Intel凌动平台嵌入式应用与实践

　　《Intel凌动平台嵌入式应用与实践》旨在提升学生对所学专业基础知识的综合运用能力，学生通过本课程可以掌握Intel凌动平台的硬件结构，具备在典型的OS环境中综合运用统一建模语言进行嵌入式软件设计、编程、测试验证等方面的能力。主要内容包括Intel凌动处理器的结构特点和最新动态，英特尔虚拟技术、单核、超线程、低功耗技术，硬件教学平台的体系结构、外围接口等，基于Intel凌动平台的JTAG调试器和相应的软件开发调试环境，在Intel凌动平台中实现Linux、Windows XP等操作系统的安装，软硬件开发技术，包括GPIO、看门狗、触摸屏、串行口RS232、打印口、TCP/IP及UDP编程、进程管理及多线程、驱动程序开发／安装／卸载等。为提高学生动手能力，《Intel凌动平台嵌入式应用与实践》还提供了实践案例，包括LC测试仪、3D加速度传感器数据显示软件、汽车CAN总线监视仪。
　　《Intel凌动平台嵌入式应用与实践》充分考虑了课程与产业结合的紧密性，在实践内容的选取上充分考虑实践环节与工程应用领域的紧密结合，为学生创造近似于企业级的应用与开发环境，充分调动学生的积极性、创新性和自主学习的能力。《Intel凌动平台嵌入式应用与实践》适合作为高等院校计算机及软件工程专业本科高年级学生和硕士研究生的教材，也是基于Intel凌动平台进行应用开发的研究及IT人士的良好参考资料。

第1章 Atom处理器的结构及发展简介
1.1 Intel x86微处理器简介
1.1.1 Intel微处理器的发展历史
1.1.2 Intel微处理器的应用
1.1.3 Intel Atom E6xx微处理器结构概述
1.1.4 Intel Atom E6xx与IOH的应用结构
1.1.5 Intel Atom E6xx的优势
1.2 E6xx与IOH结构认知
1.3 总结
思考题
参考文献

第2章 Atom平台软件开发环境
2.1 安装典型操作系统
2.1.1 安装Windows XP操作系统
2.1.2 安装Linux操作系统
2.2 安装软件开发环境
2.2.1 Windows XP下软件开发环境的安装
2.2.2 Linux下软件开发环境的安装
2.3 总结
思考题
参考文献

第3章 Atom软件开发
3.1 在线仿真工具
3.1.1 在线仿真工具简介
3.1.2 上电初始化调试及Linux OS内核调试
3.2 软件建模工具
3.2.1 UML模型和图
3.2.2 模型的视图
3.2.3 用例图
3.3 在.NET框架下使用C#生行软件开发
3.3.1 使用Mono开发控制台程序
3.3.2 使用Mono Develop开发基于GTK#2.0的图形界面程序
3.3.3 使用Visual Studio开发WPF图形界面程序
3.3.4 C#程序的跨平台特点
3.4 总结
思考题
参考文献

第4章 Linux系统软硬件开发
4.1 GPIO
4.1.1 GPIO简介
4.1.2 GPIO接口的定义
4.1.3 GPIO应用开发方法
4.1.4 GPIO接口开发实例
4.2 LPT接口
4.2.1 LPT接口简介
4.2.2 LPT接口的定义
4.2.3 LPT应用开发方法
4.2.4 LPT接口开发实例
4.3 I2C总线与SPI总线
4.3.1 12C简介
4.3.2 12C协议
4.3.3 使用GPIO模拟I2C总线进行通信
4.3.4 SPI简介
4.3.5 SPI协议
4.3.6 使用GPIO模拟SPI总线进行通信
4.4 RS-232C总线
4.4.1 RS-232C简介
4.4.2 RS-232C接口的定义
4.4.3 RS-232C接口的连接
4.4.4 RS-232C协议
4.4.5 RS-232C应用开发方法
4.4.6 RS-232C接口开发实例
4.4.7 RS-422总线与RS485总线
4.5 CAN总线
4.5.1 CAN总线简介
4.5.2 CAN总线的工作原理
4.5.3 CAN总线的工作特点
4.5.4 CAN总线协议的层次结构
4.5.5 CAN总线的报文结构
4.5.6 CAN总线配置
4.5.7 CAN总线应用开发接口
4.5.8 CAN总线开发实例
4.6 触摸屏
4.6.1 触摸屏简介
4.6.2 触摸屏应用开发接口
4.6.3 触摸屏开发实例
4.7 看门狗
4.7.1 看门狗简介
4.7.2 看门狗应用开发方法
4.7.3 看门狗应用开发实例
4.8 TCP/IP编程
4.8.1 Socket简介
4.8.2 UDP程序设计方法
4.8.3 TCP程序设计方法
4.8.4 Socket应用程序开发接口
4.8.5 UDP通信实例
4.8.6 TCP通信实例
4.9 多进程及多线程编程
4.9.1 进程简介
4.9.2 进程控制应用程序开发接口
4.9.3 进程通信实例
4.9.4 线程简介
4.9.5 线程应用程序开发接口
4.9.6 多线程设计实例
4.10 驱动程序开发
4.10.1 驱动程序
4.10.2 加载与卸载
4.10.3 Hello World程序
4.10.4 字符型驱动程序设计简介
4.11 总结
思考题
参考文献

第5章 Windows XP系统软硬件开发
5.1 GPIO接口
5.1.1 GPIO驱动接口API
5.1.2 GPIO驱动接口的数据结构
5.1.3 GPIO驱动接口API的调用方法
5.1.4 GPIO应用开发方法
5.2 LPT接口
5.2.1 LPT驱动接口API
5.2.2 LPT驱动接口的数据结构
5.2.3 LPT驱动接口API的调用方法
5.2.4 LPT应用开发方法
5.3 RS232接口
5.3.1 Serial Port类
5.3.2 SeriaI Port类的使用方法
5.3.3 SeriaI Port软件编程实例
5.4 CAN总线接口
5.4.1 CAN总线驱动接口API
5.4.2 CAN总线驱动的数据结构
5.4.3 CAN总线驱动接口API的调用方法
……
第6章 软件开发实践项目

　　2009年，教育部·英特尔Atom（凌动）嵌入式师资培训计划正式启动，当时担任天津大学软件学院院长的孙济洲教授将这一工作交给了我。通过2009～2012年的嵌入式教学，初步建立和充实了针对这一平台的教学与实践内容。2010年在本课程的教师团队的集体努力下，成功申请到了“教育部·英特尔精品课建设”项目，同时也产生了为此课程编写一部教材的想法。正巧这时清华大学出版社编辑李维杰老师也联系到我，希望能出版一本关于英特尔凌动平台的实践教材，很快这一计划便开始实施。
　　近年来，由于计算机技术，特别是高性能、低功耗微处理器技术发展迅猛，几乎一年中就会有多次新产品的发布，此外手机移动平台技术的发展也非常突出，多家微处理器生产厂商开始角逐这一前景广阔的市场，英特尔Atom架构的微处理器也面向这一市场推出了多个不同系列的微处理器，其中有Atom N270、Atom 25xx、Atom E6xx和2012年推出的针对手机移动平台的22460系列，这给编写这本教材提出了很大挑战，以哪种芯片为主进行本书的编写成为当时比较纠结的焦点。从嵌入式角度出发，我们希望Atom平台的外围接口能更加丰富一些。在2011年英特尔推出了E6xx系列，并配合IOH-EG20T接口芯片，使得Atom平台的外围接口更加丰富，并且能够通过PCIE接口方便灵活地进行接口扩展。于是，我们便选定E6xx+IOH-EG20T这一平台作为本书主要介绍对象。
　　我与李幼萌老师以该硬件平台为核心，进行了较全面的开发与实验，并将这一工作的成果展现给读者。此外，围绕培养卓越工程师的教学改革实践也是近年来大学教育工作者需要考虑的热门话题。在本书的章节构成上也充分考虑到这一点，目的在于引导读者的自我创新意识。在本书的第1、2、3章中主要以动手实践为基础，介绍了Atom的发展现状、硬件结构及基本原理、适合该平台的操作系统和开发环境的安装、常用软件开发工具的基本使用方法等，该内容适合大学本科一年级、二年级的计算机及软件工程专业的学生使用。第4、5章着重介绍在Linux和Windows XP操作系统下Atom平台硬件接口的原理及编程、驱动程序编程等内容，该内容适合本科三年级、四年级以及硕士研究生的嵌入式实践课程，也可作为采用该平台进行应用开发的科研及工程技术人员的参考资料。第6章列出了软件开发的实践项目，在前面实践的基础上进行更进一步的软件开发实践，本章内容只是给出了软件需求的基本内容，具体的实现留给读者去完成。第6章的内容可以作为教学改革实践项目，让学生体验“做中学”的实践过程，即基于PBL（Problem Based Learning ＆ Project Based Learned）方式的软件工程实践，旨在提升学生的创新思维、团队协作能力、项目管理及组织能力。