ARM Cortex-M0与Cortex-M0+权威指南(第2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] 姚文祥（JosephYiu）著吴常玉，张淑 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302473312

商品编码：24191055625

开本：B5

出版时间：2018-01-01

页数：608

字数：923000

作  者:(英)姚文祥(Joseph Yiu) 著；吴常玉,张淑,吴卫东 译 定  价:128 出 版 社:清华大学出版社 出版日期:2018年01月01日 页  数:608 装  帧:平装 ISBN:9787302473312 ●译者序1
●推荐序3
●前言5
●致谢7
●术语和缩写9
●本书约定13
●第1章概论
●1.1欢迎来到嵌入式处理器的世界
●1.1.1处理器有什么作用
●1.1.2处理器、CPU、内核、微控制器及其命名
●1.1.3嵌入式系统的编程
●1.1.4学习微控制器需要了解什么
●1.2理解处理器的类型
●1.2.1处理器为什么有很多种类
●1.2.2ARM处理器家族概述
●1.2.3模糊边界
●1.2.4ARM Cortex-M处理器系列
●1.2.5ARM Cortex-M0和Cortex-M0+处理器简介
●1.2.6从Cortex-M0处理器到Cortex-M0+处理器
●1.2.7Cortex-M0和Cortex-M0+处理器的应用
●部分目录

内容简介

本书是ARM公司微控制器系统级设计专家Joseph Yiu的作品。本书全面系统论述Cortex-M0与Cortex-M0+的内核、体系结构、指令集、编译器、程序设计及软件移植。全书共23章，近700页。深度剖析系统模型、指令集以及中断处理，以利于理解ARM Cortex-M0与Cortex-M0+的工作方式；综合运用汇编语言和C语言实现的丰富的ARM Cortex-M0与Cortex-M0+编程案例，有助于快速动手实践；系统论述软件的开发流程，并以常用软件开发工具为例，介绍程序设计的实例及如何定位程序代码问题和软件移植等方面的知识；全面揭秘从其他架构处理器进行软件移植的方法，包括ARM7TDMI、ARM Cortex-M3以及8051微控制器移植的实例；深入解析Cortex-M0和Cortex-M0+处理器架构特性的差异（如非特权执行等级、向量表重定等 (英)姚文祥(Joseph Yiu) 著；吴常玉,张淑,吴卫东 译 姚文祥（Joseph Yiu），英国ARM公司资历专家，12年半导体行业从业经历（在ARM公司工作15年以上）。曾参与多个处理器设计项目，包括ARM Cortex-M3和Cortex-M0，并参与了多种ARM IP（知识产权）产品的开发。Joseph Yiu为微控制器系统级设计专家，并涉猎了诸多相关领域，包括ARM Cortex-M系列微控制器软件开发、微控制器市场以及片上系统设计技术。其他代表性著作有《The Definitive Guide to the ARM Cortex-M3等

ARM Cortex-M0与Cortex-M0+权威指南(第2版) 内容梗概： 本书旨在为读者提供对ARM Cortex-M0和Cortex-M0+微控制器架构、指令集、特性和开发生态系统的全面深入的理解。本书详细阐述了这两款处理器核心的设计理念、工作原理以及在不同应用场景下的优势，并为工程师、学生和嵌入式系统爱好者提供了一份不可或缺的参考资料。 核心章节概述： 第一部分：ARM Cortex-M系列概述与基础 ARM架构与Cortex-M系列简介： 本章将首先简要介绍ARM处理器架构的发展历程，以及ARM Cortex-M系列在嵌入式领域的重要地位。我们将探讨Cortex-M系列的核心设计哲学，即高性能、低功耗和易用性，并着重介绍Cortex-M0和Cortex-M0+作为该系列中最入门级但功能强大的代表，它们在功耗、成本和性能之间的权衡。 Cortex-M0与Cortex-M0+的核心特性对比： 这一章节将深入剖析Cortex-M0和Cortex-M0+在架构上的关键区别与联系。我们将重点关注它们的指令集（Thumb-2精简指令集）、流水线结构、中断控制器（NVIC）、低功耗模式以及在时钟门控、功耗管理等方面的差异。理解这些细微之处对于选择合适的处理器和进行高效的功耗优化至关重要。 ARMv6-M架构详解： 本章将聚焦于Cortex-M0和Cortex-M0+所采用的ARMv6-M架构。我们将详细解释ARMv6-M架构的指令集特性，包括Thumb指令集及其在精简代码尺寸和提高执行效率方面的作用。同时，也将介绍寄存器模型、异常和中断处理机制、内存映射以及位操作指令等核心概念。 第二部分：Cortex-M0/M0+的内部工作原理 流水线与指令执行： 本章将深入探讨Cortex-M0/M0+的流水线结构，通常是两级流水线。我们将分析指令的取指、译码、执行过程，并解释流水线在提高处理器吞吐量方面的作用。同时，也将讨论流水线中的冲突以及如何通过编译器优化来缓解这些冲突。 内存系统与总线接口： 本章将详细讲解Cortex-M0/M0+的内存系统，包括片上RAM、Flash存储器以及外部存储器接口。我们将介绍AMBA AHB-Lite和APB总线协议，以及它们在处理器与外设之间的数据传输中所扮演的角色。理解内存映射和总线访问机制对于进行硬件交互和软件开发至关重要。 中断与异常处理机制： 本章将深入分析Cortex-M0/M0+强大的中断和异常处理机制。我们将详细介绍NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller）的工作原理，包括中断向量表、中断优先级、中断嵌套以及中断的使能与禁用。同时，也将讲解各种异常类型，如复位、NMI（不可屏蔽中断）、硬故障（HardFault）等，以及它们的处理流程。 低功耗模式与节能技术： 针对Cortex-M0/M0+在低功耗领域的优势，本章将详细阐述其支持的各种低功耗模式，如Sleep模式、Deep Sleep模式以及Standby模式。我们将解释如何通过时钟门控、电源门控等技术来大幅降低功耗，并讨论在不同应用场景下选择和配置低功耗模式的最佳实践。 第三部分：Cortex-M0/M0+的指令集与编程 Thumb指令集详解： 本章将对Thumb指令集进行详尽的介绍，这是Cortex-M0/M0+的核心指令集。我们将详细讲解指令的编码格式、寻址模式、各类数据处理指令（算术、逻辑）、分支指令、加载/存储指令以及协处理器指令（虽然M0/M0+不直接支持用户自定义协处理器，但理解其通用性很重要）。 汇编语言编程入门与进阶： 本章将引导读者学习Cortex-M0/M0+的汇编语言编程。我们将通过实际的汇编代码示例，讲解寄存器操作、函数调用、中断服务程序的编写等。同时，也将介绍汇编与C语言的混合编程技巧，以及如何利用汇编优化关键代码段以获得最佳性能。 C语言编程与编译器优化： 本章将重点介绍使用C语言进行Cortex-M0/M0+嵌入式系统开发。我们将讨论C语言在嵌入式开发中的优势，以及如何利用GCC、Keil MDK等主流编译器对C代码进行优化，以生成更高效、更精简的机器码。我们将讲解编译器选项的设置、代码结构优化、循环展开以及内联函数等技术。 第四部分：Cortex-M0/M0+的开发工具与生态系统 开发环境搭建与配置： 本章将指导读者搭建和配置常用的Cortex-M0/M0+开发环境。我们将详细介绍集成开发环境（IDE）如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、STM32CubeIDE等的使用方法，包括工程创建、编译、下载与调试。 调试技术与故障排除： 强大的调试能力是嵌入式开发的关键。本章将深入讲解Cortex-M0/M0+的调试接口（如SWD、JTAG），以及如何在IDE中使用断点、单步执行、观察变量、内存查看等功能来定位和解决程序中的问题。 RTOS（实时操作系统）在M0/M0+上的应用： 对于复杂的嵌入式系统，RTOS是必不可少的。本章将介绍FreeRTOS、RT-Thread等流行的RTOS在Cortex-M0/M0+上的移植和应用。我们将讨论RTOS的核心概念，如任务、信号量、消息队列，以及如何利用RTOS来简化多任务并发的开发。 外设驱动开发与应用实例： 本章将通过一系列实际的应用实例，讲解如何为Cortex-M0/M0+开发和使用各种常见外设，如GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、定时器等。我们将提供详细的代码示例和硬件连接说明，帮助读者快速掌握外设驱动的开发技巧。 功耗优化策略与实践： 结合前文的低功耗章节，本章将提供更具实操性的功耗优化策略。我们将探讨如何通过软件算法优化、硬件外设配置、电源管理单元（PMU）的合理使用等方法，来最大程度地延长电池供电设备的续航时间。 第五部分：进阶主题与未来展望 DSP（数字信号处理）指令在M0/M0+上的应用（局限性与替代方案）： 虽然Cortex-M0/M0+的核心指令集不包含专门的DSP扩展指令，但本章将探讨如何在有限的指令集下，利用Thumb指令集实现基本的DSP算法，以及分析其性能瓶颈。同时，也将介绍如何通过代码优化或借助外部DSP协处理器来应对更复杂的DSP需求。 Cortex-M0/M0+在物联网（IoT）领域的应用： IoT设备的普及对微控制器的要求越来越高。本章将分析Cortex-M0/M0+凭借其低功耗、低成本和足够性能的优势，在各类IoT终端设备、传感器节点、通信模块等领域的广泛应用场景。 安全特性与固件更新： 随着嵌入式系统安全性的日益重要，本章将探讨Cortex-M0/M0+在安全方面的一些基础特性（如有限的内存保护机制），以及如何在基于M0/M0+的系统中实现安全的固件更新（OTA）机制。 Cortex-M0/M0+生态系统的发展与趋势： 本章将对Cortex-M0/M0+的整个生态系统进行展望，包括新的芯片型号、开发工具的更新、第三方IP核的集成以及社区支持的成长。我们将讨论未来Cortex-M0/M0+在嵌入式领域的发展前景。 本书特色： 理论与实践相结合： 本书不仅深入讲解了Cortex-M0/M0+的底层原理，还提供了大量的实际编程示例和应用场景分析，帮助读者将理论知识转化为实际技能。 权威性与全面性： 本书内容详实，涵盖了Cortex-M0/M0+的方方面面，从基础概念到高级应用，力求为读者提供最权威、最全面的指导。 语言通俗易懂： 尽管涉及复杂的微处理器技术，本书的讲解力求通俗易懂，适合不同程度的读者。 持续更新的价值： 本书第二版对内容进行了更新和完善，力求反映最新的技术进展和开发实践。 适用读者： 嵌入式系统工程师 硬件设计工程师 软件开发人员 电子工程、计算机科学等相关专业的学生 对嵌入式微控制器技术感兴趣的爱好者 本书将是您掌握ARM Cortex-M0和Cortex-M0+微控制器，并成功开发高性能、低功耗嵌入式系统的理想参考。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在嵌入式领域摸爬滚打多年的老兵，一直在寻求一本能够让我对ARM Cortex-M0和M0+这两个微控制器系列有更深层次理解的参考书。虽然我接触过不少不同的嵌入式平台，但Cortex-M0和M0+以其极致的功耗表现和广泛的应用领域，一直吸引着我的目光。市面上关于Cortex-M系列的资料繁多，但真正能够深入剖析其精髓，并且能够系统性地梳理M0和M0+独特之处的书籍却寥寥无几。《ARM Cortex-M0与Cortex-M0+权威指南(第2版)》这个书名，让我对它寄予了厚望。我希望这本书能够提供更详尽的硬件细节，例如其核心的流水线结构、特权级和非特权级模式的差异、以及它们在低功耗模式下的功耗优化策略。我尤其期待书中能对M0和M0+的一些关键性指令和寄存器进行深入的解读，帮助我理解这些微小的差异如何影响性能和功耗。对于我而言，能够从这本书中获得一些在性能优化和功耗管理方面的实战技巧，将是非常有价值的。

评分☆☆☆☆☆

这本书，拿到手的那一刻，就被它厚实的质感和精美的封面所吸引。我是一名嵌入式开发的新手，之前对ARM Cortex-M系列处理器一直充满了好奇，但又苦于找不到一本真正能带我入门的教材。市面上虽然也有不少相关的书籍，但要么过于理论化，要么内容零散，难以形成系统性的认知。当我看到《ARM Cortex-M0与Cortex-M0+权威指南(第2版)》时，我感觉我终于找到了我一直在寻找的那本书。书名中的“权威指南”几个字，让我对它的内容充满了期待。我已经迫不及待地想翻开它，去探索M0和M0+这两款在物联网和低功耗应用领域越来越重要的微控制器家族的奥秘了。我希望这本书能用一种深入浅出的方式，为我揭示这些处理器的核心架构、指令集、中断机制等等，让我能够真正理解它们是如何工作的，并且能够熟练地运用它们来开发项目。对于我这样的初学者来说，清晰的图示和丰富的示例代码是至关重要的，我希望这本书能够在这方面做得很好，能够帮助我将理论知识转化为实际的应用能力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名经验丰富的嵌入式软件工程师，我一直在关注ARM Cortex-M系列处理器在各个细分市场的最新发展。Cortex-M0和Cortex-M0+凭借其在物联网、可穿戴设备以及各类小型嵌入式系统中的广泛应用，引起了我极大的兴趣。《ARM Cortex-M0与Cortex-M0+权威指南(第2版)》这个书名，立刻吸引了我的注意力，我希望这本书能为我带来更深层次的见解。我期待书中能够对M0和M0+的指令集架构进行详尽的分析，包括其精简指令集的设计哲学以及对性能和功耗的权衡。我尤其希望能看到关于其特定功能，例如NVIC（嵌套向量中断控制器）的深入探讨，以及在内存管理和低功耗模式下的高级配置技巧。对于我而言，能够从书中获得一些关于性能调优、中断优先级管理以及功耗优化的最佳实践，将是极具价值的。我希望这本书能够提供一些在实际项目中具有指导意义的案例分析，帮助我更好地理解和应用Cortex-M0和M0+。

评分☆☆☆☆☆

我是一名计算机科学专业的学生，正在准备我的毕业设计项目，我选择的项目需要使用到ARM Cortex-M0+处理器。在寻找相关资料的过程中，我接触到了《ARM Cortex-M0与Cortex-M0+权威指南(第2版)》。尽管我还不是嵌入式领域的专家，但我对书名中“权威指南”的承诺充满了信心。我希望能在这本书中找到关于Cortex-M0+架构的清晰讲解，包括它的指令集、寄存器、存储器映射以及中断系统。对于我的项目而言，理解如何有效地编写代码来控制外设、管理中断以及优化程序性能至关重要。我希望这本书能够提供大量的代码示例，并且这些示例能够覆盖实际应用中可能遇到的各种情况，例如GPIO控制、定时器使用、UART通信等等。此外，如果书中还能提供一些关于调试技巧和常见问题的解决方案，那将对我完成毕业设计项目有极大的帮助。我对这本书抱有很高的期望，希望它能成为我在项目开发过程中不可或缺的助手。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对嵌入式系统充满热情的硬件爱好者，一直以来都对ARM Cortex-M系列处理器情有独钟，尤其是Cortex-M0和M0+系列，它们在微型设备和低功耗领域的应用让我着迷。《ARM Cortex-M0与Cortex-M0+权威指南(第2版)》这个书名，无疑点燃了我探索这些处理器的热情。我非常期待这本书能够以一种通俗易懂的方式，为我揭示Cortex-M0和M0+的内部工作原理。我希望能看到关于它们核心设计理念的介绍，比如为什么它们能够实现如此低的功耗，以及它们在指令集设计上的独特之处。对于我这样的硬件爱好者来说，清晰的框图和详细的硬件特性描述是至关重要的。我希望这本书能够帮助我理解如何从硬件层面去认识这两个处理器，并且能够为我未来的硬件项目开发提供坚实的基础。如果书中还能提供一些关于开发板选型、仿真调试的建议，那将是锦上添花了。