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目录1

第1章 嵌入式系统导论1

1.1 嵌入式系统概述1

1.1.1 嵌入式系统的发展历程3

1.1.2 嵌入式系统的特点7

4.3 嵌入式实时内核的重要性能指标 119

1.1.3 嵌入式系统的分类9

1.2 嵌入式系统的应用领域14

1.3 嵌入式系统的实时性与可靠性16

1.3.1 嵌入式系统的可靠性16

1.3.2 嵌入式系统的实时性20

1.4 嵌入式系统的发展趋势24

思考题26

第2章 嵌入式硬件系统27

2.1 基本组成27

2.2 嵌入式微处理器29

2.2.1 嵌入式微处理器的特点29

2.2.2 主流的嵌入式微处理器34

2.3 总线45

2.3.1 AMBA总线45

2.3.2 PCI总线49

2.4 存储器52

2.4.1 存储器结构52

2.4.2 电子盘53

2.5 输入／输出接口和设备56

思考题56

第3章 嵌入式软件系统58

3.1 嵌入式软件系统概述58

3.1.1 嵌入式软件分类60

3.1.2 嵌入式软件体系结构60

3.1.3 嵌入式软件运行流程61

3.2 嵌入式操作系统63

3.2.1 体系结构64

3.2.2 功能及特点68

3.2.3 发展趋势71

3.3 嵌入式软件开发工具72

3.3.1 嵌入式软件开发工具的分类72

3.3.2 嵌入式软件的交叉开发环境74

3.3.3 嵌入式软件实现阶段的开发过程75

3.3.4 嵌入式软件开发工具的发展趋势87

思考题88

4.1.1 实时性89

第4章 嵌入式实时内核基础89

4.1 嵌入式实时内核的关键设计问题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 应用编程接口103

4.2 嵌入式实时内核的主要功能106

4.2.1 任务管理106

4.2.2 中断管理107

4.2.3 时间管理108

4.2.4 对共享资源的互斥管理108

4.2.5 同步与通信管理111

4.2.6 内存管理114

4.2.7 I/O管理115

4.2.8 出错处理115

4.2.9 用户扩展管理116

4.2.10 电源管理116

4.3.1 概述119

4.3.2 中断时序图120

4.3.3 中断延迟时间125

4.3.4 内核最大关中断时间126

4.3.5 中断响应时间127

4.3.6 中断恢复时间128

4.3.7 非屏蔽中断128

4.3.8 中断处理时间129

4.3.9 任务上下文切换时间129

4.3.10 任务响应时间131

4.3.11 系统调用的执行时间133

4.3.12 有关时间确定性的测试137

4.3.13 嵌入式实时内核的存储开销137

思考题138

第5章 任务管理与调度139

5.1 概述139

5.2 任务141

5.2.1 任务的定义及其主要特性141

5.2.2 任务的内容141

5.2.3 任务分类142

5.2.4 任务参数144

5.3 任务管理144

5.3.1 任务状态与变迁144

5.3.2 任务控制块146

5.3.3 任务切换147

5.3.4 任务队列148

5.3.5 任务管理机制153

5.4 任务调度158

5.4.1 概述158

5.4.2 基于优先级的可抢占调度161

5.4.3 时间片轮转调度162

5.4.4 静态调度163

5.4.5 动态调度167

5.5.1 概述168

5.5 优先级反转168

5.4.6 静态调度与动态调度之间的比较168

5.5.2 优先级继承协议169

5.5.3 优先级天花板协议171

5.6 多处理器调度179

5.6.1 概述179

5.6.2 使用率平衡算法179

5.6.3 基于RMS的任务分配算法180

5.6.4 基于EDF的首次匹配算法181

思考题182

6.1 概述184

第6章 同步、互斥与通信184

6.2.1 信号量的种类及用途186

6.2 信号量186

6.2.2 互斥信号量187

6.2.3 二值信号量188

6.2.4 计数信号量189

6.2.5 信号量机制的主要数据结构190

6.2.6 信号量机制的主要功能191

6.3 邮箱和消息队列193

6.3.1 任务间的通信方式193

6.2.7 与信号量有关的资源配置问题193

6.3.2 消息、邮箱和消息队列概述194

6.3.3 消息队列机制的主要数据结构195

6.3.4 消息队列机制的主要功能197

6.3.5 与消息队列有关的资源配置问题199

6.4 事件199

6.4.1 事件机制概述199

6.4.2 事件机制的主要数据结构201

6.4.3 事件机制的主要功能203

6.5.1 异步信号机制概述205

6.5 异步信号205

6.4.4 与事件机制有关的资源配置问题205

6.5.2 异步信号机制与中断机制的比较206

6.5.3 异步信号机制与事件机制的比较207

6.5.4 异步信号机制的主要数据结构207

6.5.5 异步信号机制的主要功能209

思考题210

第7章 中断和时间管理211

7.1 中断管理211

7.1.1 概述211

7.1.2 中断的分类212

7.1.3 中断处理的过程214

7.1.4 实时内核的中断管理216

7.1.5 用户中断服务程序219

7.2 时间管理221

7.2.1 硬件时钟设备221

7.2.2 时间管理223

思考题227

第8章 内存管理和I/O管理228

8.1 内存管理228

8.1.1 概述228

8.1.2 内存管理机制229

8.2 I/O管理238

8.2.1 I/O管理的功能239

8.2.2 I/O系统的实现考虑240

思考题244

第9章 嵌入式系统软件的开发245

9.1 嵌入式系统开发模式245

9.1.1 嵌入式系统开发模式概述245

9.1.2 处理器及硬件开发平台的选定249

9.1.3 操作系统选定251

9.1.4 开发环境选定257

9.2 实时软件分析设计方法258

9.2.1 实时软件的分析设计要求258

9.2.2 DARTS分析设计方法262

9.2.3 基于UML的分析设计方法273

9.3 影响系统性能主要因素的分析289

9.3.1 静态优先级调度性能分析292

9.3.2 动态优先级调度性能分析297

9.3.3 任务计算时间的确定302

9.3.4 系统开销303

思考题306