EMBEDDED LINUX嵌入式系統實作演練. pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:學貫

作者:陳俊宏

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:20040310

价格:NT$ 860

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isbn号码:9789867693419

丛书系列:

图书标签:

• 嵌入式Linux
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《嵌入式 Linux 系统实战演练：从原理到应用》 本书是一本专注于嵌入式 Linux 系统实践操作的深度指南，旨在帮助读者全面掌握嵌入式 Linux 系统的开发流程、核心技术以及常见应用场景。我们不探讨抽象的理论概念，而是将重心放在“如何做”，通过大量的实例和代码演示，带领读者一步步构建、调试和优化属于自己的嵌入式 Linux 系统。 核心内容与结构： 本书将围绕嵌入式 Linux 系统的生命周期展开，从硬件选型、交叉编译环境搭建，到系统移植、驱动开发，再到应用层软件的开发与部署，每一个环节都力求详实。 第一部分：嵌入式 Linux 系统基础与环境搭建 嵌入式系统概述： 简要介绍嵌入式系统的定义、特点以及与通用计算机系统的区别，重点强调其资源受限、实时性要求高等关键特性。 Linux 嵌入式开发概述： 介绍 Linux 在嵌入式领域的优势，如开源、灵活、强大的工具链等，并梳理嵌入式 Linux 的开发生态。 硬件平台选择与分析： 针对几种主流的嵌入式处理器架构（如 ARM Cortex-A 系列）和开发板（如树莓派、Mini2440 等）进行深入剖析，讲解如何根据项目需求选择合适的硬件平台。 交叉编译环境的搭建： 这是嵌入式开发的关键第一步。我们将详细介绍如何从零开始构建一个功能完善的交叉编译工具链，包括 C 库（如 glibc、uClibc、musl）、GCC 编译器、Binutils 等核心组件的配置与编译。我们会提供针对不同 Linux 发行版（如 Ubuntu、CentOS）的详细搭建步骤，并针对常见的交叉编译问题进行排查和解决。 Bootloader 的理解与移植： 介绍 Bootloader 的作用，以及 U-Boot 等主流 Bootloader 的基本原理和配置方法。重点讲解如何根据目标硬件平台对 U-Boot 进行配置、编译和烧写，实现系统的启动。 Linux 内核的编译与裁剪： 讲解 Linux 内核的目录结构、配置文件（.config）的含义以及内核配置工具（menuconfig, xconfig）的使用。我们将演示如何针对目标硬件进行内核的裁剪和优化，移除不必要的驱动和功能，减小内核体积，提高系统性能。还会讲解如何集成自定义的内核模块。 根文件系统的构建： 介绍根文件系统的组成部分，包括命令行工具、系统库、配置文件等。我们将详细演示使用 Buildroot、Yocto Project 等自动化构建工具来生成根文件系统的过程，并介绍如何手动构建一个最小化的根文件系统，以及如何添加用户空间应用程序。 第二部分：驱动程序开发与系统调试 Linux 设备模型与驱动框架： 讲解 Linux 内核的设备模型，如平台设备、I2C 设备、SPI 设备等，以及字符设备、块设备、网络设备等驱动类型。 GPIO 驱动开发： 以 LED、按键为例，详细讲解如何编写 GPIO 驱动程序，包括在用户空间和内核空间访问 GPIO 的方法，以及中断处理机制。 UART 驱动开发： 演示如何编写串口驱动，实现与外部设备的通信。我们将涵盖串口的配置、数据发送与接收，以及中断处理。 I2C/SPI 驱动开发： 针对常用的传感器（如温湿度传感器、加速度计）和通信芯片，讲解 I2C 和 SPI 设备的驱动开发流程，包括设备树（Device Tree）的编写与应用，以及驱动程序的注册与实现。 网络驱动开发（可选）： 如果时间允许，会简要介绍以太网驱动的基本原理和开发流程。 系统调试技术： 介绍常用的嵌入式 Linux 系统调试工具，包括 GDB Server、JTAG 调试器、串口调试助手，以及内核日志（dmesg）的分析方法。我们将演示如何进行远程调试、内存分析和性能调优。 第三部分：应用层软件开发与系统优化 用户空间应用程序开发： 讲解如何使用 C/C++ 语言开发嵌入式 Linux 应用程序，包括多线程编程、进程间通信（IPC）机制，以及如何使用 POSIX API。 Web 服务与远程控制： 演示如何在嵌入式设备上搭建轻量级的 Web 服务器（如 lighttpd、nginx），实现通过 Web 界面对设备进行监控和控制。 图形用户界面（GUI）开发： 介绍如何在资源受限的嵌入式设备上开发 GUI，如使用 Qt for Embedded 或 SDL 等图形库。 系统性能优化： 讲解如何对系统进行性能分析和优化，包括 CPU 调度、内存管理、I/O 性能等方面。 固件升级与远程部署： 介绍 OTA（Over-The-Air）升级的基本原理和实现方式，以及如何安全地对嵌入式设备进行固件更新。 本书的特点： 强调实践： 全书以“做中学”的理念贯穿，每一章节都配有大量的实操代码和详细的步骤说明，让读者在动手过程中理解技术细节。 由浅入深： 从最基础的环境搭建开始，逐步深入到复杂的驱动开发和系统优化，适合有一定 Linux 基础或 C 语言基础的开发者。 贴近实战： 涵盖了嵌入式 Linux 开发中的常见场景和挑战，能够帮助读者快速解决实际工作中遇到的问题。 工具链全面： 详细介绍了交叉编译工具链、Bootloader、Linux 内核、根文件系统构建工具等一系列核心开发工具的使用。 技术前沿： 关注设备树（Device Tree）等最新的嵌入式 Linux 开发技术。 无论您是初次接触嵌入式 Linux 开发的学生，还是希望提升嵌入式系统实战能力的工程师，《嵌入式 Linux 系统实战演练：从原理到应用》都将是您不可或缺的学习伙伴。通过本书的学习，您将能够独立地设计、开发和部署高性能、高可靠性的嵌入式 Linux 系统。

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这本书的阅读体验，就像是跟随一位经验极其丰富的导师进行一对一的辅导。最让我感到惊喜的是，它在安全性和可靠性方面投入了大量的篇幅进行讲解。在物联网时代，安全问题是不可回避的红线，但很多教材往往只是一笔带过。然而，这本书却详细阐述了包括启动链安全验证、内存保护机制（如MMU/MPU的应用）以及如何构建最小化的安全运行时环境。它的案例分析非常贴近工业级应用的需求，比如如何处理硬件看门狗的配置、如何设计可靠的系统升级机制（OTA），这些都是直接关系到产品稳定性的核心技术点。通过书中的项目实践，我第一次完整地构建了一个具备基本安全隔离的嵌入式应用栈，这极大地增强了我对复杂系统设计的信心。它的深度远超我的预期，它不仅教你“怎么做”，更让你明白“为什么”要这么做，这才是区分“能用”和“好用”的关键。

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这本厚重的书籍，光是翻开扉页，那种扑面而来的技术气息就已经让人心潮澎湃。我记得第一次接触嵌入式开发时，感觉像是在黑暗中摸索，各种底层协议、硬件抽象层、内核裁剪，每一个概念都像一座难以逾越的大山。这本书的编排方式非常独特，它没有一上来就抛出复杂的理论模型，而是通过一系列精心设计的实践案例，逐步引导读者进入真实的项目环境。它似乎在强调“动手做中学”的理念，每一个章节的理论阐述都紧密地服务于随后的实验操作。我特别欣赏它在工具链选择上的细致考量，从交叉编译器的搭建到根文件系统的定制，每一步都有详尽的步骤说明和截图辅助，这对于初学者来说简直是救命稻草。尤其是关于实时性保证和电源管理那几章，作者似乎将多年踩坑的经验毫无保留地倾泻而出，很多我在实际工作中耗费数周才解决的疑难杂症，在这里都能找到清晰的思路和解决方案。读完这部分内容，我感觉自己的工程能力得到了质的飞跃，不再是只会调用API的“搬运工”，而是能真正理解系统底层运作机制的“工程师”。

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与市面上很多只停留在概念介绍或特定平台移植的教材截然不同，这本书展现出一种极强的系统性和前瞻性。它的视野不仅仅局限于某一个特定的SoC平台，而是将嵌入式系统视为一个完整的生态链来剖析。我尤其对其中关于不同驱动模型（如字符设备、块设备、网络设备）的对比分析印象深刻。作者不仅清晰地梳理了这些模型的工作原理和API接口，更重要的是，他深入探讨了在资源极其受限的环境下，如何进行性能优化和资源调度，这才是嵌入式开发的精髓所在。书中对于内核版本演进和社区贡献的讨论，也让我意识到，学习嵌入式不能固步自封，必须时刻关注上游社区的动态。它的叙述风格偏向于严谨的学术论证与工程实践的完美结合，数据图表和时序图的运用恰到好处，使得复杂的并发控制和中断处理逻辑变得可视化。这本书更像是一部技术字典和项目手册的混合体，我经常在遇到新的技术挑战时，翻阅其中某个章节进行快速回顾和定位问题。

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坦白说，这本书的难度曲线相当陡峭，初次接触嵌入式的新手可能会感到有些吃力。它的起点设置得很高，假设读者已经具备扎实的C语言功底和基本的计算机体系结构知识。然而，对于有一定基础，渴望突破瓶颈的开发者来说，这本书简直是打开了一扇新的大门。它对于底层驱动程序的编写，特别是涉及到寄存器级操作的部分，描述得极其细致入微，几乎是逐位讲解，这种细致程度在其他出版物中极为罕见。我发现作者在解释中断控制器（PIC）和定时器管理时，引入了一些现代实时操作系统（RTOS）的设计模式，这使得我们能用更抽象、更模块化的思维去处理硬件交互。它成功地弥合了理论教材与实际产品开发之间的鸿沟，让那些在理论学习中感到抽象的概念，在实际的I/O读写和内存映射中得到了具象化的体现。读完后，我感觉自己对整个Linux内核与硬件的交互边界有了更清晰、更坚实的认知。

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这本书的价值在于其强大的实用主义精神和对工程细节的执着。它没有过多地纠缠于Linux发行版之间的细枝末节，而是聚焦于构建一个高效、精简、可控的嵌入式Linux运行环境所需的核心技能。我特别推崇其中关于性能调优的章节，作者没有给出通用的“黑魔法”，而是系统性地介绍了如何利用oprofile、ftrace等工具进行系统级的性能剖析，并结合实际代码给出修改建议。这种基于数据和事实的优化过程，比盲目相信经验要可靠得多。此外，书中对跨平台兼容性的思考也十分到位，它教导我们如何编写“可移植性强”的代码，避免对特定编译器的特性产生过度的依赖。对于那些致力于开发高性能、低功耗产品的工程师而言，这本书提供的不仅仅是知识，更是一种严谨的工程方法论，它教会我如何从一个“黑盒”的使用者，蜕变成一个能够深入探究并优化每一层软件栈的“掌控者”。

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