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　　《微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計（第3版）》介紹了基于ARM內(nèi)核的嵌入式微處理器系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、組成原理、工程設(shè)計方法和核心設(shè)計技術(shù)。全書首先講述微處理器系統(tǒng)的組成、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念和原理；然后從邏輯電路、IP核設(shè)計的層次，對微處理器的體系結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)設(shè)計的核心技術(shù)進行深入研討，揭示了微處理器系統(tǒng)中軟件指令和硬件電路之間的接口聯(lián)系、工程設(shè)計方法與流程。書中討論了基于ARM內(nèi)核的微處理器軟硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成，以提高讀者編寫與底層硬件交互的高效代碼的工程設(shè)計能力和素質(zhì)，并著重探討了嵌入式操作系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)移植、引導(dǎo)和加載等關(guān)鍵技術(shù)；書中還討論了嵌入式系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計及基于ARM內(nèi)核的SoC設(shè)計技術(shù)。
　　《微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計（第3版）》可作為高等院校通信工程、電子信息工程、自動控制及集成電路等相關(guān)專業(yè)本科生的微機原理、嵌入式系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)設(shè)計等課程的教材，對相關(guān)研發(fā)人員也頗有裨益。

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)3.0時代的到來，以用戶為導(dǎo)向的泛在通信與普適計算正在重新定義人類的生活方式與工作方式，基于物聯(lián)網(wǎng)革命的新經(jīng)濟世界正在形成�！昂笠苿訒r代”的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要求所有設(shè)備都擁有計算能力，從個人通信產(chǎn)品、可穿戴設(shè)備、智能家電等消費類電子產(chǎn)品到自動駕駛汽車、無人航天飛機等，各種各樣的嵌入式終端設(shè)備都將成為更廣泛計算產(chǎn)品的一部分，并通過創(chuàng)造豐富的真實世界觸點來構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)，進而為這個歷史上最具顛覆性的時代帶來無法估量的社會與經(jīng)濟價值。
　　用戶需求的多樣化、復(fù)雜化和個性化趨勢，導(dǎo)致嵌入式電子產(chǎn)品的研發(fā)難度和研發(fā)成本日趨增大，而激烈的市場競爭又要求廠商能夠以最快的速度將產(chǎn)品投放市場，并盡量降低研發(fā)成本。以嵌入式微處理器系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)為基礎(chǔ)的、更深層次的智能終端設(shè)計及應(yīng)用技術(shù)，正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和機遇：一方面是底層實現(xiàn)技術(shù)與平臺的快速發(fā)展與迭代，另一方面是上層應(yīng)用場景與模式的不斷創(chuàng)新，最終嵌入式系統(tǒng)底層的計算、存儲與通信技術(shù)都可能為滿足上層應(yīng)用需求而逐漸顛覆現(xiàn)有的設(shè)計結(jié)構(gòu)。以集成電路設(shè)計與軟件設(shè)計為代表、早已成為業(yè)內(nèi)核心標志的嵌入式計算機系統(tǒng)設(shè)計，是通信、雷達、計算機、自動控制和微電子等研究應(yīng)用領(lǐng)域的工程師所應(yīng)掌握的基本技術(shù)和必備技能。然而，與新經(jīng)濟形勢下巨大的行業(yè)需求和市場潛力相比，我國高校嵌入式微處理器系統(tǒng)工程設(shè)計人才的培養(yǎng)水平仍然普遍存在著明顯的不足。新技術(shù)形勢下的信息技術(shù)行業(yè)對高校相關(guān)系列課程的教學質(zhì)量又一次提出了全新的要求，如何面向未來產(chǎn)業(yè)界、打破學科隔離、著力培養(yǎng)具有復(fù)合能力的引領(lǐng)性跨學科工程創(chuàng)新人才，正是目前國內(nèi)各高校普遍面臨的且亟待解決的問題。
　　電子科技大學“微處理器與嵌入式系統(tǒng)”課程組自2009年起即在校內(nèi)大規(guī)模開展了對“微機原理及應(yīng)用技術(shù)”系列課程的改革。盡管存在諸多困難與不足，但改革后的課程教學仍受到了教師與學生的歡迎，獲得廣泛好評；編寫的教材《微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計》已列入“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材；相關(guān)的慕課資源也已上線運行。在總結(jié)多年教學經(jīng)驗、教訓(xùn)及寶貴建議的基礎(chǔ)上，課程組編寫了本書第3版，保留了前版的主要知識主線及組織結(jié)構(gòu)，精心修訂并補充了產(chǎn)業(yè)界的最新發(fā)展技術(shù)，并將少部分內(nèi)容調(diào)整成手機掃碼閱讀的形式，以便于這些內(nèi)容的動態(tài)更新。為便于讀者盡快掌握嵌入式微處理器系統(tǒng)的主流工程設(shè)計方法和核心技術(shù)，提升工程素質(zhì)和設(shè)計能力。教材強調(diào)了基本設(shè)計原理與先進工程理念的結(jié)合，其主要特點如下。
　�。�1）加強了微處理器系統(tǒng)的組成原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)理論
　　計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組織理論是設(shè)計實現(xiàn)計算機系統(tǒng)的基石。無論通用計算機系統(tǒng)還是嵌入式計算機系統(tǒng)，無論采用哪種CPU芯片，其組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本質(zhì)上都是非常類似的。只有具備了這些基礎(chǔ)知識才能夠真正理解計算機的行為原理，真正做到舉一反三。
　�。�2）深入探討了微處理器的體系結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)等關(guān)鍵核心技術(shù)
　　從邏輯電路、ARM內(nèi)核和IP設(shè)計的層次，對微處理器的體系結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)及其特性進行較深入的研究和討論，深入探討了微處理器系統(tǒng)的硬件與軟件兩者之間的相互影響，重點揭示了微處理器系統(tǒng)中軟件指令和硬件電路之間的接口聯(lián)系及綜合設(shè)計工程方法。
　�。�3）選用基于ARM內(nèi)核的嵌入式微處理器系統(tǒng)
　　對基于ARM內(nèi)核的微處理器軟硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成進行了較深人的介紹，通過對ARM微處理器的學習和理解，以利讀者今后更容易理解和掌握PowerPC、MIPS和805 1等其他CPU內(nèi)核的工作原理和設(shè)計技術(shù)，從而理解更先進的微處理器體系結(jié)構(gòu)，了解嵌入式系統(tǒng)的主流工程設(shè)計技術(shù)和理念，以便寫出直接與底層硬件交互的高效代碼。
　�。�4）強調(diào)嵌入式操作系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)移植、引導(dǎo)和加載等核心技術(shù)
　　鑒于操作系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛，重點講述了嵌入式軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作流程、ARM嵌入式軟件系統(tǒng)的引導(dǎo)和加載、嵌入式Linux內(nèi)核的移植等核心軟件設(shè)計技術(shù)，有助于讀者建立完整的計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，透徹地理解嵌入式系統(tǒng)的工作原理，可顯著增強讀者的工程設(shè)計能力和素質(zhì)。
　�。�5）引入嵌入式系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計及基于ARM內(nèi)核的SoC設(shè)計技術(shù)
　　為了引入嵌入式系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計及基于ARM內(nèi)核的SoC設(shè)計技術(shù)，讀者不僅要會使用現(xiàn)成的集成電路芯片搭建應(yīng)用系統(tǒng)，還要了解如何使用現(xiàn)有IP核或自行設(shè)計IP核構(gòu)建面向應(yīng)用的片上系統(tǒng)，使讀者盡快掌握電子系統(tǒng)設(shè)計工程師必備的技術(shù)和工程設(shè)計方法。通過實驗課這一平臺，為讀者進一步掌握SoC系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)提供了基本的知識體系結(jié)構(gòu)。
　　全書共11章，重點介紹了ARM內(nèi)核及其軟硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成與應(yīng)用，同時從邏輯電路和ARM內(nèi)核的設(shè)計層次，剖析了嵌入式微處理器系統(tǒng)的控制器、數(shù)據(jù)通路等主要功能部件的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。其中第1章簡述了微處理器及嵌入式系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域的最新技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢；第2章介紹了計算機體系結(jié)構(gòu)的演變及現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的組織特點，并基于簡單模型機介紹了計算機系統(tǒng)的基本工作原理；第3章介紹了微處理器的組成原理以及控制器、數(shù)據(jù)通路等主要核心功能部件的工程設(shè)計方法；第4章介紹了計算機系統(tǒng)中各部件之間的總線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和常用總線標準；第5章介紹了計算機系統(tǒng)中存儲器的分層構(gòu)建策略及存儲器模塊的硬件設(shè)計技術(shù)；第6章介紹了計算機系統(tǒng)中輸入／輸出接口的概念，以及并行和串行接口技術(shù)原理；第7章介紹了ARM內(nèi)核的體系結(jié)構(gòu)與編程模型；第8章介紹了ARM匯編指令的格式、尋址方式和功能；第9章介紹了ARM匯編語言程序設(shè)計技術(shù)，以及“C語言+匯編語言”的混合編程技術(shù)；第10章介紹了基于ARM微處理器的硬件和軟件系統(tǒng)總1本設(shè)計流程與方法；第11章簡要介紹了基于ARM內(nèi)核的SoC設(shè)計基礎(chǔ)，以及嵌入式系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計方法。
　　本書的作者都是長期從事微機系統(tǒng)原理、嵌入式系統(tǒng)、ASIC/SoC設(shè)計及通信系統(tǒng)設(shè)計的教學和科研的教師，在教學和科研實踐中積累了豐富的工程設(shè)計經(jīng)驗，完成了大量國內(nèi)及國際合作的嵌入式系統(tǒng)、ASIC/SoC等研發(fā)項目，取得了很好的社會效益和經(jīng)濟效益。

第1章概述 (1)
1．1 計算機的發(fā)展 (1)
1．1．1 電子計算機技術(shù) (1)
1．1．2 普適計算與泛在通信 (2)
1．2 集成電路與SoC設(shè)計 (6)
1．2．1 集成電路技術(shù) (6)
1．2．2 基于IP的SoC設(shè)計 (6)
1．3 先進處理器技術(shù) (9)
1．3．1 片上多核處理器 (9)
1．3．2 流處理器 (10)
1．3．3 存內(nèi)處理器 (11)
1．3．4 可重構(gòu)處理器 (12)
1．4 嵌入式系統(tǒng) (14)
1．4．1 嵌入式系統(tǒng)的概念 (14)
1．4．2 嵌入式系統(tǒng)的組成 (15)
1．4．3 嵌入式系統(tǒng)中的處理器 (16)
1．4．4 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 (17)
1．4．5 學習嵌入式系統(tǒng)的意義 (18)
習題 (18)
第2章計算機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與工作原理 (19)
2．1 計算機系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與組成 (19)
2．1．1 計算機系統(tǒng)的層次模型 (19)
2．1．2 計算機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組織與實現(xiàn) (21)
2．2 計算機系統(tǒng)的工作原理 (22)
2．2．1 馮??諾依曼計算機架構(gòu) (22)
2．2．2 模型機系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (23)
2．2．3 模型機指令集 (26)
2．2．4 模型機工作流程 (27)
2．3 微處理器體系結(jié)構(gòu)的改進 (28)
2．3．1 馮??諾依曼結(jié)構(gòu)的改進 (29)
2．3．2 并行技術(shù)的發(fā)展 (33)
2．3．3 流水線結(jié)構(gòu) (34)
2．3．4 超標量與超長指令字結(jié)構(gòu) (36)
2．3．5 多機與多核結(jié)構(gòu) (38)
2．4 計算機體系結(jié)構(gòu)分類 (40)
2．5 計算機性能評測 (42)
2．5．1 字長 (42)
2．5．2 存儲容量 (43)
2．5．3 運算速度 (43)
習題 (44)
第3章微處理器體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù) (46)
3．1 微處理器體系結(jié)構(gòu)及功能模塊 (46)
3．1．1 微處理器的基本功能 (46)
3．1．2 微處理器的基本結(jié)構(gòu) (47)
3．1．3 一個簡化的微處理器模型示例 (48)
3．2 微處理器設(shè)計 (50)
3．2．1 微處理器的設(shè)計步驟 (50)
3．2．2 控制器的操作與功能 (51)
3．2．3 硬連邏輯控制器設(shè)計 (53)
3．2．4 微程序控制器設(shè)計 (55)
3．2．5 寄存器組設(shè)計 (57)
3．3 指令系統(tǒng)設(shè)計 (58)
3．3．1 機器指令系統(tǒng) (58)
3．3．2 指令格式 (59)
3．3．3 尋址方式 (60)
3．3．4 指令系統(tǒng)設(shè)計要點 (64)
3．4 指令流水線技術(shù) (64)
3．4．1 流水線技術(shù)的特點 (65)
3．4．2 流水線技術(shù)的局限性 (67)
3．4．3 指令流水線的性能指標 (70)
3．5 典型微處理器體系結(jié)構(gòu)簡介 (71)
3．5．1 ARM體系結(jié)構(gòu) (71)
3．5．2 Intel x86體系結(jié)構(gòu) (72)
習題 (74)
第4章總線技術(shù)與總線標準 (75)
4．1 總線技術(shù) (75)
4．1．1 概述 (75)
4．1．2 總線仲裁 (79)
4．1．3 總線操作與時序 (81)
4．1．4 串行總線 (85)
4．2 總線標準 (88)
4．2．1 片上AMBA總線 (88)
4．2．2 PCI系統(tǒng)總線 (95)
4．2．3 PCI-E總線標準 (105)
4．2．4 通用異步串行總線標準 (114)
習題 (116)
第5章存儲器系統(tǒng) (117)
5．1 存儲器件的分類 (117)
5．1．1 按存儲介質(zhì)分類 (117)
5．1．2 按讀寫策略分類 (120)
5．2 半導(dǎo)體存儲芯片的基本結(jié)構(gòu)與性能指標 (121)
5．2．1 隨機存取存儲器 (121)
5．2．2 只讀存儲器 (128)
5．2．3 存儲器芯片的性能指標 (132)
5．3 存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) (133)
5．3．1 存儲系統(tǒng)的分層管理 (134)
5．3．2 虛擬存儲器與地址映射 (136)
5．3．3 現(xiàn)代計算機的多層次存儲體系結(jié)構(gòu) (139)
5．4 主存儲器設(shè)計技術(shù) (142)
5．4．1 存儲芯片選型 (143)
5．4．2 存儲芯片的組織形式 (143)
5．4．3 地址譯碼技術(shù) (148)
5．4．4 存儲器接口設(shè)計 (152)
習題 (154)
第6章輸入/輸出接口 (157)
6．1 輸入/輸出接口基礎(chǔ) (157)
6．1．1 輸入/輸出接口的功能與結(jié)構(gòu) (157)
6．1．2 輸入/輸出端口編址 (160)
6．2 接口地址譯碼 (161)
6．3 接口信息傳輸方式 (163)
6．3．1 程序查詢傳輸方式 (163)
6．3．2 程序中斷傳輸方式 (165)
6．3．3 直接存儲器訪問(DMA)傳輸方式 (172)
6．3．4 通道傳輸方式 (175)
6．4 并行接口 (176)
6．4．1 無聯(lián)絡(luò)信號的并行接口 (176)
6．4．2 帶聯(lián)絡(luò)信號的并行接口 (180)
6．4．3 可編程并行接口 (181)
6．5 串行接口 (185)
6．5．1 同步串行接口 (185)
6．5．2 異步串行接口 (188)
習題 (190)
第7章 ARM微處理器編程模型 (192)
7．1 ARM內(nèi)核體系結(jié)構(gòu) (192)
7．2 ARM編程模型 (195)
7．2．1 ARM微處理器工作狀態(tài) (195)
7．2．2 ARM微處理器工作模式 (195)
7．2．3 寄存器組織 (196)
7．2．4 數(shù)據(jù)類型和存儲格式 (200)
7．2．5 異常 (200)
習題 (204)
第8章 ARM匯編指令 (205)
8．1 ARM指令格式 (205)
8．1．1 ARM指令的一般編碼格式 (205)
8．1．2 ARM指令的條件碼域 (206)
8．1．3 ARM指令的第二源操作數(shù) (207)
8．2 ARM尋址方式 (209)
8．2．1 數(shù)據(jù)處理類操作數(shù)尋址方式 (209)
8．2．2 內(nèi)存操作數(shù)尋址方式 (210)
8．3 ARM指令集 (213)
8．3．1 數(shù)據(jù)處理指令 (214)
8．3．2 轉(zhuǎn)移指令 (223)
8．3．3 程序狀態(tài)寄存器訪問指令 (226)
8．3．4 加載/存儲指令 (227)
8．3．5 異常產(chǎn)生指令 (234)
8．3．6 偽指令 (235)
習題 (236)
第9章 ARM程序設(shè)計 (237)
9．1 ARM匯編語言程序設(shè)計 (237)
9．1．1 ARM匯編語言程序結(jié)構(gòu) (237)
9．1．2 ARM匯編語言程序設(shè)計實例 (238)
9．2 ARM匯編語言與C/C++的混合編程 (245)
9．2．1 C語言與匯編語言之間的函數(shù)調(diào)用 (246)
9．2．2 C/C++語言內(nèi)嵌匯編語言 (250)
習題 (253)
第10章基于ARM微處理器的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 (256)
10．1 基于ARM內(nèi)核的微處理器簡介 (256)
10．2 最小硬件系統(tǒng) (257)
10．2．1 電源模塊 (258)
10．2．2 時鐘模塊 (259)
10．2．3 復(fù)位模塊 (260)
10．2．4 JTAG調(diào)試接口模塊 (261)
10．2．5 存儲器模塊 (261)
10．3 人機交互接口 (264)
10．4 通信接口 (266)
10．4．1 UART接口 (266)
10．4．2 其他通信接口 (272)
10．5 嵌入式軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作流程 (272)
10．5．1 嵌入式軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (273)
10．5．2 嵌入式軟件系統(tǒng)的工作流程 (274)
10．6 嵌入式軟件系統(tǒng)的引導(dǎo)和加載 (274)
10．7 嵌入式Linux (276)
10．7．1 嵌入式Linux結(jié)構(gòu) (276)
10．7．2 Linux內(nèi)核文件 (279)
習題 (280)
第11章基于ARM內(nèi)核的SoC設(shè)計 (282)
11．1 SoC概述 (282)
11．2 SoC的組成結(jié)構(gòu) (283)
11．3 SoC的片上總線 (284)
11．3．1 片上總線的特點 (284)
11．3．2 片上總線標準 (285)
11．4 SoC的設(shè)計技術(shù) (286)
11．4．1 SoC設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù) (286)
11．4．2 SoC的系統(tǒng)級設(shè)計 (289)
11．4．3 SoC的硬件設(shè)計流程 (290)
11．5 基于ARM內(nèi)核的SoC系統(tǒng)設(shè)計 (291)
11．5．1 基于ARM內(nèi)核的SoC系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (291)
11．5．2 基于ARM內(nèi)核的SoC系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計舉例 (295)
習題 (298)

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