嵌入式系統及應用 ( 簡體 字) |
| 作者：羅蕾等 | 類別：1. -> 電腦組織與體系結構 -> 嵌入式系統 |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 44138
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NT售價： 225 元 |
| 出版日：5/1/2016 |
| 頁數：340 |
| 光碟數：0 |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121282201 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：從發展趨勢來看，計算己經進入“后PC”或是“無處不在的計算”時代，計算將逐漸彌漫在社會生活的方方面面，以實現任何時間、任何地點提供任何服務的理想目標。無處不在的計算將大量使用形式多樣的嵌入式系統。實際上，嵌入式系統早已成為學術界和工業界共同關注的熱點，信息世界與物理世界、信息化與工業化融合的趨勢推動了嵌入式系統的持續發展。
隨著信息技術的不斷發展，艦船、航空、航天等武器裝備，以及通信網絡、交通、能源、醫療、金融等關鍵基礎設施的智能化程度越來越高，軟件規模越來越大，并逐漸發展成為復雜的網絡系統。另外，目前也正處于設備智能化、互聯化發展的關鍵時期，智能家居、可穿戴設備、智能汽車、智能交通、移動醫療、智能電網、智能機器人、工廠自動化、工業控制、智能監控，甚至智慧城市都處于蓬勃發展的局面。據IDC預測，到2020年將有2000億臺智能設備連接至互聯網。因此，嵌入式系統相關的應用與研宄正面臨著歷史性的發展機遇。
嵌入式系統是計算機的應用系統，是以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格耍求的專用計算機系統。同時，嵌入式系統也是先進的計算機技術、半導體技術、電子技術和各個行業的具體應用相結合后的產物，屬于技術密集、資金密集、高度分散、不斷創新的知識集成系統。嵌入式系統最早應用于國防和工業控制等領域，隨后應用領域越來越廣泛，包括了消費電子、工業控制、網絡設備、航空航天和武器裝備等眾多領域，是現代社會智能化發展的基礎內容。
嵌入式技術的發展以及對未來工業革命將產生的巨大影響已經引起世界各國的高度關注。歐洲目前在航空、汽車電子、工業、通信和消費電子方面的嵌入式技術占有領導位置，為了繼續保持對美國和日本的競爭對手的領先優勢，歐盟早在2004年就成立了ARTEMIS（Advanced Research and Development on Embedded Intelligent Systems）組織，在歐洲范圍內整合資金和技術優勢，把嵌入式技術上升到一個重要的戰略高度進行發展。歐盟認為，嵌入式技術是IT領域中發展最快的內容，并將保持巨大的技術發展和商業應用機會，掌握嵌入式技術的領導位置，將具有強大的經濟和政治利益。
目前，中國正在由世界的制造大國向制造強國轉變。業界普遍認為，嵌入式系統就是這樣一個符合中國國情的技術突破點。事實上，市場也急需專業化的嵌入式軟件人才。為適應這種需求，國內高校大多己開設嵌入式系統相關的各種課程。電子科技大學自1990年以來開始從事嵌入式軟件的研究、開發和教學工作，承擔并完成了國家863、國防預研、電子發展基金、核高基重大專項等多項嵌入式軟件系統方面的課題，開展了汽車電子、航空電子、艦船電子、智能手機等領域的產業化應用，并培養了大量嵌入式系統方面的專業化人才。以此為基礎，我們開展了本教材的編寫工作。
教材以嵌入式系統的核心—嵌入式實時操作系統為重點，以應用為目的，全面介紹嵌入式系統在硬件和軟件方面的相關內容，使讀者既能對嵌入式系統及開發方法有一個全景的把握，又能深入理解和使用嵌入式實時操作系統。
教材的內容
教材共分八章，包括嵌入式系統軟硬件基礎、嵌入式實時操作內核和虛擬化技術等三方面的內容。具體如下：
第1章 嵌入式系統導論。講述嵌入式系統方面的基本概念，介紹嵌入式系統的發展歷程、嵌入式系統的特點、嵌入式系統的分類和應用領域、嵌入式實時系統的實時性和可靠性，以及嵌入式系統的發展趨勢等方面的內容。
第2章 嵌入式硬件系統。介紹嵌入式系統的硬件組成情況，包括嵌入式系統的處理器、總線和存儲器等方面的內容。在處理器方面，重點圍繞ARM體系架構進行了闡述。
第3章 ARM匯編程序設計。介紹ARM處理器的指令集、匯編語言和程序設計。
第4章 嵌入式軟件系統。講述嵌入式軟件的特點和分類、嵌入式軟件的體系結構、運行流程，嵌入式操作系統結構、組成、功能、特點和發展趨勢，嵌入式軟件開發工具的分類、交叉開發環境，嵌入式軟件實現階段的開發過程及開發工具的發展趨勢。
第5章 任務管理與調度。講述什么是任務、任務的分類、主要特性及內容，任務管理機制，嵌入式實時系統常見的幾種調度算法，優先級反轉及解決方法，基于多核的任務調度，以及與任務有關的性能指標。
第6章 同步、互斥與通信。講述任務間、任務與中斷處理程序間常見的同步、互斥與通信機制（信號量、郵箱、消息隊列、事件和異步信號），并對多核系統的同步、互斥與通信機制進行了介紹。
第7章 中斷、時間、內存與IO管理。講述中斷分類、中斷處理過程及中斷管理機制等，硬件時鐘設備（實吋時鐘RTC和定時器/計數器）及與操作系統的關系，時間管理機制，嵌入式實時系統對存儲管理的需求，存儲管理的具體方法，以及嵌入式系統I/O管理的特點及機制。
第8章 虛擬化技術。講述虛擬化技術分類和微內核虛擬化技術，并對主要的虛擬化產品進行了介紹。
其中，第1章∼第4章由羅蕾編寫，第五章、第七章由李允編寫，第二章、第三章、第六章由陳麗蓉編寫，第八章由桂盛霖編寫。全書由羅蕾統稿。
由于編者水平有限，加之時間倉促，書中難免存在不妥與錯漏之處，敬請讀者批評指正。您可通過以下方式同我們聯系：lluo@uestc.edu.cn，lrchen@uestc.edu.cn，liyun@uestc.edu.cn。
本書為任課教師提供了配套的教學資源（包含電子教案），需要者可登錄華信教育資源網（http://www.hxedu.com.cn），注冊之后進行下載。
讀者反饋可發郵件至unicode@pher.com.cn。
致謝
本書編寫過程中得到了電子工業出版社的大力支持，并得到了電子科技大學本科生、研究生課程建設等方面的支持，在此表示感謝。
感謝電子科技大學嵌入式軟件工程中心各位老師和研究生的支持。
作 者 |
內容簡介：本書以嵌入式實時操作系統為重點，以應用為目的，全面介紹包括硬件和軟件在內的嵌入式系統，使讀者既能對嵌入式系統及開發有一個全景的把握，又能深入理解和使用嵌入式實時操作系統。本書共8章，主要包括：嵌入式系統導論，嵌入式硬件系統，ARM匯編程序設計，嵌入式軟件系統，任務管理與調度，同步、互斥與通信，中斷、時間、內存與IO管理，虛擬化技術。 |
目錄：第1章 嵌入式系統導論 1
1.1 嵌入式系統概述 1
1.1.1 嵌入式系統的發展歷程 2
1.1.2 嵌入式系統的特點 6
1.1.3 嵌入式系統的分類 7
1.2 嵌入式系統的應用領域 11
1.3 嵌入式系統的發展趨勢 12
思考題1 14
第2章 嵌入式硬件系統 15
2.1 嵌入式硬件系統的基本組成 15
2.2 嵌入式微處理器 17
2.2.1 嵌入式微處理器的
特點 18
2.2.2 主流的嵌入式微
處理器 21
2.2.3 ARM指令集體系
架構 29
2.2.4 典型ARM CPU Core
體系結構 32
2.3 ARM編程模型 34
2.3.1 基于ARMv4的編程
模型 34
2.3.2 ARMv7-A＆R的應用級
編程模型 51
2.3.3 ARMv7-A＆R系統級編程
模型 58
2.3.4 處理器存儲器子系統 63
2.3.5 存儲器數據模式及I/O
編址 72
2.4 嵌入式系統總線 75
2.4.1 AMBA總線 75
2.4.2 PCI/CPCI總線 79
2.4.3 USB總線 81
2.5 嵌入式系統存儲器 85
2.5.1 嵌入式系統的存儲
結構 85
2.5.2 NandFlash 85
思考題2 88
第3章 ARM匯編程序設計 89
3.1 ARM嵌入式微處理器指
令集 89
3.1.1 ARM指令集 89
3.1.2 ARM v4T架構指令
體系 93
3.1.3 ARM v5TE架構指令
體系 100
3.1.4 ARMv6架構指令
體系 102
3.1.5 ARMv7-A＆R架構指令
體系 107
3.1.6 Thumb與Thumb-2
指令集 115
3.2 ARM匯編 121
3.2.1 匯編、匯編器和匯編語言
程序 121
3.2.2 ARM偽指令 122
3.2.3 ARM宏與宏指令 130
3.2.4 匯編語句格式 132
3.2.5 ARM匯編語言中的
表達式及運算符 132
3.3 ARM程序設計 135
3.3.1 ARM工程 135
3.3.2 ARM匯編語言程序
設計 136
3.3.3 ARM程序的框架
結構 143
3.3.4 C語言程序與匯編程序
之間的函數調用 144
3.3.5 ARM匯編與C語言的
混合程序設計 151
思考題3 156
第4章 嵌入式軟件系統 159
4.1 嵌入式軟件系統分類和體系
結構 159
4.1.1 嵌入式軟件分類 160
4.1.2 嵌入式軟件體系
結構 161
4.1.3 嵌入式軟件運行
流程 162
4.2 嵌入式操作系統 163
4.2.1 體系結構 164
4.2.2 功能及特點 166
4.2.3 發展趨勢 169
4.3 嵌入式軟件開發工具 170
4.3.1 嵌入式軟件開發工具的
分類 170
4.3.2 嵌入式軟件的交叉開發
環境 171
4.3.3 嵌入式軟件實現階段的
開發過程 172
4.3.4 嵌入式軟件開發工具的
發展趨勢 179
思考題4 180
第5章 任務管理與調度 181
5.1 概述 181
5.2 任務 183
5.2.1 任務的定義及其主要
特性 183
5.2.2 任務的內容 183
5.2.3 任務分類 184
5.2.4 任務參數 185
5.3 任務管理 185
5.3.1 任務狀態與變遷 185
5.3.2 任務控制塊 186
5.3.3 任務切換 187
5.3.4 任務隊列 188
5.3.5 任務管理機制 193
5.4 任務調度 197
5.4.1 概述 197
5.4.2 基于優先級的可搶占
調度 199
5.4.3 時間片輪轉調度 199
5.4.4 靜態調度 200
5.4.5 動態調度 204
5.4.6 靜態調度與動態調度之間
的比較 205
5.5 優先級反轉 205
5.5.1 概述 205
5.5.2 優先級繼承協議 206
5.5.3 優先級天花板協議 207
5.6 基于多核的任務調度 214
5.6.1 局部調度 214
5.6.2 全局調度 216
5.6.3 混合調度 220
5.7 與任務有關的性能指標 221
5.7.1 任務上下文切換時間 221
5.7.2 任務響應時間 223
思考題5 224
第6章 同步、互斥與通信 226
6.1 概述 226
6.2 信號量 228
6.2.1 信號量的種類及用途 228
6.2.2 互斥信號量 229
6.2.3 二值信號量 231
6.2.4 計數信號量 232
6.2.5 信號量機制的主要數據
結構 234
6.2.6 典型的信號量操作 235
6.2.7 與信號量有關的資源
配置問題 238
6.3 郵箱和消息隊列 238
6.3.1 嵌入式系統的通信 238
6.3.2 消息隊列機制的主要
數據結構 240
6.3.3 典型的消息隊列
操作 243
6.3.4 與消息隊列有關的資源
配置問題 246
6.3.5 消息隊列的其他典型
使用 246
6.4 事件 247
6.4.1 事件機制 247
6.4.2 事件機制的主要數據
結構 248
6.4.3 典型的事件操作 250
6.4.4 與事件機制有關的資源
配置問題 251
6.4.5 事件機制的典型
應用 252
6.5 異步信號 252
6.5.1 異步信號機制 252
6.5.2 異步信號機制與中斷機制
的比較 253
6.5.3 異步信號機制與事件機制
的比較 254
6.5.4 異步信號機制的主要
數據結構 255
6.5.5 典型的異步信號操作 256
6.6 多核系統中的同步、互斥與
通信 257
6.6.1 多核系統的硬件基礎 257
6.6.2 多核系統的互斥機制 258
6.6.3 核間通信 264
6.6.4 核間同步 270
思考題6 272
第7章 中斷、時間、內存與I/O
管理 274
7.1 中斷管理 274
7.1.1 實時內核的中斷管理 274
7.1.2 中斷的分類 275
7.1.3 中斷處理的過程 277
7.1.4 實時內核的中斷
管理 279
7.1.5 用戶中斷服務程序 281
7.1.6 中斷相關的性能
指標 282
7.2 時間管理 286
7.2.1 硬件時鐘設備 286
7.2.2 實時內核的時間
管理 288
7.3 內存管理 291
7.3.1 內存管理概念 291
7.3.2 內存管理機制 292
7.4 I/O管理 300
7.4.1 I/O管理的功能 300
7.4.2 I/O系統的實現考慮 301
思考題7 304
第8章 虛擬化技術 305
8.1 概述 305
8.2 虛擬化技術分類 306
8.2.1 進程級虛擬機 306
8.2.2 系統級虛擬機 307
8.3 微內核虛擬化技術 313
8.3.1 微內核的系統特征 314
8.3.2 微內核技術的起源和
發展 314
8.3.3 L4微內核技術 316
8.3.4 微內核虛擬化架構 327
8.4 虛擬化產品實例 327
思考題8 329
參考文獻 330 |
| 序： |
