VxWorks下设备驱动程序及BSP开发指南 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力出版社

作者:张杨

出品人:

页数:302

译者:

出版时间:2004-9-1

价格:30.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787508324814

丛书系列:

图书标签:

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嵌入式系统软件架构与底层驱动实践指南 本书涵盖内容概要： 本书深入剖析了现代嵌入式系统软件的构建哲学、核心组件的运作机制及其在实际项目中的落地方法。重点关注于如何设计和实现高可靠性、高性能的系统软件层，特别是在资源受限的微控制器（MCU）或SoC平台上。内容结构围绕嵌入式操作系统的内核机制、硬件抽象层（HAL）的设计原则、以及复杂外设驱动的完整开发流程展开，旨在提供一套完整的、可操作的底层软件开发范例。 第一部分：嵌入式软件系统基础与架构设计 第一章：嵌入式系统软件栈的层次化模型 本章首先界定了现代嵌入式软件系统的标准分层结构，详细阐述了从裸机启动代码（Bootloader）到应用层之间的所有关键层级。深入探讨了软件架构的权衡艺术，包括硬实时性需求与资源消耗之间的平衡点。 启动流程详解： 从硬件复位（Reset）到操作系统内核初始化（Kernel Initialization）的每一个步骤的细节分析，包括内存映射（Memory Mapping）、时钟初始化（Clock Configuration）以及中断向量表的设置。 软件架构模式对比： 比较了经典的“超级循环”（Super-loop）、多任务调度器（RTOS）以及基于事件驱动（Event-Driven）的架构模式，分析它们在不同应用场景下的适用性与局限性。 第二章：内存管理与地址空间布局 高效的内存管理是嵌入式系统稳定性的基石。本章详细讲解了嵌入式平台特有的内存挑战，并提供了解决方案。 静态与动态内存分配策略： 对比了如池化分配（Pool Allocation）、伙伴系统（Buddy System）等在嵌入式环境中如何优化性能和碎片化问题。 保护模式下的内存保护（MPU/MMU）： 讲解如何配置内存保护单元（MPU）以隔离不同任务的内存空间，防止非法访问，确保系统的健壮性。 第三章：并发控制与实时调度理论 对于需要处理多个并发事件的系统，理解实时操作系统的调度机制至关重要。 实时调度算法剖析： 详细分析了抢占式、协作式、速率单调（Rate Monotonic）以及最早截止期限优先（Earliest Deadline First, EDF）等调度算法的工作原理和适用场景。 同步与互斥机制： 深入探讨了信号量、互斥锁（Mutex）、事件标志组（Event Flags）在避免竞态条件（Race Conditions）和死锁（Deadlock）中的实际应用案例。 第二部分：硬件抽象层（HAL）的构建与通用接口定义 第四章：构建健壮的硬件抽象层（HAL） HAL的目标是隔离应用层代码与特定芯片的寄存器细节。本章专注于如何设计一个可移植性强的HAL。 接口设计原则： 遵循最小化依赖、最大化抽象的原则，定义一套标准化的API集合，用于操作CPU核心功能（如定时器、中断控制器）。 底层寄存器操作的封装技巧： 介绍使用宏（Macros）和内联函数（Inline Functions）对位操作进行安全、高效封装的方法，确保代码清晰且接近硬件性能。 第五章：通用中断管理系统 中断是嵌入式系统响应外部事件的核心机制。本章提供了一套通用的中断服务程序（ISR）设计框架。 中断处理的上下文切换： 探讨ISR中应执行的操作（快速路径）与不应执行的操作（慢速路径）的区分，以及如何安全地将数据从ISR传递给任务级代码。 中断优先级管理： 建立一套统一的中断优先级分配标准，有效管理系统内的中断延迟和级联问题。 第六章：系统定时与时钟管理 精确的时间度量和控制是许多嵌入式应用（如通信协议、电机控制）的关键。 高精度计时器的实现： 介绍如何利用底层系统定时器（如SysTick或其他周期性定时器）来构建一个统一的时间基准（Tick Source）。 时间服务API设计： 设计一套标准API用于获取时间戳、延迟操作（Blocking Delay）和定时回调（Non-Blocking Timer）。 第三部分：复杂外设接口与高级驱动模型 第七章：串行通信协议栈的实现与调试 本章聚焦于嵌入式系统中普遍使用的异步和同步串行通信接口。 UART/USART驱动的异步化处理： 采用DMA（直接内存访问）或中断模式实现高效的异步数据收发，避免CPU在数据传输期间被阻塞。 SPI与I2C总线仲裁与时序控制： 针对多设备共享总线的情况，讲解如何实现总线仲裁逻辑、错误恢复机制（如NACK处理）以及时序参数的精确控制。 第八章：存储器接口驱动与文件系统集成 在具有非易失性存储的系统中，安全可靠地读写数据至关重要。 闪存（Flash）与EEPROM的读写抽象： 详细说明了擦除、写入操作的原子性要求，以及如何处理存储介质的寿命限制（Wear Leveling的初步概念）。 嵌入式文件系统（如FAT/YAFFS）的挂载与I/O抽象： 介绍如何将上层文件系统操作映射到底层的块设备驱动接口。 第九章：DMA控制器的高级应用 DMA是释放CPU资源的关键技术。本章侧重于如何有效地利用DMA进行数据传输。 链式DMA（Linked List DMA）配置： 针对大块数据或连续传输场景，讲解如何设置DMA传输列表，以实现连续、无缝的数据搬运。 DMA与外设的交互模式： 讨论如何配置DMA请求（Request）信号与特定外设（如ADC、定时器）同步，以实现精确触发的数据采集或传输。 第十章：调试与系统诊断技术 本章不关注具体的驱动编写，而是提供一套系统级的调试方法论，以定位复杂的底层问题。 JTAG/SWD接口的高级调试技巧： 如何利用硬件调试器进行断点设置、查看内存/寄存器、以及追踪程序执行流程。 系统日志与错误报告机制： 设计一个轻量级的、非侵入性的日志系统，用于在产品发布后收集关键运行信息和异常状态。 总结与展望： 本书最后总结了构建高性能、可维护的嵌入式底层软件所必需的核心技能集，并展望了未来嵌入式系统（如Cortex-M系列的高级功能集成）的发展趋势。

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针对vxworks下bsp开发，设计部分驱动开发。

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