Cortex-M處理器設計指南 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　《Cortex-M處理器設計指南》是一本基礎開發教程，主要介紹瞭在基於Cortex-M的處理器中使用C語言進行編程開發的關鍵技術。該書首先概述瞭Cortex-M係列産品並詳細介紹瞭實際例程中所支持的架構描述，以便工程師在Cortex-M0/M0+/M3和Cortex-M4中更加容易地開發基於C語言的程序；接著闡述瞭更多Cortex-M處理器架構的先進特性和軟件技術，例如存儲保護、操作模式和雙棧操作。最後介紹瞭Cortex-M處理器RTOS和CMSIS DSP庫的使用、如何設計實時DSP應用程序，以及CoreSight調試係統的實時特性。

　　核心內容

　　Cortex-M0/M0+/M3和Cortex-M4之間的主要不同點；

　　如何編寫運行在基於Cortex-M處理器上的C語言程序；

　　如何進行RTOS開發和使用CoreSight調試係統；

　　如何優化Cortex-M4的DSP代碼以及建立實時DSP係統。

　　關鍵特性

　　Cortex微控製器軟件界麵標準（CMSIS），以及基於Cortex-M微控製器的通用架構；

　　Cortex-M3和Cortex-M4的CMSIS DSP庫覆蓋範圍；

　　集成開發環境IDE和調試器在PC中仿真或者在低成本硬件中運行。

作者簡介

　　Trevor Martin，是Hitex UK公司資深的技術專傢，在Hitex UK工作的20多年間，他曾使用過眾多類型的微控製器和相關的開發工具。自從2004年Cortex-M3處理器發布以來，Trevor發錶瞭大量基於Cortex-M的微控製器的優秀文章和應用筆記。Trevor不僅具有廣博的Cortex-M處理器傢族的知識，而且還很熟悉現今嵌入式應用中的許多開發技術、應用軟件和通信協議。

目錄

齣版者的話
譯者序
序
前言
第1章　Cortex-M處理器傢族簡介 1
1.1　Cortex係列概述 1
1.2　Cortex-M3 2
1.3　先進的架構特性 5
1.4　Cortex-M0 6
1.5　Cortex-M0+ 9
1.6　Cortex-M4 10
1.7　DSP指令 12
第2章　為Cortex-M處理器傢族開發軟件 14
2.1　引言 14
2.2　Keil微控製器開發套件 14
2.3　教程練習 15
2.4　安裝 15
2.5　練習：建立第一個程序 16
2.6　Blinky項目 16
2.6.1　寄存器窗口 21
2.6.2　反匯編窗口 21
2.7　項目配置 29
2.8　硬件調試 38
第3章　Cortex-M架構 41
3.1　引言 41
3.2　Cortex-M指令集 41
3.3　編程器的模型與CPU寄存器 42
3.4　程序狀態寄存器 43
3.5　Q位和飽和運算指令 43
3.6　中斷和多周期指令 44
3.7　條件執行——IF THEN塊 44
3.8　練習：飽和運算和條件執行 46
3.9　Cortex-M內存映射和總綫 50
3.10　寫緩衝器 51
3.11　內存屏障指令 52
3.12　係統控製模塊 52
3.13　位操作 53
3.14　練習：位段 55
3.15　專用位操作指令 55
3.16　係統時鍾定時器 56
3.17　嵌套嚮量中斷控製器 56
3.18　操作模式 57
3.19　中斷處理之輸入 57
3.20　中斷處理之退齣 58
3.21　中斷處理之退齣（重要） 59
3.22　練習：係統時鍾中斷 59
3.23　Cortex-M處理器異常 62
3.23.1　使用故障 63
3.23.2　總綫故障 63
3.23.3　存儲管理器故障 63
3.23.4　硬故障 63
3.23.5　啓用故障異常 64
3.24　優先級和搶占 64
3.25　組與子組 64
3.26　運行時間優先級控製 65
3.27　異常模式 66
3.27.1　NVIC尾鏈 66
3.27.2　NVIC遲到 67
3.27.3　NVIC POP搶占 67
3.28　練習：多中斷工作 68
3.29　引導加載程序支持 71
3.30　練習：引導加載程序 72
3.31　功率管理 75
3.31.1　進入低功耗模式 76
3.31.2　配置低功耗模式 76
3.31.3　練習：低功耗模式 77
3.32　Cortex-M3 78
3.33　Cortex-M4 79
3.34　Cortex-M0 79
3.35　Cortex-M0+ 80
第4章　Cortex微控製器軟件接口標準 82
4.1　引言 82
4.2　CMSIS規範 83
4.3　CMSIS內核 84
4.4　CMSIS RTOS 84
4.5　CMSIS DSP 85
4.6　CMSIS SVD和DAP 85
4.7　CMSIS基礎 85
4.8　編碼規則 86
4.9　MISRA C 86
4.10　CMSIS內核結構 88
4.11　啓動代碼 88
4.12　係統代碼 89
4.13　設備頭文件 89
4.14　CMSIS內核頭文件 91
4.15　中斷與異常 91
4.16　練習：CMSIS和用戶代碼對比 94
4.17　CMSIS內核寄存器訪問 95
4.18　CMSIS內核CPU內在指令 96
4.19　練習：內部位操作 97
4.20　CMSIS SIMD內部指令 98
4.21　CMSIS內核調試函數 98
4.22　練習：簡單ITM 98
第5章　先進的架構特性 100
5.1　引言 100
5.2　Cortex處理器操作模式 100
5.3　練習：堆棧配置 102
5.4　係統服務調用 103
5.5　練習：SVC 104
5.6　Pend_SVC異常 107
5.7　例子：Pend_SVC 108
5.8　處理器之間的事件 110
5.9　獨占訪問 110
5.10　練習：獨占訪問 111
5.11　存儲保護單元 112
5.12　配置MPU 114
5.13　練習：MPU配置 116
5.14　MPU子區間 120
5.15　MPU的局限性 120
5.16　AHB Lite總綫接口 120
第6章　使用CMSIS RTOS進行開發 122
6.1　引言 122
6.2　入門 122
6.3　創建一個項目 122
6.4　使用CMSIS RTOS的第一步 123
6.5　綫程 123
6.6　從RTOS開始 125
6.7　練習：第一個CMSIS RTOS項目 126
6.8　創建綫程 127
6.9　練習：創建和管理綫程 128
6.10　綫程管理和優先級 130
6.11　練習：創建和管理綫程Ⅱ 130
6.12　多個實例 132
6.13　練習：多個綫程實例 132
6.14　構建代碼並啓動調試器 132
6.15　時間管理 133
6.16　時間延遲 133
6.17　等待事件 134
6.18　練習：時間管理 134
6.19　虛擬定時器 134
6.20　練習：虛擬定時器 135
6.21　空閑的守護進程 136
6.22　練習：空閑的綫程 137
6.23　綫程間的通信 138
6.24　練習：信號 139
6.25　練習：中斷信號 140
6.26　練習：CMSIS RTX和SVC異常 141
6.27　練習：信號量發信號 144
6.27.1　使用信號量 145
6.27.2　發信號 145
6.27.3　多路復用 145
6.27.4　練習：多路復用 146
6.27.5　會閤 146
6.28　練習：會閤 147
6.29　練習：信號量隔離 148
6.29.1　信號量注意事項 148
6.29.2　互斥 148
6.29.3　練習：互斥 149
6.29.4　互斥注意事項 150
6.29.5　數據交換 150
6.30　消息隊列 151
6.31　練習：消息隊列 152
6.32　內存池 152
6.33　郵箱隊列 153
6.34　練習：郵箱 154
6.34.1　配置 155
6.34.2　綫程定義 155
6.34.3　係統定時器配置 156
6.34.4　時間片配置 156
6.34.5　調度選項 156
6.34.6　優先級反轉 158
6.34.7　練習：優先級反轉 158
第7章　基於Cortex-M4的實用DSP 160
7.1　引言 160
7.2　Cortex-M4硬件浮點單元 160
7.3　FPU整體 161
7.4　FPU寄存器 161
7.5　啓用FPU 162
7.6　異常與FPU 162
7.7　使用FPU 163
7.8　練習：浮點單元 163
7.9　Cortex-M4 DSP和SIMD指令 166
7.10　練習：SIMD指令 169
7.11　練習：優化DSP算法 171
7.12　CMSIS DSP庫 176
7.13　CMSIS DSP庫函數 176
7.14　練習：使用DSP庫 177
7.15　DSP數據處理技術 180
7.16　練習：使用塊處理的FIR濾波器 181
7.17　具有Q數的定點DSP 183
7.18　練習：定點FFT 184
7.19　實時處理設計 185
7.20　緩衝技術：雙緩衝器或環形緩衝器 185
7.21　緩衝技術：FIFO消息隊列 186
7.22　平衡加載 188
7.23　練習：RTX ⅡR 189
7.24　負責加載和直接存儲訪問的控製器 191
第8章　使用CoreSight進行調試 193
8.1　引言 193
8.2　CoreSight硬件 194
8.3　調試器硬件 195
8.4　CoreSight調試架構 195
8.5　練習：CoreSight調試 196
8.6　硬件配置 196
8.7　軟件配置 197
8.8　調試局限性 201
8.9　指令追蹤 201
8.10　練習：建立ITM 201
8.11　使用RTX RTOS的ITM進行軟件測試 204
8.12　錯誤任務 204
8.13　軟件測試任務 205
8.14　練習：使用ITM進行軟件測試 205
8.15　使用ETM進行指令追蹤 208
8.16　練習：使用ETM追蹤 209
8.17　係統控製模塊的調試支持 212
8.18　故障追蹤 213
8.19　練習：處理器故障異常 214
8.20　CMSIS SVD 216
8.21　練習：CMSIS SVD 217
8.22　CMSIS DAP 220
8.23　Cortex-M0+ MTB 221
8.24　練習：MTB 221
8.25　調試特性總結 223
附錄 224
書籍 226

前言/序言

　　ARM公司在2004年首次推齣瞭Cortex-M處理器傢族産品。自從Cortex-M處理器作為小型微控製器的通用處理器得到廣泛的認可之後，也就是在寫作本書時，已經有許多領先的半導體廠商設計瞭上韆種具有Cortex-M處理器的標準設備，並且基於Cortex-M處理器的設計絲毫沒有變緩的趨勢。雖然預測Cortex-M處理器發展趨勢的做法並不保險，但是Cortex-M處理器的發展如火如荼並且日益成為嵌入式係統業內的標準架構。如何使用Cortex-M處理器對專業的開發者來說是一項必需的技能。本書不僅介紹瞭Cortex-M處理器的基本知識，還介紹瞭用於開發在Cortex-M處理器中運行的應用軟件的技術。本書以教程的形式編寫，各個章節之間相互聯係使本書成為瞭一個整體。在本書中，每一章都使用瞭若乾個例子來說明其中的關鍵原理，並且每一個例子的代碼都盡量精簡。所有例子都可以用MDK-ARM的測試版本構建，並且所有的這些例子都可以在仿真器中運行，因此讀者在沒有附加硬件支持的情況下也可以使用本教程。書中的所有例子都可以在低成本的硬件模塊中運行，這些硬件模塊都可以在網上獲得。　　第1章介紹瞭Cortex-M處理器傢族中每一種處理器的基本性能。　　第2章介紹瞭如何使用Cortex-M處理器構建一個基本的C語言項目。　　第3章主要介紹瞭Cortex-M3的架構及其與其他型號的Cortex-M處理器的不同之處。　　第4章介紹瞭Cortex-M處理器的CMSIS編程標準。　　第5章內容是第3章內容的延伸，其中介紹瞭Cortex-M處理器架構的更多先進特性。　　第6章介紹瞭在Cortex-M處理器中RTOS的使用。　　第7章介紹瞭Cortex-M4處理器支持的數學運算和DSP算法，以及如何設計實時DSP應用程序。　　第8章介紹瞭CoreSight調試係統和它的實時特性。　　本書對學生、初學者、有基礎和有經驗的開發者來說都是很有用的。然而，這本書假設讀者已經具備瞭使用微控製器的基本知識且已經熟悉瞭特定微控製器的指令集。另外，若讀者具備如何使用μVision調試器和IDE工具的基本知識，那對閱讀本書將會很有幫助。　　緻謝　　非常感謝Charlotte Kent、Elsevier齣版社的Tim Pitts，以及ARM公司的Joseph Yui和Richard York對本書的貢獻。
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原版書是經典著作，連keil都引用瞭大片大片內容。翻譯嘛……就那樣吧

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