嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)及應(yīng)用開發(fā)

第1章 嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論
1.1 嵌入式系統(tǒng)概述1
1.1.1 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷程3
1.1.2 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)7
1.1.3 嵌入式系統(tǒng)的分類9
1.2 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域14
1.3 嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時性與可靠性16
1.3.1 嵌入式系統(tǒng)的可靠性16
1.3.2 嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時性20
1.4 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢24
思考題26
第2章 嵌入式硬件系統(tǒng)
2.1 基本組成27
2.2 嵌入式微處理器29
2.2.1 嵌入式微處理器的特點(diǎn)29
2.2.2 主流的嵌入式微處理器34
2.3 總線45
2.3.1 AMBA總線45
2.3.2 PCI總線49
2.4 存儲器52
2.4.1 存儲器結(jié)構(gòu)52
2.4.2 電子盤53
2.5 輸入/輸出接口和設(shè)備56
思考題56
第3章 嵌入式軟件系統(tǒng)
3.1 嵌入式軟件系統(tǒng)概述58
3.1.1 嵌入式軟件分類60
3.1.2 嵌入式軟件體系結(jié)構(gòu)60
3.1.3 嵌入式軟件運(yùn)行流程61
3.2 嵌入式操作系統(tǒng)63
3.2.1 體系結(jié)構(gòu)64
3.2.2 功能及特點(diǎn)68
3.2.3 發(fā)展趨勢71
3.3 嵌入式軟件開發(fā)工具72
3.3.1 嵌入式軟件開發(fā)工具的分類72
3.3.2 嵌入式軟件的交叉開發(fā)環(huán)境74
3.3.3 嵌入式軟件實(shí)現(xiàn)階段的開發(fā)過程75
3.3.4 嵌入式軟件開發(fā)工具的發(fā)展趨勢87
思考題88
第4章 嵌入式實(shí)時內(nèi)核基礎(chǔ)
4.1 嵌入式實(shí)時內(nèi)核的關(guān)鍵設(shè)計問題89
4.1.1 實(shí)時性89
4.1.2 可移植性100
4.1.3 可剪裁、可配置性102
4.1.4 可靠性103
4.1.5 應(yīng)用編程接口103
4.2 嵌入式實(shí)時內(nèi)核的主要功能106
4.2.1 任務(wù)管理106
4.2.2 中斷管理107
4.2.3 時間管理108
4.2.4 對共享資源的互斥管理108
4.2.5 同步與通信管理111
4.2.6 內(nèi)存管理114
4.2.7 I/O管理115
4.2.8 出錯處理115
4.2.9 用戶擴(kuò)展管理116
4.2.10 電源管理116
4.3 嵌入式實(shí)時內(nèi)核的重要性能指標(biāo)119
4.3.1 概述119
4.3.2 中斷時序圖120
4.3.3 中斷延遲時間125
4.3.4 內(nèi)核最大關(guān)中斷時間126
4.3.5 中斷響應(yīng)時間127
4.3.6 中斷恢復(fù)時間128
4.3.7 非屏蔽中斷128
4.3.8 中斷處理時間129
4.3.9 任務(wù)上下文切換時間129
4.3.10 任務(wù)響應(yīng)時間131
4.3.11 系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行時間133
4.3.12 有關(guān)時間確定性的測試137
4.3.13 嵌入式實(shí)時內(nèi)核的存儲開銷137
思考題138
第5章 任務(wù)管理與調(diào)度
5.1 概述139
5.2 任務(wù)141
5.2.1 任務(wù)的定義及其主要特性141
5.2.2 任務(wù)的內(nèi)容141
5.2.3 任務(wù)分類142
5.2.4 任務(wù)參數(shù)144
5.3 任務(wù)管理144
5.3.1 任務(wù)狀態(tài)與變遷144
5.3.2 任務(wù)控制塊146
5.3.3 任務(wù)切換147
5.3.4 任務(wù)隊列148
5.3.5 任務(wù)管理機(jī)制153
5.4 任務(wù)調(diào)度158
5.4.1 概述158
5.4.2 基于優(yōu)先級的可搶占調(diào)度161
5.4.3 時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度162
5.4.4 靜態(tài)調(diào)度163
5.4.5 動態(tài)調(diào)度167
5.4.6 靜態(tài)調(diào)度與動態(tài)調(diào)度之間的比較168
5.5 優(yōu)先級反轉(zhuǎn)168
5.5.1 概述168
5.5.2 優(yōu)先級繼承協(xié)議169
5.5.3 優(yōu)先級天花板協(xié)議171
5.6 多處理器調(diào)度 179
5.6.1 概述 179
5.6.2 使用率平衡算法179
5.6.3 基于RMS的任務(wù)分配算法180
5.6.4 基于EDF的首次匹配算法181
思考題182
第6章 同步、互斥與通信
6.1 概述184
6.2 信號量186
6.2.1 信號量的種類及用途186
6.2.2 互斥信號量187
6.2.3 二值信號量188
6.2.4 計數(shù)信號量189
6.2.5 信號量機(jī)制的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)190
6.2.6 信號量機(jī)制的主要功能191
6.2.7 與信號量有關(guān)的資源配置問題193
6.3 郵箱和消息隊列193
6.3.1 任務(wù)間的通信方式193
6.3.2 消息、郵箱和消息隊列概述194
6.3.3 消息隊列機(jī)制的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)195
6.3.4 消息隊列機(jī)制的主要功能197
6.3.5 與消息隊列有關(guān)的資源配置問題199
6.4 事件199
6.4.1 事件機(jī)制概述199
6.4.2 事件機(jī)制的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)201
6.4.3 事件機(jī)制的主要功能203
6.4.4 與事件機(jī)制有關(guān)的資源配置問題205
6.5 異步信號205
6.5.1 異步信號機(jī)制概述205
6.5.2 異步信號機(jī)制與中斷機(jī)制的比較206
6.5.3 異步信號機(jī)制與事件機(jī)制的比較207
6.5.4 異步信號機(jī)制的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)207
6.5.5 異步信號機(jī)制的主要功能209
思考題210
第7章 中斷和時間管理
7.1 中斷管理211
7.1.1 概述211
7.1.2 中斷的分類212
7.1.3 中斷處理的過程 214
7.1.4 實(shí)時內(nèi)核的中斷管理216
7.1.5 用戶中斷服務(wù)程序219
7.2 時間管理221
7.2.1 硬件時鐘設(shè)備 221
7.2.2 時間管理223
思考題227
第8章 內(nèi)存管理和I/O管理
8.1 內(nèi)存管理228
8.1.1 概述228
8.1.2 內(nèi)存管理機(jī)制229
8.2 I/O管理238
8.2.1 I/O管理的功能239
8.2.2 I/O系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)考慮240
思考題244
第9章 嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)
9.1 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)模式245
9.1.1 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)模式概述245
9.1.2 處理器及硬件開發(fā)平臺的選定249
9.1.3 操作系統(tǒng)選定251
9.1.4 開發(fā)環(huán)境選定257
9.2 實(shí)時軟件分析設(shè)計方法258
9.2.1 實(shí)時軟件的分析設(shè)計要求258
9.2.2 DARTS分析設(shè)計方法262
9.2.3 基于UML的分析設(shè)計方法273
9.3 影響系統(tǒng)性能主要因素的分析289
9.3.1 靜態(tài)優(yōu)先級調(diào)度性能分析292
9.3.2 動態(tài)優(yōu)先級調(diào)度性能分析297
9.3.3 任務(wù)計算時間的確定302
9.3.4 系統(tǒng)開銷303
思考題306
附錄CDROM內(nèi)容
參考文獻(xiàn)