嵌入式Linux软硬件开发详解：基于S5PV210处理器.pdf 作者-刘龙　张云翠　申华　著120页

内容简介：
    本书针对嵌入式Linux开发中所涉及的内容进行讲解，既包括理论知识，又配以丰富的实例讲解，意在使读者能全面、深入地掌握嵌入式Linux软硬件开发的全过程。本书分5篇，共计14章。其中硬件设计篇讲述核心板、扩展板电路的工作原理及设计方法；开发基础篇讲述嵌入式Linux开发环境的构建、Make工程管理及Shell编程；系统移植篇介绍U-Boot移植、Linux内核移植，根文件系统的制作、触摸库及 Qt4 库的移植；驱动开发篇介绍驱动开发基础、驱动开发核心技术及
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    封面,扉页,版权,前言,第一篇 硬件设计篇,第1章 硬件系统概述,第2章 核心板电路设计,第3章 扩展板电路设计,第二篇 开发基础篇,第4章 嵌入式Linux开发环境构建,第5章 Make工程管理及Shell编程,第三篇 系统移植篇,第6章 移植U-Boot,第7章 移植Linux内核,第8章 制作根文件系统,第9章 移植触摸库及Qt4库,第四篇 驱动开发篇,第10章 驱动开发基础,第11章 驱动开发核心技术,第12章 驱动开发进阶,第五篇 项目实战篇,第13章 基础实例,第14章 综合实例
文本摘要：
    EMBEDDED LINUX SOFTWARE AND HARDWARE DEVELOPMENT嵌入式Linux软硬件开发详解　基于S5PV210处理器刘龙　张云翠　申华　著人民邮电出版社北京图书在版编目（CIP）数据嵌入式Linux软硬件开发详解：基于S5PV210处理器/刘龙，张云翠，申华著.--北京：人民邮电出版社，2015.12ISBN　978-7-115-38789-9Ⅰ.①嵌…　Ⅱ.①刘…②张…③申…　Ⅲ.①Linux操作系统—程序设计　Ⅳ.①TP316.89中国版本图书馆CIP数据核字（2015）第109160号内容提要本书针对嵌入式Linux开发中所涉及的内容进行讲解，既包括理论知识，又配以丰富的实例讲解，意在使读者能全面、深入地掌握嵌入式Linux软硬件开发的全过程。本书分5篇，共计14章。其中硬件设计篇讲述核心板、扩展板电路的工作原理及设计方法；开发基础篇讲述嵌入式Linux开发环境的构建、Make工程管理及Shell编程；系统移植篇介绍U-Boot移植、Linux内核移植，根文件系统的制作、触摸库及 Qt4 库的移植；驱动开发篇介绍驱动开发基础、驱动开发核心技术及驱动开发的进阶内容；项目实战篇给出一系列基础实例和综合实例，将理论知识与真实案例相结合。本书内容丰富、取材典型，可作为电子信息、通信、自动化、计算机等相关专业实践类课程的教学参考书，也适合有志于从事嵌入式系统开发的专业人员参考。◆著　刘龙　张云翠　申华责任编辑　陈冀康责任印制　张佳莹　焦志炜◆人民邮电出版社出版发行　　北京市丰台区成寿寺路11号邮编　100164　　电子邮件　315@ptpress.com.cn网址　http://www.ptpress.com.cn北京天宇星印刷厂印刷◆开本：800×1000　1/16印张：30字数：574千字　　2015年12月第1版印数：1-2500册　　2015年12月北京第1次印刷定价：69.00元读者服务热线：(010)81055410　印装质量热线：(010)81055316反盗版热线：(010)81055315前言近年来，嵌入式技术和嵌入式产品发展势头迅猛，其应用领域涉及通信产品、消费电子、汽车工业、工业控制、信息家电、国防工业等各个方面。嵌入式产品在IT产业以及电子工业的经济总额中所占的比重越来越大，对国民经济增长的贡献日益显著。随着智能手机、媒体播放器、数码相机和机顶盒等嵌入式产品的普及，嵌入式系统的知识在广大民众中的传播也越来越广泛。出于对嵌入式高科技知识的追求，广大在校学生纷纷选修嵌入式系统课程，以获得嵌入式系统的理论知识和开发技能。嵌入式系统目前已经成为高等院校计算机及相关专业的一门重要课程，也是相关领域研究、应用和开发专业技术人员必须掌握的重要技术之一。嵌入式系统的设计与开发作为一项实践性很强的专业技术，只学习理论知识是无法真正深刻理解和掌握的，因此嵌入式系统课程教学的问题是讲授理论原理比较容易，如何让学生有效地进行实践比较难。作者根据近年嵌入式系统课程教学和工程实践体会到，只通过书本难以让学生提高嵌入式系统的实际设计能力。传统的以课堂讲授为主、以教师为中央的教学和学习方法会使学生感到枯燥和抽象，难以锻炼嵌入式系统设计所必需的对器件手册、源代码和相关领域的自学能力，难以提高学生嵌入式系统的实际设计能力。而本书以实用、切合实际为原则，采用了列举实例的方式，深入浅出地揭示嵌入式系统技术在详细项目中的应用。本书分为5篇，共14章。硬件设计篇详细地介绍了基于Smart210和GEC210实验平台硬件系统设计内容；开发基础篇介绍了嵌入式Linux开发环境搭建、常用软件安装及Makefile和Shell编程；系统移植篇介绍了嵌入式Linux操作系统移植、根文件系统制作、Qt4库移植及QWT移植等内容，这些内容都是嵌入式系统开发中的基本内容，也是嵌入式系统开发者的必备技能，驱动开发篇介绍了嵌入式Linux驱动开发内容；项目实战篇通过详细实例带领读者由浅入深地完成硬件驱动开发及Qt下应用程序开发，通过对详细项目的讲解，读者可以清晰地看到运行的现象或结果，从而留下直观和深刻的印象，这样才能迅速理解和掌握嵌入式系统基本工作原理、一般设计流程和常用的设计技巧，具备初步的系统设计能力。本书由刘龙主编，张云翠、申华等参与了第1、2、10、11、12章的编写，张新强、图雅、李福星、张鲲鹏、闫慧琦、孙丽飞、陈功、韩媞等为本书提供了一些基础实例并对本书的章节结构提出了有益的建议。另外本书部分章节中的实例来自郭鑫书、彭程等同学的课程设计实例，在此一并表示感谢。在本书的编写过程中，大连东软信息学院电子工程系主任孙晓凌教授给予了全面的支持并提出了建设性的指导思想，在此表示特别感谢。由于水平有限，书中难免有遗漏和不足之处，恳请广大读者提出宝贵意见，本书作者联系方式是edaworld@yeah.net，QQ群为：321249990，欢迎交流。刘龙2014年10月第一篇 硬件设计篇第1章 硬件系统概述第2章 核心板电路设计第3章 扩展板电路设计第1章 硬件系统概述本章内容：S5PV210微处理器的特点及其内部构造。教学目标：●了解Smart210开发板的硬件资源；●掌握S5PV210处理器的内部构造。1.1 硬件系统资源本书硬件平台以广州友善之臂Smart210开发板为基础进行讲解，同时支持广州粤嵌教育GEC210与网蜂公司的WEBEE210等开发系统。Smart210开发板搭载三星公司出品的S5PV210处理器，配备512M DDR2内存和512M SLC NAND Flash，外部应用接口非常丰富，如板载WM8960音频芯片、miniHDMI高清输出、USB2.0接口、CMOS摄像头、矩阵键盘、电容屏触摸屏等。Smart210开发板主要核心器件构成如下。（1）核心板硬件●SAMSUNG S5PV210处理器，ARMV7核，主频高达1GHz。●512MB SLC NAND FLASH（型号为K9K4G08UOB）。●WM8960GEFL音频解码芯片。●512MB DDR2 SDRAM（型号为K4T1G084QQ）。●100M网口（型号为DM9000AEP）。●JTAG接口。●4个贴片绿色发光LED。（2）扩展底板硬件：●群创7寸电容触摸屏LCD（型号为AT070TN92）。●两个标准5线串行接口。●两个USB接口。●EEPROM（型号为AT24C02）。●8个按键组成的独立式按键。●AMS1086和RT9011电源管理芯片，支持1.8V、2.8V及3.3V电压输出。1.2 S5PV210处理器1.2.1 S5PV210微处理器概述S5VP210是一款高效率、高性能、低功耗的32位RISC处理器，它集成了ARM Cortex-A8核心，实现了ARM架构V7并且支持众多外围设备。S5PV210采用64位内部总线结构，为3G和3.5G通信服务保证最优化的硬件性能，并且提供了许多强盛的硬件加速器，例如运动视频处理、显示控制及缩放等。它内部集成的多格式转码器支持MPEG-1/2/4、H.263和H.264等的编解码，硬件加速器支持视频会议和模仿电视输出，高清晰度多媒体接口提供NTSC和PAL模式的输出。S5PV210具有多种外部存储器接口，能够承受大内存在高端通信服务所需的带宽，例如其DRAM控制器支持LPDDR1、DDR2或LPDDR2的存储器扩展，其FLASH/ROM接口支持NAND闪存、NOR闪存、OneNAND闪存、SRAM和ROM类型的外部存储器。为了降低系统的总成本并且提高整体功能，S5PV210微处理器内部集成了众多外设，如TFT真彩LCD控制器、摄像头接口、MIPI DSI显示串行接口、电源管理、ATA接口、4个通用异步收发器、24通道的DMA、4个定时器、通用I/O端口、3个I2S、IIC接口、两个HS-SPI、USB Host2.0、高速运行的USB2.0 OTG、4个SD Host和高速多媒体接口等。图1-1所示为S5PV210处理器的结构框图。由图1-1可以看出，S5PV210处理器主要由6大部分组成，分别为CPU核心、系统外设、多媒体、电源管理、存储器接口和Connectivity模块。CPU和各个部分之间通过多层次AHB/AXI总线进行通信。图1-1 S5PV210结构框图1.2.2 内部各模块介绍下面我们对各模块内部组成及特点进行简要介绍。1．CPU核心包括以下几点。（1）Cortex A8处理器●Cortex A8处理器是第一款基于ARMv7架构的应用处理器。●运行速度在600MHZ～1GHZ时，Cortex A8处理器符合功率优化的移动设备小于300mW状态下运行的要求，同时符合性能优化的消费类应用需要2000Dhrystone MIPS的要求。●支持第一个超标量处理器，用于增强代码密度和性能。支持JazelleRCT技术用于超前和即时编译的Java和其他字节语言。●13级主整数流水线。（2）NEON: CortexA8处理器内部集成的可以实现复杂算法的模块，比如图像的智能分析、数学上的运算等可以通过NEON来实现。（3）32KB I/D缓存、512KB L2 Cache。2．系统外设包括以下几点。（1）RTC实时时钟●提供完整的时钟功能：秒、分、小时、日、月、年。●使用32.768KHZ时钟基准。●提供报警中断。●提供定时器时钟节拍中断。（2）PLL锁相环●芯片具有4个锁相环(PLL)，分别为ALL/MPL/EPL/VPLL。●APLL产生ARM核心和MSYS时钟。●EPLL生成特别的时钟。●VPLL为视频接口生成时钟。（3）具有脉宽调制功能的定时器●4通道32位内部定时器。●3通道带脉宽调制功能。●可编程工作周期、频率和极性。●具有死区产生功能。●支持外部时钟源。（4）看门狗定时器——16位看门狗定时器。（5）DMA●特定的指令集提供DMA传输的灵活性。●内置增强型8通道的DMA。y 内存到内存转换DMA多达16组，外设到内存转换DMA支持多达8组。（6）Keypad●支持14×8矩阵键盘。●提供内部消抖功能。（7）ADC转换器●10通道多路复用ADC。●支持最大500K采样率和12位的分辨率。3．多媒体包括以下几点。（1）摄像头接口●支持多输入包括ITU-R BT601/656模式、DMA模式和MIPI模式。●支持多输出包括DMA模式和直接FIFO模式。●支持数码变焦功能。●支持图像镜像和旋转功能。●支持生成各种图像格式。●支持捕获画面管理。●支持图像效果。（2）多格式视频编解码器●ITU-TH.264、ISO/IEC 14496-10即解码支持基线/主/High Profile的4.0级，编码支持基线/主/高属性。●ITU-TH.263 Profile level3即解码支持Profile3，限制SD分辨率每秒30帧，支持基线配置文件的编码。●编码支持MPEG-4简朴类/高级简朴类。●ISO/IEC 13818-2 MPEG-2即解码支持主要的轮廓高度，解码支持MPEG-1。（3）JPEG编码器●支持压缩/解压到65536x65536分辨率。●支持的压缩格式即输入原始图像为YCbCr422或RGB565，输出JPEG文件为基线JPEG格式的YCbCr422或YCbCr420。●支持的解压缩格式即输入JPEG文件为基线YCbCr444或YCbCr420或YCbCr422格式、JPEG或灰色，输出原始图像的YCbCr422或YCbCr420格式。●支持通用的色彩空间转换器。（4）3D图形引擎●支持3D图形、矢量图形、视频编码和解码。●具有通用可扩展渲染引擎、多线程引擎和顶点着色器功能。●支持8000x8000的图像尺寸。●支持90/180/270度旋转。●支持16/24/35bpp，24位颜色格式。（5）模仿电视接口●输出视频格式为NTSC/PAL。●支持的输入格式即ITU-R BT.601的YCbCr444。●支持480i/p和576i协议。●支持复合视频。（6）液晶显示器接口●支持24/18/16 bpp的并行RGB接口的LCD。●支持8/6bpp串行RGB接口。●支持双i80接口的LCD。●支持典型的屏幕尺寸：1024x768、800x480、640x480、320x240和160x160。●虚拟图像达到16M像素。●ITU-BT601/656格式输出。4．电源管理包括以下几点。（1）时钟门控功能。（2）各种低功耗模式可供选择，如空闲、停止、深度空闲和睡眠模式。（3）睡眠模式下唤醒源可以是外部中断、RTC报警、计时器节拍。（4）停止和深度空闲模式唤醒源可以是触摸屏人机界面、系统定时器等。5．存储器接口包括以下几点。（1）SRAM/ROM/NOR接口●8位或16位的数据总线。●地址范围支持23位。●支持异步接口。●支持字节和半字访问。（2）OneNAND闪存接口●16位的数据总线。●地址范围支持16位。●支持字节和半字访问。●Flex OneNAND闪存支持2KB页面模式，OneNAND闪存支持4KB页面模式。●支持专用的DMA。（3）NAND接口●支持行业标准的NAND接口。●8位的数据总线。（4）LPDDR1接口●32位数据总线将支持400Mbps/针双数据速率。●1.8V接口电压。●每端口密度支持高达4GB（2CS）。（5）DDR2接口●32位数据总线将支持400Mbps/引脚双数据速率。●1.8V接口电压。●每端口密度支持高达1GB（2CS，4BANK的DDR2）。●每端口密度支持高达4GB（1CS，8BANK的DDR2）。（6）LPDDR2接口●32位数据总线将支持400Mbps/针双数据速率。●1.2V接口电压。●每端口密度支持高达4GB（2CS）。6．Connectivity模块包括以下几点。（1）音频接口●AC97音频接口。◆独立通道的立体声PCM输入、立体声PCM输出和单声道麦克风输入。◆16位立体声音频。◆可变采样率AC97编解码器接口。◆支持AC97规格。●PCM音频接口。◆16位单声道音频接口。◆仅工作在主控模式。◆支持三种PCM端口。●IIS总线接口。◆基于DMA操作的三个I2S总线音频编解码器接口。◆串行8位、16位、24位每通道的数据传输。◆支持I2S、MSB、LSB对齐的数据格式。◆支持PCM5.1声道。◆支持不同比特时钟频率和编解码器的时钟频率。◆支持一个5.1通道I2S的端口和两个2通道I2S端口。●SPDIF接口。◆线性PCM每个样本支持多达24位。◆支持非线性PCM格式如AC3，MPEG1、MPEG2。◆2x24位缓冲器交替地用数据填充。（2）存储接口●HS-MMC/SDIO接口。◆兼容4.0多媒体卡协议版本（HS-MMC）。◆兼容2.0版本SD卡存储卡协议。◆基于128KBFIFO的TX/RX。◆4个HS-MMC端口或4个SDIO端口。●ATA控制器支持ATA/ATAPI-6接口。（3）通用接口●USB2.0 OTG。◆符合USB2.0 OTG 1.0a版本。◆支持高达480Mbps的传输速度。◆具有USB芯片收发器。●UART。◆具有基于DMA和中断功能的4个UART。◆支持5位、6位、7位、8位的串行数据发送和接收。◆独立的256字节FIFO的UART0，64字节FIFO的UART1和16字节FIFO的UART2/3。◆可编程的传输速率。◆支持IrDA1.0 SIR模式。◆支持回环模式测试。●I2C总线接口。◆3个多主控I2C总线。◆8位串行面向比特的双向数据传输，在标准模式下可以达到100Kbps。◆快速模式下高达400Kbps。●SPI接口。

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