嵌入式可配置實時操作係統eCos軟件開發 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

[美] 馬薩 著，顔若麟 等 譯

圖書標籤:

• 嵌入式係統
• 實時操作係統
• eCos
• 軟件開發
• 可配置操作係統
• 嵌入式軟件
• 操作係統原理
• C語言
• ARM
• 微控製器

齣版社： 北京航天航空大學齣版社

ISBN：9787810777322

版次：1

商品編碼：10114562

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2006-05-01

用紙：膠版紙

頁數：336

字數：498000

內容簡介

　　本書由Anthony J.Massa先生撰寫，該書的英文版自齣版以來就得到瞭很好的評價。譯者在一次非常偶然的機會得到瞭該書，看瞭之後覺得寫得非常好，就動瞭將其譯為中文的念頭；適逢北京航空航天大學齣版社引進瞭該書的版權，進而與該齣版社閤作，從而得以實現此願望。
　　隨著國內計算機應用水平的不斷提高，尤其是計算機嵌入式應用水平的提高，實時操作係統RTOS（Real Time Operating System）越來越得到計算機嵌入式應用人員的重視，應用也越來越廣泛。齣現這種局麵，是因為RTOS簡化瞭應用係統軟件的設計，保證瞭係統實時性（響應及時性）等。在苛刻的應用環境（如反應迅速的工業應用場閤以及航空、航天應用場閤等），RTOS得到瞭非常廣泛的應用，效果也非常好。例如，美國NASA自20世紀80年代末以來，就一直在航天器中采用實時操作係統，從最早的“火星登陸者”到“勇氣號”都采用瞭RTOS（VxWorks），事實也證明瞭這是非常成功的。尤其是後者，還對存儲器進行瞭格式化。
　　譯者一直認為，要想應用好RTOS，必須深入研究RTOS，而且要研究透，要不就談不上高水平地應用RTOS。對於不開放源代碼的商業RTOS是如此，對於開放源代碼的RTOS更是如此。要研究RTOS，最好從開放源代碼的RTOS開始，因為對於具備基本功能的RTOS而言，其原理差彆不是很大。
　　嵌入式可配置操作係統eCos（Embedded Configurable Operating System）是開放全部源代碼的操作係統，其支持的特性很多，包括瞭目前通用的各種硬件特性，如PCI總綫、USB總綫、IPv4、IPv6、各種文件係統以及GUI接口等。它具備的這些特性對於一個有誌於計算機嵌入式應用人員的“産、學、研”是非常有幫助的，這是其他開源RTOS所不具備的（一般的開源RTOS隻是提供內核，要在實際工程中應用還需要做很多工作，如文件係統、GUI接口、網絡協議棧等，這些都需要自己解決）。
　　eCos具有很強的擴展性，這與它采用的結構緊密相關。通過閱讀本書後續章節就會明白，eCos采用組件來擴展其功能，因此任何符閤eCos組件規範的組件代碼都可以對eCos進行某方麵的擴充。經常登錄eCos相關網站，可找到很多非常好用的第三方組件。這些組件都是eCos愛好者或應用開發人員辛勤勞動的結晶，從另一方麵也說明瞭eCos的擴展性和大眾對eCos的參與。
　　尤其重要的一點是，可根據需要對eCos的代碼進行裁剪。這樣便可以大大減少不必要的代碼，而又不降低其性能，這對於計算機嵌入式應用是很重要的。在這方麵，eCos無疑是很齣色的。通過配置工具，可對包含eCos內核代碼在內的絕大部分代碼進行裁剪，從而去掉無關代碼，減小代碼尺寸。這對於包括商業RTOS在內的RTOS來說都很難做到這一點。
　　eCos的功能非常全麵，商業RTOS能提供的功能，eCos基本上都提供瞭。因此，可以說，任何商業RTOS能勝任的，eCos都能勝任。
　　eCos的性能無須質疑，全球眾多的應用人員的口碑已經證實瞭這一點。而eCos在各種苛刻環境和條件下的正確運行，更說明瞭eCos非凡的品質。再者，eCos的發展非常有活力，作為eCos東傢的Red Hat公司實力是不容忽視的，何況還有全球這麼多愛好者在不斷地發展eCos。因此，有理由相信，eCos會越來越好！
　　譯者相信，本書對於那些有誌於嵌入式應用研究或正在研究RTOS的人員有非常高的參考價值。
　　在本書翻譯過程中得到瞭北京航空航天大學齣版社鬍曉柏老師的大力支持。本書的齣版與其努力是分不開的，在此錶示感謝。本書的序、前言、第4、5、8、9、10、11、12章以及所有附錄由顔若麟翻譯，第3、6、7章由尤偉偉翻譯，第1、2、13章由中科院軟件所孫曉明和林巧民翻譯。由於時間緊迫，錯誤在所難免，希望其不至於引起意義上的誤解，歡迎批評指正。
　　譯者
　　2006年3月

作者簡介

　　Anthony J.Massa 在San Diego大學取得電氣工程B.S和B.A雙學位。他的大部分時間是開發嵌人式軟件、設備驅動程序和應用各種8、16、32位處理器以及各種各樣的RTOS平颱。Anthony也有硬件設計的經驗，同時還在各種Windows操作係統平颱上進行驅動程序和應用程序的開發。
　　Anthony具有開發各種成功産品的經曆，如PC衛星接收卡、機頂盒、因特網無綫調試解調器、網絡廣播設備以及電纜調試解調器等。Anthony在包括Doctor Dobbs Journal、Embedded Systems Programming、Soft-ware Development和END等在內的頂級齣版物上發錶瞭大量的eCos方麵的文章。
　　閑暇的時候，Anthony喜歡與全傢呆在傢裏，或者旅行（Anthony發現在San Francisco的Buena Cista過得非常愉快），或者與祖父呆在後院或打高爾夫球。現在Anthony手頭的項目已經完工瞭，Anthony正在尋找他的下一本書的經曆——下一本書或許是小說！

目錄

第1章 走近eCos的世界
1.1 一切從這裏開始——Cygnus Solutions
1.2 eCos的由來
1.3 eCos的體係結構
1.4 本章小結
第2章 硬件抽象層HAL
2.1 概述
2.2 本章小結
第3章 異常與中斷
3.1 異常
3.2 中斷
3.3 本章小結
第4章 虛擬嚮量
4.1 虛擬嚮量
4.2 本章小結
第5章 內核
5.1 內核
5.2 本章小結
第6章 綫程與同步機製
6.1 綫程
6.2 同步機製
6.3 本章小結
第7章 其他eCos架構組件
7.1 計數器、時鍾、報警器和定時器
7.2 聲明和跟蹤
7.3 ISOC和數學庫
7.4 I／O控製係統
7.5 本章小結
第8章 附加組件和第三方組件
8.1 兼容層
8.2 ROMMonitor
8.3 文件係統
8.4 PCI總綫支持
8.5 USB總綫支持
8.6 網絡支持
8.7 SNMP支持
8.8 GoAhead嵌入式Web服務器
8.9 對稱多處理器支持
8.10 其他特性
8.11 本章小結
第9章 RedBoot ROMMonitol
9.1 概述
9.2 RedBoot目錄結構
9.3 安裝與配置
9.4 用戶接口與命令集
9.4 IRedBoot命令
9.5 本章小結
第10章 宿主機開發平颱
10.1 概述
10.2 配置Windows宿主機
10.3 本章小結
第11章 eCos工具集
11.1 包
11.2 配置工具
11.3 其他eCos工具
11.4 建立eCos工具
11.5 更多開源工具
11.6 本章小結
第12章 eCos應用實例
12.1 eCos映像建立的過程
12.2 示例概述
12.3 RedBoot
12.4 eCos
12.5 應用程序
12.6 eCos測試
12.7 模擬器
12.8 本章小結
第13章 eCos移植
13.1 移植概述
13.2 平颱移植實例
13.3 本章小結
附錄A 支持的處理器和評估闆
附錄B eCos授權協議
附錄C Cygwin工具升級流程
附錄D 建立GNU交叉開發工具

前言/序言

《嵌入式係統設計與實現：基於ARM Cortex-M架構的深度解析》 概述 本書是一本深入探討嵌入式係統設計與實現的權威著作，旨在為讀者提供一個全麵、係統且實用的學習框架。我們聚焦於當前業界廣泛應用的ARM Cortex-M架構，結閤豐富的實踐案例，帶領讀者從基礎原理到高級應用，逐步掌握嵌入式係統的開發脈絡。全書結構清晰，內容翔實，理論與實踐緊密結閤，力求為嵌入式開發工程師、愛好者以及相關專業學生提供一份寶貴的參考資料。 核心內容 本書分為四大核心模塊：嵌入式係統基礎、ARM Cortex-M架構解析、嵌入式軟件開發技術，以及嵌入式係統實踐應用。 第一部分：嵌入式係統基礎 本部分將從宏觀層麵勾勒齣嵌入式係統的全貌，為後續深入學習打下堅實基礎。 嵌入式係統的概念與發展曆程： 詳細介紹嵌入式係統的定義、特點、關鍵組成部分，以及其在各個領域的廣泛應用，如消費電子、工業控製、醫療設備、汽車電子、物聯網等。追溯嵌入式係統的發展脈絡，理解其技術演進的關鍵節點和未來發展趨勢。 嵌入式硬件基礎： 深入講解嵌入式係統中常用的硬件模塊，包括微處理器（CPU）、存儲器（ROM, RAM, Flash）、輸入/輸齣（I/O）接口、定時器/計數器、中斷控製器、串行通信接口（UART, SPI, I2C）等。重點闡述這些硬件模塊的功能、工作原理及其在係統設計中的作用。 嵌入式軟件基礎： 介紹嵌入式軟件的層次結構，包括固件（Firmware）、驅動程序（Device Driver）、中間件（Middleware）和應用軟件（Application Software）。講解嵌入式軟件開發過程中涉及的交叉編譯、鏈接、調試等基本概念和流程。 嵌入式實時性要求與挑戰： 深入剖析嵌入式係統對實時性的嚴苛要求，以及如何通過閤理的係統設計和軟件調度來滿足這些要求。討論實時性麵臨的挑戰，如中斷延遲、任務調度衝突、資源競爭等，並為應對這些挑戰提供初步的思路。 第二部分：ARM Cortex-M架構解析 ARM Cortex-M係列微控製器是當前嵌入式領域最受歡迎的平颱之一。本部分將對其進行全麵而深入的解析。 ARM指令集與架構概覽： 介紹ARM處理器的基本架構，包括指令集（ARM, Thumb, Thumb-2），寄存器組，流水綫，以及內存管理單元（MMU）/內存保護單元（MPU）等核心概念。 Cortex-M係列微控製器詳解： 重點介紹Cortex-M0, M3, M4, M7等主流Cortex-M內核的特性、優勢及典型應用場景。詳細講解各核心在指令集、性能、功耗、外設集成等方麵的差異。 Cortex-M核心特性： 深入研究Cortex-M架構的核心特性，包括： 嵌套嚮量中斷控製器（NVIC）： 講解NVIC的優先級管理、中斷嚮量錶、中斷使能/禁用機製，以及如何高效地處理中斷。 總綫接口： 分析Cortex-M與外部設備的通信接口，如AHB-Lite, APB等，理解數據傳輸的機製。 低功耗特性： 探討Cortex-M係列在低功耗設計方麵的優勢，包括多種睡眠模式、功耗優化技術等。 可選特性： 介紹如浮點單元（FPU）、數字信號處理（DSP）擴展等可選硬件特性，以及它們對性能的影響。 內存模型與映射： 詳細講解Cortex-M的內存映射，包括程序存儲器、數據存儲器、外設存儲器等區域的分配規則，以及如何通過地址來訪問不同的硬件資源。 第三部分：嵌入式軟件開發技術 本部分將聚焦於嵌入式軟件的開發流程、關鍵技術和常用工具。 嵌入式開發環境搭建： 詳細指導讀者如何選擇和搭建適閤ARM Cortex-M開發的集成開發環境（IDE），如Keil MDK, IAR Embedded Workbench, STM32CubeIDE等。包括編譯器的配置、調試器的設置、下載器的使用等。 驅動程序開發： 講解如何編寫高效、可靠的硬件驅動程序，包括： GPIO驅動： 控製通用輸入/輸齣引腳，實現LED閃爍、按鍵檢測等功能。 UART驅動： 實現串行通信，用於設備間的通信或與PC交互。 SPI/I2C驅動： 驅動SPI和I2C接口，與各類外圍傳感器、存儲器等設備通信。 定時器/PWM驅動： 利用定時器實現精確延時、周期性任務，以及生成PWM信號控製電機等。 ADC/DAC驅動： 實現模數轉換和數模轉換，用於采集模擬信號或輸齣模擬信號。 中斷處理與異常管理： 深入講解中斷服務程序的編寫、中斷嚮量錶的配置、中斷優先級的使用，以及如何處理各種異常情況，確保係統的穩定性和響應速度。 實時操作係統（RTOS）在嵌入式係統中的應用： RTOS基本概念： 講解RTOS的核心概念，如任務（Task）、任務調度（Scheduling）、信號量（Semaphore）、互斥鎖（Mutex）、消息隊列（Message Queue）、事件標誌（Event Flags）等。 RTOS的任務管理： 如何創建、刪除、掛起、恢復任務，以及任務間的通信和同步。 RTOS的調度策略： 介紹固定優先級調度、輪轉調度、協同式調度等常用調度算法，並分析其優缺點。 RTOS與裸機開發的對比： 闡述在復雜嵌入式係統中引入RTOS的必要性和優勢，以及可能帶來的挑戰。 典型RTOS介紹： 簡要介紹FreeRTOS、RT-Thread等業界流行的RTOS，並以其中一個（例如FreeRTOS）為例，展示如何在Cortex-M平颱上移植和使用。 嵌入式通信協議： 串行通信協議： 詳細講解UART, SPI, I2C的工作原理、通信時序及開發注意事項。 網絡通信協議： 介紹TCP/IP協議棧在嵌入式係統中的應用，包括Socket編程、HTTP協議、MQTT協議等，為實現物聯網連接打下基礎。 嵌入式軟件調試與優化： 介紹各種調試技術，如斷點調試、單步執行、查看內存/寄存器、邏輯分析儀等。指導讀者如何進行性能分析，定位性能瓶頸，並進行代碼優化，提高程序運行效率和資源利用率。 第四部分：嵌入式係統實踐應用 本部分將通過一係列精心設計的實踐案例，將理論知識轉化為實際技能，幫助讀者鞏固所學並理解實際工程中的挑戰。 案例一：智能傢居傳感器節點開發： 結閤溫度、濕度、光照傳感器，利用RTOS實現多任務並發采集數據，並通過低功耗藍牙（BLE）或Wi-Fi將數據上報到雲平颱。 案例二：工業設備數據采集與通信： 開發一個工業數據采集模塊，使用Modbus RTU協議通過RS485接口與PLC通信，並將采集到的數據通過Ethernet TCP/IP上傳到SCADA係統。 案例三：汽車電子CAN總綫通信： 講解CAN總綫協議的工作原理，實現ECU之間的通信，如發送和接收CAN報文，處理總綫錯誤等。 案例四：嵌入式GUI應用開發： 介紹如何在嵌入式設備上實現圖形用戶界麵（GUI），如使用LVGL等GUI庫，實現觸摸屏操作，顯示實時數據和狀態。 案例五：物聯網設備接入與數據安全： 講解如何設計一個支持TLS/SSL加密通信的物聯網設備，實現安全可靠的數據傳輸，並考慮固件升級（OTA）功能。 本書特色 深度與廣度並重： 既有對ARM Cortex-M架構底層原理的深入剖析，也涵蓋瞭嵌入式係統開發的各個關鍵技術領域，力求全麵。 理論與實踐緊密結閤： 每個知識點都配有詳細的解釋和清晰的圖示，並通過豐富的實踐案例進行驗證，讓讀者“看得懂，學得會，用得上”。 聚焦主流技術： 重點關注ARM Cortex-M架構，這是當前嵌入式開發的主流平颱，選擇的案例也貼近實際工程需求。 結構化教學： 采用模塊化、循序漸進的教學方式，幫助讀者建立清晰的學習思路，逐步攻剋學習難點。 豐富的代碼示例： 全書提供大量的、可運行的C語言代碼示例，方便讀者直接學習和移植。 麵嚮讀者 本書適閤於： 嵌入式係統工程師： 無論是在校學生還是在職工程師，本書都能提供最新的技術知識和實用的開發經驗。 電子工程、計算機科學及相關專業的學生： 作為課程的補充教材或自學參考，幫助學生掌握嵌入式係統的核心技能。 嵌入式係統愛好者： 對嵌入式開發感興趣的個人，可以通過本書係統地學習和實踐。 産品經理、項目經理： 瞭解嵌入式係統的開發流程和技術局限，能更好地進行項目規劃和管理。 通過閱讀本書，讀者將能夠： 深刻理解嵌入式係統的基本原理和工作機製。 熟練掌握ARM Cortex-M架構的特性和開發方法。 精通嵌入式軟件驅動程序、RTOS應用、通信協議等關鍵技術。 具備獨立設計、開發和調試嵌入式係統的能力。 能夠應對當前嵌入式係統開發中的各種挑戰，並為未來的技術發展打下堅實基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《嵌入式可配置實時操作係統 eCos 軟件開發》精準地抓住瞭我目前最迫切的學習需求。在嵌入式開發領域，實時性是硬性要求，而操作係統的選擇和配置直接決定瞭係統的性能和資源消耗。eCos以其高度的可配置性在許多對資源和實時性要求極高的項目中備受推崇。我希望這本書能夠提供一個清晰的學習路徑，從eCos的基本概念入手，逐步深入到其核心的內核機製。我特彆關注書中關於“可配置”的詳細講解，例如如何利用eCos的配置工具（如Configuration Tool）來選擇和裁剪內核功能，如何根據不同的硬件平颱和應用需求來定製內核參數，以及這些配置如何影響係統的實時響應、功耗和內存占用。我希望能學到如何為特定應用場景構建一個精簡高效的eCos鏡像。此外，對於實際的軟件開發，我也期待書中能夠涵蓋eCos下的應用程序開發框架，包括任務管理、進程間通信、中斷處理、以及常用的中間件（如網絡協議棧、文件係統）的集成和使用。如果書中能提供一些實際的開發案例和調試技巧，那將大大提高學習效率。

評分☆☆☆☆☆

作為一名多年的嵌入式開發者，我深知一個穩定、高效、可定製的實時操作係統對項目成功的重要性。在眾多的RTOS中，eCos以其獨特的“可配置”理念吸引瞭我，它提供瞭一種高度靈活的係統構建方式，允許開發者根據應用需求進行精細化的裁剪，從而實現極緻的性能和最小的資源占用。《嵌入式可配置實時操作係統 eCos 軟件開發》這本書的齣現，正是我一直在尋找的。我非常期待這本書能夠深入講解eCos的內核架構，特彆是其微內核設計所帶來的優勢，以及如何通過其強大的配置工具來定製內核。我希望書中能夠詳細闡述各種配置選項的意義，例如如何選擇不同的調度算法來滿足不同的實時性需求，如何配置內存管理策略以優化內存使用，以及如何集成所需的通信協議棧和文件係統。此外，對於嵌入式開發而言，驅動程序的開發和調試是不可或缺的環節。我殷切希望這本書能夠提供豐富的驅動程序開發示例，並講解如何利用eCos提供的API進行硬件抽象和設備控製。我也希望能學習到如何在eCos環境下進行係統的集成、性能調優和故障排除。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我量身定做的！我一直對嵌入式係統非常著迷，尤其是那些需要高度實時響應和靈活配置的場景。市麵上雖然有很多關於嵌入式開發的資料，但真正深入講解實時操作係統的卻不多，而且很多都過於理論化，脫離實際。當我看到《嵌入式可配置實時操作係統 eCos 軟件開發》這個書名時，就覺得這本書很有可能解答我長久以來的睏惑。尤其是我對eCos這個微內核實時操作係統特彆感興趣，它以其高度的可配置性和小巧的內核體積在許多資源受限的嵌入式應用中備受青睞。我希望能通過這本書，不僅理解eCos的基本架構、內核調度機製、任務管理、中斷處理等核心概念，更能掌握如何根據具體的硬件平颱和應用需求，對eCos進行精細化的配置和裁剪，從而優化係統性能，降低資源消耗。書裏關於組件選擇、配置工具的使用、以及如何構建一個定製化的eCos鏡像的詳細指導，是我最期待的部分。我希望這本書能提供大量實際操作的案例和代碼示例，讓我能夠快速上手，將理論知識轉化為實際開發能力。畢竟，理論學得再好，也需要通過實踐來檢驗和鞏固，而我正渴望有這樣一本既有深度又不失廣度的實戰指導。

評分☆☆☆☆☆

最近一直在研究嵌入式實時操作係統，感覺很多資料都停留在理論層麵，不夠接地氣。《嵌入式可配置實時操作係統 eCos 軟件開發》這本書，從書名上來看，似乎能夠填補這一空白。我最看重的是“可配置”這三個字，它意味著我們可以根據具體的硬件資源和應用場景，量身定製一個最適閤的操作係統。這一點對於資源有限的嵌入式設備來說至關重要，可以有效避免不必要的資源浪費。我非常希望這本書能夠提供詳盡的eCos配置指南，詳細介紹如何使用其配置工具，以及各種配置選項的含義和影響。例如，我希望瞭解在不同的實時性要求下，如何選擇閤適的調度策略，如何配置內存管理單元，以及如何有效地管理任務和中斷。書中關於eCos內核的實現細節，如多任務調度、同步機製、事件處理等，如果能有深入的剖析，那將是我學習的重點。同時，我也希望能通過這本書，學習到如何在eCos平颱上進行應用程序的開發，包括如何編寫設備驅動、如何集成第三方庫，以及如何進行係統的集成和測試。我期待這本書能提供一些實際的案例，讓我能夠邊學邊練，逐步掌握eCos的開發技巧。

評分☆☆☆☆☆

說實話，一開始看到這本書的書名《嵌入式可配置實時操作係統 eCos 軟件開發》，我內心是有些期待的，但同時又抱有一絲謹慎。市麵上關於操作係統的書籍多如牛毛，但真正能觸及到“可配置”這一核心精髓，並聚焦於“eCos”這個相對小眾但功能強大的實時操作係統的，並不多見。我之前在一些嵌入式項目中接觸過RTOS，但每次都要麵對各種復雜的配置選項和參數調優，著實讓人頭疼。eCos以其“可配置”的特性吸引瞭我，它允許開發者根據實際需求“裁剪”內核，隻保留必要的功能，這對於資源受限的嵌入式設備來說是極大的優勢。我希望這本書能深入淺齣地講解eCos的配置原理，比如如何通過宏定義、配置文件等方式來選擇和定製內核組件，以及這些配置選項會對係統的實時性、功耗、內存占用等方麵産生怎樣的影響。我尤其關注書中關於如何針對不同硬件平颱（如ARM、MIPS等）進行eCos移植和優化的內容，這對於我今後在多樣化的嵌入式硬件上進行開發至關重要。此外，這本書的“軟件開發”部分，我也期望能看到關於eCos下的驅動程序開發、中間件集成、以及如何進行高效的調試和性能分析的詳細介紹。

評分☆☆☆☆☆

第4章 虛擬嚮量

評分☆☆☆☆☆

2.2 本章小結

評分☆☆☆☆☆

2.2 本章小結

評分☆☆☆☆☆

第4章 虛擬嚮量

評分☆☆☆☆☆

發過來書很髒，手一摸黑黑的

評分☆☆☆☆☆

2.1 概述

評分☆☆☆☆☆

第2章 硬件抽象層HAL

評分☆☆☆☆☆

很好的書，對學習很有幫助，正在研究

評分☆☆☆☆☆

該書主要是教人如何使用ecos，對其中機理講述並不是十分到位，但是用做一本工具書還是很不錯的！