本书系统论述了在Linux环境下开发嵌入式系统的设计思想、设计方法及开发流程，通过实例与设计项目，帮助读者尽快掌握嵌入式系统的基本概念，提高嵌入式设计技能。本书共12章，内容包括嵌入式基础知识、Linux概述、ARM体系架构、嵌入式编程、交叉工具链、Bootloader、定制内核、文件系统、驱动程序开发基础、嵌入式图形设计等。本书的最后给出了一个综合实例，帮助读者理解嵌入式Linux的开发方法和技巧。

第1章嵌入式系统基础 1

1.1嵌入式系统 1

1.1.1嵌入式系统的概念 1

1.1.2嵌入式系统的组成 3

1.1.3嵌入式系统的发展 5

1.1.4嵌入式系统的应用前景 8

1.2嵌入式处理器 11

1.2.1嵌入式微控制器(EMCU) 11

1.2.2嵌入式微处理器(EMPU) 12

1.2.3嵌入式数字信号处理器(EDSP) 13

1.2.4嵌入式片上系统(ESOC) 13

1.3嵌入式操作系统 13

1.3.1Linux 15

1.3.2VxWorks 15

1.3.3WinCE 16

1.3.4μC/OS-II 16

1.3.5eCOS 17

1.3.6Android 17

1.3.7iOS 18

1.3.8WP和WindowsRT 18

1.4嵌入式系统设计 18

1.4.1嵌入式系统开发流程 18

1.4.2嵌入式系统开发方法 19

思考与练习 20

第2章Linux基础 22

2.1Linux简介 22

2.1.1Linux的历史 23

2.1.2Linux特点 23

2.1.3Linux与Windows 25

2.1.4Linux的主要组成部分 27

2.1.5Linux的种类和特性 30

2.2图形操作界面 33

2.2.1Linux与图形界面 34

2.2.2KDE 35

2.2.3GNOME 37

2.2.4GNOME与KDE发展趋势 38

2.3Linux的基本命令行操作 39

2.3.1目录操作 40

2.3.2文件操作 46

2.3.3压缩、解压与打包 50

2.3.4磁盘管理 51

2.3.5用户系统 53

2.3.6网络管理 55

2.4Linux内核 58

思考与练习 59

第3章ARM体系架构 60

3.1ARM微处理器简介 60

3.1.1ARM微处理器的发展 60

3.1.2ARM微处理器的特点和应用 61

3.2ARM微处理器系列 62

3.2.1Classic(传统)系列 62

3.2.2Cortex-M系列 63

3.2.3Cortex-R系列 63

3.2.4Cortex-A系列 64

3.2.5Cortex-A50系列 65

3.3ARM编程模型 65

3.3.1ARM硬件架构 65

3.3.2ARM微处理器模式 66

3.3.3ARM寄存器 67

3.3.4异常处理 68

3.3.5ARM的存储器组织 72

3.4ARM指令系统 74

3.4.1ARM指令格式 74

3.4.2ARM指令的寻址方式 75

3.4.3ARM最常用指令和条件后缀 77

3.5ARM微处理器的应用选型 79

思考与练习 80

第4章嵌入式编程 82

4.1ARM汇编语言程序设计 82

4.1.1ARM汇编语言中的程序结构 82

4.1.2ARM汇编语言的语句格式 83

4.1.3基于Linux下GCC的汇编语言程序结构 84

4.1.4基于Windows下ADS的汇编语言程序结构 85

4.1.5ARM汇编器所支持的伪指令 86

4.2ARM汇编与C语言编程 90

4.2.1基本的ATPCS规则 91

4.2.2C语言中内嵌汇编代码 93

4.2.3从汇编程序中访问C程序变量 94

4.2.4在汇编代码中调用C函数 95

4.2.5在C语言代码中调用汇编函数 98

4.3基于Linux的C语言编程 99

4.3.1C语言编程概述 99

4.3.2Linux下的C开发工具 99

4.3.3vim编辑器 100

4.3.4gedit编辑器 106

4.3.5编译器gcc 107

4.3.6调试器gdb 111

4.3.7项目管理器make 114

思考与练习 117

第5章软硬件开发环境 119

5.1硬件环境 119

5.1.1主机硬件环境 119

5.1.2目标板硬件环境 120

5.2Windows软件环境 122

5.2.1超级终端的设置 122

5.2.2DNW的设置 123

5.2.3设置GIVEIO驱动 126

5.3Linux软件环境 128

5.3.1Linux系统的VMware安装 129

5.3.2Windows与Ubuntu双系统安装 135

5.3.3Linux网络服务配置 137

5.3.4配置NFS服务 138

5.3.5配置FTP服务 140

5.4刻录镜像文件 141

5.4.1刻录工具 142

5.4.2使用方法 142

思考与练习 143 [2]

第6章交叉编译工具 145

6.1工具链软件 145

6.1.1工具链组成 145

6.1.2构建工具链 146

6.2分步构建交叉编译链 147

6.2.1准备工具 147

6.2.2基本过程 147

6.2.3详细步骤 148

6.3用Crosstool工具构建交叉工具链 155

6.3.1准备工具 155

6.3.2基本过程 155

6.3.3详细步骤 156

6.4使用现成的交叉工具 159

思考与练习 160

第7章Bootloader详解及移植 162

7.1嵌入式Bootloader简介 162

7.1.1Bootloader功能 162

7.1.2基于Bootloader软件架构 163

7.1.3Bootloader的操作模式 164

7.1.4Bootloader的依赖性 164

7.1.5Bootloader的启动方式 164

7.1.6Bootloader启动流程 167

7.1.7各种Bootloader 168

7.2Vivi 169

7.2.1Vivi简介 169

7.2.2Vivi体系架构 169

7.2.3Vivi的运行过程分析 170

7.2.4Vivi的配置与编译 183

7.2.5Vivi命令 185

7.3Bootloader程序的调试和刻录 187

思考与练习 188

第8章定制内核移植 189

8.1Linux内核源码组织 189

8.2内核基本配置 191

8.2.1内核配置系统 191

8.2.2Makefile 192

8.2.3具体的配置操作 197

8.2.4添加自己的代码 201

8.3内核定制 204

8.3.1获取源码 204

8.3.2移植过程 205

8.4内核裁剪 212

8.4.1取消虚拟内存的支持 212

8.4.2取消多余的调度器 212

8.4.3取消对旧版本二进制执行文件的支持 213

8.4.4取消不必要的设备的支持 213

8.4.5取消不需要的文件系统的支持 214

思考与练习 214

第9章嵌入式Linux文件系统 216

9.1嵌入式Linux的文件系统 216

9.1.1文件系统结构 216

9.1.2文件系统特性 217

9.1.3系统存储设备及其管理机制 218

9.1.4基于Flash闪存的文件系统 219

9.1.5基于RAM的文件系统 221

9.1.6网络文件系统 222

9.2根文件系统及其定制 223

9.2.1根文件系统架构 223

9.2.2定制工具Busybox 225

9.2.3库文件构建 233

9.2.4设备文件的构建 235

9.2.5根文件系统初始化 236

9.3文件系统的制作 239

9.3.1根文件系统的制作 239

9.3.2NFS文件系统的制作 245

9.3.3Cramfs文件系统的制作 247

9.3.4Yaffs文件系统的制作 249

9.3.5Ramdisk文件系统的制作 250

思考与练习 253

第10章嵌入式Linux驱动程序开发基础 255

10.1嵌入式Linux驱动程序概述 255

10.1.1Linux驱动程序工作原理 255

10.1.2Linux驱动程序功能 257

10.2设备驱动程序的基础知识 257

10.2.1Linux的设备管理机制 257

10.2.2驱动层次结构 261

10.2.3设备驱动程序与外界的接口 262

10.2.4设备驱动程序的特点 262

10.2.5驱动程序开发流程 263 [3]

10.3模块编程 263

10.3.1模块与内核 263

10.3.2建立模块文件 264

10.3.3编写makefile 265

10.3.4模块加载 266

10.3.5模块的其他信息 267

10.3.6模块参数 267

10.4字符设备驱动程序 268

10.4.1相关的数据结构 268

10.4.2字符设备驱动程序开发流程 274

10.4.3字符设备驱动程序扩展操作 283

10.5网络设备驱动程序 285

10.5.1基本概念 285

10.5.2网络数据包处理流程 290

思考与练习 292

第11章嵌入式Linux图形设计 294

11.1嵌入式GUI 294

11.1.1嵌入式GUI简介 294

11.1.2嵌入式GUI需求 295

11.1.3嵌入式GUI组成 296

11.1.4Qt/Embedded 297

11.1.5MiniGUI 298

11.1.6MicroWindows 300

11.1.7OpenGUI 302

11.1.8Tiny-X 302

11.1.9各种GUI比较 303

11.2Qt/Embedded开发入门 303

11.2.1Qt/Embedded简介 303

11.2.2Qt/Embedded架构 304

11.2.3Qt的开发环境 306

11.2.4Qt的支撑工具及组件 307

11.2.5Qt/Embedded对象模型 307

11.2.6信号与插槽机制 309

11.2.7Qt/Embedded常用的类 312

11.3安装Qt/Embedded 314

11.3.1配置 314

11.3.2编译 315

11.3.3测试 315

11.4Qt设计实例——密码验证程序 315

11.4.1快速安装QDevelop和QtDesigner 316

11.4.2界面设计 317

11.4.3信号与槽 319

11.4.4添加代码 320

11.4.5编译 323

11.4.6程序测试 324

11.4.7移植 324

思考与练习 325

第12章嵌入式视频监视系统开发实例 327

12.1系统设计背景 327

12.2系统总体设计 328

12.2.1系统总体设计思路 328

12.2.2系统的设计要求及特点 328

12.2.3系统总体架构设计 328

12.3系统详细设计 330

12.3.1系统的硬件设计与调试 330

12.3.2系统的软件设计与调试 333

12.3.3USB数据输入驱动程序移植 341

12.3.4USB摄像头数据输入驱动程序测试 342

12.3.5嵌入式网络视频服务器的设计 343

12.3.6Video4Linux程序设计 344

12.4系统测试 345

12.4.1准备工作 345

12.4.2测试方法 346

12.4.3测试结果 346