前言

ARM公司目前已成為全球最重要的科技公司之一，究其原因，一方面，它低功耗的技術(shù)路線與移動互聯(lián)時代的需求高度契合，另一方面源于其主導的龐大生態(tài)圈。在這個商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)里，ARM公司并不直接從事芯片的設計和制造，不出售任何處理器。ARM公司有超過1000家授權(quán)合作伙伴，涉及領(lǐng)域從移動端到PC端、服務器端，再到汽車端、IoT端。基于ARM架構(gòu)的設備在智能手機、車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的市場份額超過 90%，同時憑借其低功耗、高性價比的優(yōu)勢，在計算機與服務器領(lǐng)域增長勢頭強勁。預計到2035年，將有超過1萬億臺智能電子設備實現(xiàn)互聯(lián)，從各種傳感器、手機、家電、汽車，到通信基站、云服務器，可以說，基于ARM架構(gòu)的芯片無處不在。

基于ARM架構(gòu)開發(fā)產(chǎn)品的相關(guān)工作非常熱門，但是與這個領(lǐng)域相關(guān)的學習內(nèi)容跨度很大，涉及軟件、硬件、算法和操作系統(tǒng)等。對初學者來說，入門嵌入式開發(fā)很難，往往不知道從何入手，很容易就迷失了方向，甚至半途而廢，主要原因是很多初學者不清楚學習該領(lǐng)域知識的方法及路徑。本書為初學者提供了具體方法和實踐指導，希望對有志從事嵌入式開發(fā)的人員有所幫助。

本書具有以下特點。

一是循序漸進，由淺入深。本書針對零基礎的初學者，以FS4412開發(fā)板（基于ARM Cortex-A9架構(gòu)）為例，首先從開發(fā)環(huán)境的安裝和配置及ARM基本指令等相關(guān)基礎知識開始講解，然后詳細說明常見硬件的功能原理，進而結(jié)合硬件原理圖、用戶手冊逐個分析這些硬件的驅(qū)動編程方法，最后介紹開源項目U-Boot的使用及啟動程序，使讀者將ARM相關(guān)知識點融會貫通。

二是實例豐富，內(nèi)容翔實。本書中包含大量匯編實例，且所有匯編指令都在KEIL軟件中測試過；硬件裸機驅(qū)動源程序均在開發(fā)板上調(diào)試過，并有詳細的分析注解；U-Boot的啟動源程序和U-Boot中的網(wǎng)絡協(xié)議棧也有詳細的程序注解，使讀者能夠復現(xiàn)實例，學以致用。

三是提供配套電子資源。本書的配套資源包含安裝工具、源程序、PPT課件等，讀者可到公眾號“一口Linux”后臺回復關(guān)鍵字“ARM”獲取。

在學習本書之前，讀者需要熟悉C語言編程并會使用一些常用的Linux命令。在學習本書的過程中，建議讀者帶著以下問題來閱讀本書。讀者在帶著問題學習本書時，能更加深入理解相關(guān)內(nèi)容，靈活進行項目開發(fā)。

（1） ARM有哪些工作模式？

（2）各設備驅(qū)動使用的寄存器有哪些？功能是什么？

（3）系統(tǒng)上電后，執(zhí)行的第一條指令是什么？

（4）在C語言環(huán)境下調(diào)用函數(shù)時，參數(shù)是如何傳遞的？

（5）當實現(xiàn)同樣的功能時，為什么有些C語言程序的執(zhí)行效率比匯編語言的高？

（6）異常源有哪些？

（7）什么是異常向量表？

（8）如何使能關(guān)閉中斷？

（9）中斷發(fā)生后CPU是如何處理的？

（10） CPU如何操作LED、按鍵、蜂鳴器、滑動變阻器、RTC、看門狗、MPU6050等常見外設并使它們有條不紊地工作？

（11） U-Boot的啟動流程是什么？如何實現(xiàn)程序自搬移？

（12） U-Boot是如何實現(xiàn)一個簡單的網(wǎng)絡協(xié)議棧的？

本書能夠順利出版首先要感謝公眾號“裸機思維”的創(chuàng)始人—王卓然，他提供了部分章節(jié)的技術(shù)支持，還要感謝華清遠見的硬件平臺提供了高質(zhì)量的技術(shù)資料。由于編者編寫時間緊迫，加之水平所限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。對于本書提出批評和建議，可以在公眾號“一口Linux”下留言，歡迎交流。

彭丹、周海濤于南京

2022年11月