嵌入式系統是軟件和硬件的綜合體，有人將其稱為后PC時代和后網絡時代的新秀。特別是近幾年來，嵌入式產品強勢占領了消費類電子產品市場，并開始在汽車電子、工業控制、航空航天、國防工業等領域得到全面應用。因此可以斷言，面向嵌入式的信息時代已經到來。
本書作者在學生時代多次參加機器人大賽，工作后指導智能車控制大賽。最初設計機器人控制系統采用8位單片機，隨著機器人控制功能的增強，原有的8位芯片很難滿足功能要求，另外軟件設計也越來越煩瑣。在2002年，ARM技術產品開始大范圍占領市場，基于ARM技術的嵌入式微控制器成為嵌入式開發的硬件支撐。世界上知名的半導體公司如Intel、Samsung、Motorola、Philips和Atmel相繼推出了以ARM為核心的主流芯片，嵌入式開發成為信息領域研究與應用的熱點。為了適應更加復雜的控制需求，作者當時選用ARM微控制器作為主控制單元，設計嵌入式機器人控制系統，在有限的幾本書可供參考的情況下，面向應用裁剪硬件，移植嵌入式操作系統，從此與嵌入式結下不解之緣。近年來，全國各大高校紛紛建立嵌入式方向，經過幾年來的教學實踐，已經成功地培養出一批具備嵌入式設計與開發技能的畢業生，這些畢業生走向嵌入式開發的各個領域。本書正是在教學和實踐的基礎上進行編寫的。
本書的編寫力求將復雜問題簡單化，為了說明一個問題，可能不惜篇幅，圖表并用，并設有實例解析，使每一個嵌入式開發的初學者都能快速上手，為嵌入式系統開發打下堅實的基礎。
本書的內容安排
第1章介紹嵌入式系統的發展歷史，通過典型產品實例使讀者體會嵌入式技術的研究方向和發展趨勢。
第2章介紹ARM處理器的內核調試結構，重點介紹ARM7TDMIS、ARM9TDMI兩種結構，并分析了ARM7和 ARM9的3級流水線運行機制和5級流水線運行機制。
第3~5章詳細解析ARM指令尋址方式、ARM指令系統詳細解析和Thumb指令系統。
第6、7章介紹ARM匯編語言偽指令、ARM匯編語言程序設計中所用的偽操作、匯編語言程序設計規范，并用大量的實例說明匯編語言程序設計方法。
第8章介紹嵌入式C語言的編程規范、嵌入式開發中常用的位運算與控制位域以及在嵌入式C程序設計中要注意的問題，也介紹了ARM匯編語言與嵌入式C語言進行相互調用的標準（AAPCS），并用大量的實例說明相互調用應注意的問題。
第9、10章介紹Samsung公司兩款流行的ARM處理器芯片： S3C44B0是基于ARM7TDMI架構的，S3C2410/S3C2440是基于ARM920T架構的； 詳細介紹基于這兩款微控制器的存儲系統、通用I/O、中斷控制器、UART、I2C和LCD接口原理與應用開發。
本書配套資源豐富，包括教學大綱、教學課件、電子教案、習題答案和教學進度表，掃描封底的“課件下載”二維碼，在公眾號“書圈”下載； 本書還提供程序源碼，掃描目錄上方的二維碼下載。
致謝
本書的編寫參考和引用了國內外同行、專家、學者所撰寫的大量文獻以及網絡技術論壇的精華資料，在此向相關作者表示衷心的感謝！
嵌入式系統發展非常迅速，新的技術成果不斷涌現。書中難免存在不妥之處，懇請讀者和同行批評指正。
邱鐵
于天津大學北洋園
2020年8月
邱鐵，博士，天津大學計算機學院教授，博士生導師，IEEE高級會員、美國計算機協會ACM高級會員和中國計算機學會CCF高級會員、計算機系統結構專業委員會委員。曾在美國愛荷華州立大學電子與計算機工程系作訪問學者（2014-2015）。主要從事嵌入式物聯網技術、智慧城市與移動計算等相關研究工作。目前為國際期刊IEEE Transactions on SMC: Systems和Elsevier Ad Hoc Networks等五個國際期刊編委，并擔任過多個國際學術期刊的客座編輯。作為多個國際會議的大會主席、程序委員會主席及程序委員會成員。編寫并出版專著及專業教材9部；現已獲得授權國家發明專利10項，計算機軟件著作權3項。已發表學術論文100多篇，部分論文發表在國際著名期刊IEEE/ACM ToN, TMC, TKDE, TII, TITS, TVT, TCY, COMST, COMMAG, IEEE IoT Journal等期刊和IEEE SMC, ICC, ACM MobiHoc, IEEE GlobalSIP等會議上，其中8篇論文被列為ESI高被引論文。
第1章緒論
1.1嵌入式系統定義
1.1.1嵌入式系統的發展歷程
1.1.2嵌入式系統的定義與特點
1.2嵌入式操作系統
1.2.1嵌入式實時操作系統
1.2.2實時操作系統的典型應用
1.3嵌入式技術在工程領域的應用
1.4嵌入式技術的發展趨勢
思考與練習題
第2章ARM技術與ARM體系結構
2.1ARM體系結構版本與內核
2.1.1ARM體系結構版本
2.1.2ARM內核版本命名規則
2.1.3主流ARM處理器內核系列與應用
2.2ARM內核模塊
2.3ARM處理器的工作模式
2.4內部寄存器
2.4.1通用寄存器及其分布
2.4.2程序狀態寄存器
2.5ARM異常處理
2.6存儲方式與存儲器映射機制
2.7ARM流水線技術分析
思考與練習題
第3章ARM指令集尋址方式
3.1ARM指令的編碼格式
3.2數據處理指令尋址方式
3.3Load/Store指令尋址
3.3.1地址計算方法
3.3.2字、無符號字節尋址
3.3.3半字、有符號字節尋址
3.4批量Load/Store指令尋址方式
3.5協處理器指令尋址方式
思考與練習題
第4章ARM指令集系統
4.1數據處理指令
4.1.1基本數據處理指令
4.1.2乘法指令
4.1.3雜類的數據處理指令
4.2ARM分支指令
4.3加載/存儲指令
4.3.1加載/存儲字、無符號字節指令
4.3.2半字、有符號字節訪問指令
4.4批量加載/存儲指令
4.4.1基本批量字數據加載/存儲指令
4.4.2用戶模式下的批量字數據加載/存儲指令
4.4.3帶PSR操作的批量字數據加載指令
4.5交換指令
4.6程序狀態寄存器訪問指令
4.7協處理器操作指令
4.7.1協處理器數據操作指令
4.7.2協處理器加載/存儲指令
4.7.3ARM寄存器與協處理器寄存器數據傳輸指令
4.8異常產生指令
思考與練習題
第5章Thumb指令
5.1Thumb數據處理指令
5.1.1寄存器移位指令
5.1.2低位寄存器算術運算指令
5.1.3ALU操作指令
5.1.4帶高位寄存器操作的Thumb指令
5.1.5帶SP/PC的算術運算指令
5.2Thumb存儲器操作指令
5.2.1字節、半字和字的加載/存儲指令
5.2.2批量加載/存儲指令
5.3Thumb分支指令
5.3.1B分支指令
5.3.2帶鏈接的分支指令
5.3.3帶狀態切換的分支指令
5.4Thumb軟中斷指令
5.5Thumb指令功能碼段分析
5.5.1Thumb與ARM實現功能比較
5.5.2Thumb與ARM性能比較
思考與練習題
第6章ARM匯編偽指令與偽操作
6.1匯編語言偽指令
6.1.1ARM匯編語言偽指令
6.1.2Thumb匯編語言偽指令
6.2ARM匯編語言偽操作
6.3ARM匯編偽操作
6.3.1符號定義偽操作
6.3.2數據定義偽操作
6.3.3匯編代碼控制偽操作
6.3.4匯編信息報告控制偽操作
6.3.5指令集類型標識偽操作
6.3.6文件包含偽操作
6.3.7其他類型偽操作
6.4GNU ARM匯編偽操作
6.4.1符號定義偽操作
6.4.2數據定義偽操作
6.4.3匯編與反匯編代碼控制偽操作
6.4.4預定義控制偽操作
思考與練習題
第7章匯編語言程序設計
7.1ARM編譯環境下匯編語句
7.1.1ARM編譯環境下匯編語句格式
7.1.2ARM編譯環境下匯編語句中的符號規則
7.2GNU環境下匯編語句與編譯說明
7.2.1GNU環境下ARM匯編語句格式
7.2.2GNU環境下ARM匯編程序編譯
7.3ARM匯編語言程序設計規范
7.4ARM匯編語言程序設計實例解析
思考與練習題
第8章ARM匯編語言與嵌入式C混合編程
8.1嵌入式C編程規范
8.2嵌入式C程序設計中的位運算
8.3嵌入式C程序設計中的幾點說明
8.3.1volatile限制符
8.3.2地址強制轉換與多級指針
8.3.3預處理的使用
8.4嵌入式C程序設計格式
8.5過程調用標準ATPCS與AAPCS
8.5.1寄存器使用規則
8.5.2數據棧使用規則
8.5.3參數傳遞規則
8.6ARM匯編語言與嵌入式C混合編程相互調用
8.6.1內嵌匯編
8.6.2ARM匯編語言與嵌入式C程序相互調用
思考與練習題
第9章S3C44B0/S3C2410/S3C2440硬件結構與關鍵技術分析
9.1處理器簡介
9.2S3C44B0/S3C2410/S3C2440存儲控制器
9.2.1S3C44B0存儲控制與地址空間
9.2.2S3C2410/S3C2440存儲控制與地址空間
9.2.3S3C44B0/S3C2410/S3C2440存儲位寬控制
9.2.4S3C44B0/S3C2410/S3C2440存儲器接口時序分析
9.2.5S3C44B0/S3C2410存儲控制寄存器
9.2.6SDRAM接口電路設計
9.2.7S3C44B0存儲器初始化實例
9.3S3C2410/S3C2440 NAND Flash控制器
9.4S3C44B0/S3C2410/S3C2440時鐘與電源管理
9.4.1S3C44B0/S3C2410/S3C2440時鐘管理
9.4.2S3C44B0/S3C2410/S3C2440電源管理
9.4.3S3C44B0/S3C2410/S3C2440時鐘與電源管理專用寄存器
9.5S3C44B0/S3C2410/S3C2440通用 I/O端口
9.5.1端口控制描述
9.5.2端口寄存器
9.5.3通用I/O接口設計實例
9.6S3C44B0/S3C2410/S3C2440中斷機制
9.6.1S3C44B0中斷控制器
9.6.2S3C2410/S3C2440中斷控制器
9.6.3S3C44B0/S3C2410/S3C2440中斷控制特殊功能寄存器
9.6.4S3C44B0/S3C2410/S3C2440中斷控制器設計實例
思考與練習題
第10章S3C44B0/S3C2410/S3C2440通信與LCD接口技術
10.1S3C44B0/S3C2410/S3C2440 UART
10.1.1UART原理
10.1.2S3C44B0/S3C2410/S3C2440 UART模塊
10.1.3S3C44B0/S3C2410/S3C2440 UART操作
10.1.4UART中斷與波特率的計算
10.1.5S3C44B0/S3C2410/S3C2440 UART專用功能寄存器
10.1.6S3C44B0/S3C2410 UART設計實例
10.2S3C44B0/S3C2410/S3C2440 I2C總線接口
10.2.1I2C總線原理
10.2.2S3C44B0/S3C2410/S3C2440 I2C總線功能模塊
10.2.3S3C44B0/S3C2410/S3C2440 I2C總線操作
10.2.4S3C44B0/S3C2410/S3C2440 I2C專用功能寄存器
10.2.5S3C44B0/S3C2410/S3C2440 I2C總線設計實例
10.3S3C44B0/S3C2410/S3C2440 LCD控制器
10.3.1LCD簡介
10.3.2S3C44B0/S3C2410/S3C2440 LCD控制器模塊
10.3.3S3C44B0/S3C2410/S3C2440 LCD控制器專用功能寄存器
10.3.4S3C44B0/S3C2410/S3C2440 LCD控制器設計實例
思考與練習題
附錄AS3C44B0/S3C2410/S3C2440封裝與I/O復用信息
附錄B鏈接定位與系統引導程序
附錄C“ARM嵌入式系統結構與編程”課程考試標準試題
參考文獻
新書資訊