嵌入式系統及應用簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

教材以嵌入式系統的核心—嵌入式實(shí)時(shí)操作系統為重點(diǎn)，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(guān)內容，使讀者既能對嵌入式系統及開(kāi)發(fā)方法有一個(gè)全景的把握，又能深入理解和使用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統。

本書(shū)以嵌入式實(shí)時(shí)操作系統為重點(diǎn)，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(kāi)發(fā)有一個(gè)全景的把握，又能深入理解和使用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統。本書(shū)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(wù)管理與調度，同步、互斥與通信，中斷、時(shí)間、內存與IO管理，虛擬化技術(shù)。

電子科技大學(xué)嵌入式軟件工程中心主任，教授，博士生導師，1992年畢業(yè)于電子科技大學(xué)，獲碩士學(xué)位。自1990年起長(cháng)期從事嵌入式操作系統、嵌入式開(kāi)發(fā)工具及嵌入式中間件、面向領(lǐng)域的嵌入式軟件平臺等研發(fā)、教學(xué)和產(chǎn)業(yè)化工作。

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(fā)展歷程 2
1．1．2  嵌入式系統的特點(diǎn) 6
1．1．3  嵌入式系統的分類(lèi) 7
1．2  嵌入式系統的應用領(lǐng)域 11
1．3  嵌入式系統的發(fā)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(diǎn) 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A(yíng)RMv4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(xiàn) 75
2．4．1  AMBA總線(xiàn) 75
2．4．2  PCI/CPCI總線(xiàn) 79
2．4．3  USB總線(xiàn) 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(yǔ)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(yǔ)句格式 132
3．2．5  ARM匯編語(yǔ)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(yǔ)言程序
設計 136
3．3．3  ARM程序的框架
結構 143
3．3．4  C語(yǔ)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(yǔ)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(lèi)和體系
結構 159
4．1．1  嵌入式軟件分類(lèi) 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(diǎn) 166
4．2．3  發(fā)展趨勢 169
4．3  嵌入式軟件開(kāi)發(fā)工具 170
4．3．1  嵌入式軟件開(kāi)發(fā)工具的
分類(lèi) 170
4．3．2  嵌入式軟件的交叉開(kāi)發(fā)
環(huán)境 171
4．3．3  嵌入式軟件實(shí)現階段的
開(kāi)發(fā)過(guò)程 172
4．3．4  嵌入式軟件開(kāi)發(fā)工具的
發(fā)展趨勢 179
思考題4 180
第5章  任務(wù)管理與調度 181
5．1  概述 181
5．2  任務(wù) 183
5．2．1  任務(wù)的定義及其主要
特性 183
5．2．2  任務(wù)的內容 183
5．2．3  任務(wù)分類(lèi) 184
5．2．4  任務(wù)參數 185
5．3  任務(wù)管理 185
5．3．1  任務(wù)狀態(tài)與變遷 185
5．3．2  任務(wù)控制塊 186
5．3．3  任務(wù)切換 187
5．3．4  任務(wù)隊列 188
5．3．5  任務(wù)管理機制 193
5．4  任務(wù)調度 197
5．4．1  概述 197
5．4．2  基于優(yōu)先級的可搶占
調度 199
5．4．3  時(shí)間片輪轉調度 199
5．4．4  靜態(tài)調度 200
5．4．5  動(dòng)態(tài)調度 204
5．4．6  靜態(tài)調度與動(dòng)態(tài)調度之間
的比較 205
5．5  優(yōu)先級反轉 205
5．5．1  概述 205
5．5．2  優(yōu)先級繼承協(xié)議 206
5．5．3  優(yōu)先級天花板協(xié)議 207
5．6  基于多核的任務(wù)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(wù)有關(guān)的性能指標 221
5．7．1  任務(wù)上下文切換時(shí)間 221
5．7．2  任務(wù)響應時(shí)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(lèi)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(guān)的資源
配置問(wèn)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(guān)的資源
配置問(wèn)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(guān)的資源
配置問(wèn)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(shí)間、內存與I/O
管理 274
7．1  中斷管理 274
7．1．1  實(shí)時(shí)內核的中斷管理 274
7．1．2  中斷的分類(lèi) 275
7．1．3  中斷處理的過(guò)程 277
7．1．4  實(shí)時(shí)內核的中斷
管理 279
7．1．5  用戶(hù)中斷服務(wù)程序 281
7．1．6  中斷相關(guān)的性能
指標 282
7．2  時(shí)間管理 286
7．2．1  硬件時(shí)鐘設備 286
7．2．2  實(shí)時(shí)內核的時(shí)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(shí)現考慮 301
思考題7 304
第8章  虛擬化技術(shù) 305
8．1  概述 305
8．2  虛擬化技術(shù)分類(lèi) 306
8．2．1  進(jìn)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(shù) 313
8．3．1  微內核的系統特征 314
8．3．2  微內核技術(shù)的起源和
發(fā)展 314
8．3．3  L4微內核技術(shù) 316
8．3．4  微內核虛擬化架構 327
8．4  虛擬化產(chǎn)品實(shí)例 327
思考題8 329
參考文獻 330