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규칙으로 배우는 임베디드 시스템 - CPU 이론 및 펌웨어 개발 규칙
- 장선웅 저
- 북랩
- 2022년 11월 25일
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회원리뷰
ISBN: 9791168366060
247쪽
182 x 257 (㎜)
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책 소개
출판사 리뷰
하지만, 이 책에서 다루는 기본적인 이론들을 안다는 것은 사용하려는 MCU의 종류가 바뀌더라도 더 쉽게 적응할 수 있는 힘을 줍니다.
또한, 펌웨어 엔지니어도 소프트웨어만 아는 것이 아니라 CPU의 주변 하드웨어에 대해 알아야 적절한 알고리즘을 구현할 수 있습니다.
- 저자의 말
저자 소개
저자 : 장선웅
1999년도 충남대학교 메카트로닉스학과를 졸업했다. 이후 반도체 팹리스 업체에서 18년 동안 엔지니어로 근무하면서, 특허청장 표창을 받은 이력이 있다.
목차
I. CPU 기초 이론
1. CPU 일반
1.1. CPU 의 구조 및 동작
1.1.1. CPU의 구조 및 기능
1.1.2. CPU의 동작 단계
1.2. 명령어 구조와 실행 파일
1.2.1. 명령어 구조로 보는 RISC/CISC CPU구조
1.2.2. CPU의 동작과 실행 바이너리 파일
1.3. CPU 동작을 위한 주변 하드웨어
1.3.1. 전원 (Power)을 위한 레귤레이터
1.3.2. 클럭 (Clock)
1.3.3. 메모리(Memory)
1.3.4. CPU 버스 구조
1.3.5. 리셋 (Reset)
1.4. 리셋 후 펌웨어 부팅 과정
1.4.1. 리셋 벡터
1.4.2. Reset_Handler
1.5. 인터럽트
1.5.1. 인터럽트의 동작
2. MCU(Micro Controller Unit)
2.1. GPIO
2.1.1. 부가 기능 (Alternate Function)
2.1.2. GPIO 내부 회로
2.2. 직렬 통신 이론 일반
2.2.1. OSI 7 계층(Layer)
2.2.2. 프로토콜(Protocol)
2.2.3. 직렬(Serial) 통신 방식의 구분
2.2.4. 통신 신호의 SNR(Signal to Noise Ratio) 강화
2.2.5. 통신 오류 검출 방법
2.3. 직렬 통신
2.3.1. UART (Universal Asynchronous Receiver & Transmitter)
2.3.2. I2C
2.3.3. SPI (Serial Peripheral Interface)
2.4. ADC 와 DAC&PWM
2.4.1. ADC (Analog To Digital Converter)
2.4.2. DAC (Digital to Analog Converter)
2.4.3. PWM(Pulse Width Modulation)
2.5. MCU 선택의 고려사항
II. 시스템 개발 프로세스
III. 펌웨어 개발 규칙
1. 펌웨어의 설계 및 구현 규칙
1.1. 펌웨어의 설계
1.1.1. HAL 구조 설계
1.1.2. 데이터 취득 및 제어 방식
1.1.3. 펌웨어 설계 도구
1.2. 펌웨어의 구현 전략
1.2.1. 시스템에 맞는 컴파일 환경 설정
1.2.2. 가독성을 위한 규칙
1.2.3. 하드웨어 접근 코딩
1.3. 펌웨어의 안전성
1.4. 펌웨어의 성능
1.4.1. 알고리즘 구현
1.4.2. 메모리 정렬(Align)
1.4.3. 매크로와 Inline 함수의 사용
1.4.4. 실수 사용의 고려사항
1.4.5. 인터럽트 핸들러와 임계영역(Critical Section)
1.5. 펌웨어의 양산 및 유지보수
2. Low Level 펌웨어
2.1. CPU 의 동작과 바이너리 파일 생성 과정
2.1.1. 빌드(Build) 과정
2.2. Low Level 프로그래밍 실습
2.2.1. 소스 파일 생성
2.2.2. 링커 스크립트 작성
2.2.3. Startup 코드 작성
2.2.4. Main() 함수 작성
2.2.5. Makefile 작성
2.2.6. 컴파일로 이진 바이너리 파일 생성
2.2.7. [참고] ELF 파일에서 정보 얻기
IV. [참고] 디버깅
1. 디버깅 절차
2. 측정 장비 및 디버깅 예
2.1. 전기 신호 측정 장비
2.2. 디버깅/측정 항목
1. CPU 일반
1.1. CPU 의 구조 및 동작
1.1.1. CPU의 구조 및 기능
1.1.2. CPU의 동작 단계
1.2. 명령어 구조와 실행 파일
1.2.1. 명령어 구조로 보는 RISC/CISC CPU구조
1.2.2. CPU의 동작과 실행 바이너리 파일
1.3. CPU 동작을 위한 주변 하드웨어
1.3.1. 전원 (Power)을 위한 레귤레이터
1.3.2. 클럭 (Clock)
1.3.3. 메모리(Memory)
1.3.4. CPU 버스 구조
1.3.5. 리셋 (Reset)
1.4. 리셋 후 펌웨어 부팅 과정
1.4.1. 리셋 벡터
1.4.2. Reset_Handler
1.5. 인터럽트
1.5.1. 인터럽트의 동작
2. MCU(Micro Controller Unit)
2.1. GPIO
2.1.1. 부가 기능 (Alternate Function)
2.1.2. GPIO 내부 회로
2.2. 직렬 통신 이론 일반
2.2.1. OSI 7 계층(Layer)
2.2.2. 프로토콜(Protocol)
2.2.3. 직렬(Serial) 통신 방식의 구분
2.2.4. 통신 신호의 SNR(Signal to Noise Ratio) 강화
2.2.5. 통신 오류 검출 방법
2.3. 직렬 통신
2.3.1. UART (Universal Asynchronous Receiver & Transmitter)
2.3.2. I2C
2.3.3. SPI (Serial Peripheral Interface)
2.4. ADC 와 DAC&PWM
2.4.1. ADC (Analog To Digital Converter)
2.4.2. DAC (Digital to Analog Converter)
2.4.3. PWM(Pulse Width Modulation)
2.5. MCU 선택의 고려사항
II. 시스템 개발 프로세스
III. 펌웨어 개발 규칙
1. 펌웨어의 설계 및 구현 규칙
1.1. 펌웨어의 설계
1.1.1. HAL 구조 설계
1.1.2. 데이터 취득 및 제어 방식
1.1.3. 펌웨어 설계 도구
1.2. 펌웨어의 구현 전략
1.2.1. 시스템에 맞는 컴파일 환경 설정
1.2.2. 가독성을 위한 규칙
1.2.3. 하드웨어 접근 코딩
1.3. 펌웨어의 안전성
1.4. 펌웨어의 성능
1.4.1. 알고리즘 구현
1.4.2. 메모리 정렬(Align)
1.4.3. 매크로와 Inline 함수의 사용
1.4.4. 실수 사용의 고려사항
1.4.5. 인터럽트 핸들러와 임계영역(Critical Section)
1.5. 펌웨어의 양산 및 유지보수
2. Low Level 펌웨어
2.1. CPU 의 동작과 바이너리 파일 생성 과정
2.1.1. 빌드(Build) 과정
2.2. Low Level 프로그래밍 실습
2.2.1. 소스 파일 생성
2.2.2. 링커 스크립트 작성
2.2.3. Startup 코드 작성
2.2.4. Main() 함수 작성
2.2.5. Makefile 작성
2.2.6. 컴파일로 이진 바이너리 파일 생성
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IV. [참고] 디버깅
1. 디버깅 절차
2. 측정 장비 및 디버깅 예
2.1. 전기 신호 측정 장비
2.2. 디버깅/측정 항목
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