性能/113
4.5 系統(tǒng)板總線/114
4.6 總線仲裁與時(shí)序/116
4.6.1 不可擴(kuò)展總線：I2C總線實(shí)例/119
4.6.2 PCI（外設(shè)部件互連）總線實(shí)例：可擴(kuò)展總線/121
4.7 將其他系統(tǒng)板部件集成到總線/124
4.8 總線性能/125
第5章 存儲(chǔ)系統(tǒng)/127
5.1 概述/127
5.2 存儲(chǔ)器空間/127
5.2.1 L1InstructionMemory（L1指令存儲(chǔ)）/129
5.2.2 使用L1指令存儲(chǔ)器存放數(shù)據(jù)/129
5.2.3 L1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器/129
5.3 cache概述/130
5.3.1 什么是cache/130
5.3.2 直接映射cache/132
5.3.3 全相連cache/132
5.3.4 N路組相連cache/132
5.3.5 更多的cache細(xì)節(jié)/133
5.3.6 直寫(xiě)和回寫(xiě)數(shù)據(jù)cache/134
5.4 外部存儲(chǔ)器/135
5.4.1 同步存儲(chǔ)器/136
5.4.2 異步存儲(chǔ)器/142
5.4.3 非易失性存儲(chǔ)器/144
5.5 Direct Memory Access直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)/149
5.5.1 DMA控制器概述/149
5.5.2 更多關(guān)于DMA控制器/150
5.5.3 DMA控制器編程/151
5.5.4 DMA分類(lèi)/157
5.5.5 基于寄存器的DMA/158
5.5.6 基于描述符的DMA/159
5.5.7 高級(jí)DMA特性/162
第6章 嵌入式系統(tǒng)時(shí)序分析/164
6.1 概述/164
6.2 時(shí)序圖符號(hào)慣例/164
6.2.1 上升和下降時(shí)間/165
6.2.2 傳輸延遲/165
6.2.3 建立和保持時(shí)間/166
6.2.4 三態(tài)總線接口/166
6.2.5 脈沖寬度和時(shí)鐘頻率/167
6.3 扇出數(shù)量和負(fù)載分析：DC和AC/168
6.3.1 計(jì)算導(dǎo)線電容/169
6.3.2 CMOS驅(qū)動(dòng)LSTTL時(shí)的扇出數(shù)量/170
6.3.3 傳輸線效應(yīng)/172
6.3.4 接地彈跳/173
6.4 邏輯家族IC特性及接口/174
TTL兼容信號(hào)與5VCMOS的接口/177
6.5 設(shè)計(jì)實(shí)例：噪聲容限分析數(shù)據(jù)表/179
6.6 最差條件時(shí)序分析實(shí)例/185
第7章 選擇微控制器和其他設(shè)計(jì)決策/188
7.1 概述/188
7.2 選擇正確的內(nèi)核/190
7.3 使用FPGA建立定制的外設(shè)/193
7.4 使用誰(shuí)的開(kāi)發(fā)硬件——先有雞還是先有蛋/194
7.5 推薦的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備/196
7.6 開(kāi)發(fā)工具鏈/197
7.7 免費(fèi)嵌入式操作系統(tǒng)/199
7.8 你與GNU：如何使用“免費(fèi)”軟件來(lái)影響你的產(chǎn)品/202
第8章 微控制器網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)：RS-232/206
8.1 概述/206
8.2 關(guān)于RS-232的一段歷史/207
8.3 RS-232標(biāo)準(zhǔn)操作過(guò)程/209
8.4 關(guān)于RS-232電壓轉(zhuǎn)換的思考/212
8.5 RS-232在微控制器上的實(shí)現(xiàn)/213
8.5.1 RS-232硬件基礎(chǔ)/213
8.5.2 建立一個(gè)簡(jiǎn)易的微控制器RS-232收發(fā)器/215
8.6 用BASIC語(yǔ)言編寫(xiě)RS-232微控制器程序/230
8.7 RS-232通信硬件的建立/234
8.7.1 幾個(gè)BASICRS-232指令/235
8.8 I2C：其他串口協(xié)議/237
8.8.1 為什么使用I2C/238
8.8.2 I2C總線/238
8.8.3 I2CACKS和NAKS/241
8.8.4 更多有關(guān)仲裁和時(shí)鐘同步的技術(shù)/241
8.8.5 I2C尋址/243
8.8.6 I2C固件/244
8.8.7 AVR主機(jī)I2C代碼/244
8.8.8 AVRI2C主-接收器代碼/249
8.8.9 PICI2C從－發(fā)送器模式代碼/250
8.8.10 AVR與PIC之間的I2C通信/255
8.9 通信選擇/267
8.9.1 串行外圍設(shè)備接口/267
8.9.2 控制器局域網(wǎng)/268
8.9.3 報(bào)文過(guò)濾/272
第9章 傳感器和驅(qū)動(dòng)器接口/274
9.1 概述/274
9.2 數(shù)字接口/274
9.2.1 混合3.3 V和5V設(shè)備/274
9.2.2 數(shù)字輸入保護(hù)/276
9.2.3 數(shù)字輸入的擴(kuò)展/280
9.2.4 擴(kuò)展數(shù)字輸出/283
9.3 高電流輸出/285
9.3.1 基于BJT的驅(qū)動(dòng)器/285
9.3.2 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管/288
9.3.3 電磁繼電器/289
9.3.4 固態(tài)繼電器/293
9.4 復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）和場(chǎng)效應(yīng)可編程門(mén)陣列（FPGA）/294
9.5 模擬接口：概述/295
9.5.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）/295
9.5.2 項(xiàng)目：模擬通道的描述/296
9.6 結(jié)論/305
第10章 其他常用硬件設(shè)計(jì)技巧與方法/306
10.1 概述/306
10.2 診斷/306
10.3 連接工具/307
10.4 其他思想/307
10.5 構(gòu)建方法/308
10.5.1 電源和地平面/309
10.5.2 接地問(wèn)題/309
10.6 電磁兼容/309
10.7 靜電放電效應(yīng)/310
容錯(cuò)/310
10.8 硬件開(kāi)發(fā)工具/311
10.8.1 儀器使用問(wèn)題/311
10.9 軟件開(kāi)發(fā)工具/311
10.1 0其他特殊設(shè)計(jì)考慮/312
10.1 0.1 發(fā)熱分析和設(shè)計(jì)/312
10.1 0.2 動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮/313
10.1 1處理器性能分析/313
10.1 1.1 IPS/313
10.1 1.2 OPS/313
10.1 1.3 基準(zhǔn)程序/314
附錄A 電路原理圖符號(hào)/315
附錄B 縮略詞/321
附錄C 印制電路板設(shè)計(jì)問(wèn)題/336