VxWorks内核、设备驱动与BSP开发详解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:

出品人:

页数:379

译者:

出版时间:2009-10

价格:49.00元

装帧:

isbn号码:9787115212924

丛书系列:

图书标签:

• VxWorks
• 计算机
• EmbeddedProgramming
• programming
• IT
• VxWorks
• 实时操作系统
• 嵌入式系统
• 设备驱动
• BSP
• 内核开发
• Wind River
• 嵌入式Linux
• ARM
• PowerPC

好的，这是一份关于其他主题的图书简介，力求详尽且风格自然。 --- 《嵌入式系统实时操作系统原理与实践：从裸机到多核调度》 第一部分：嵌入式系统基础架构与实时性需求 第1章：嵌入式系统概述与演进 本章首先界定了嵌入式系统的核心概念，区别于通用计算系统的特点，如资源受限性、确定性需求和专用性。我们将深入探讨嵌入式系统生命周期的各个阶段，包括需求分析、硬件选型、软件设计与集成测试。重点分析了从早期的裸机编程到引入实时操作系统（RTOS）的演进历程，阐述了为何现代复杂嵌入式应用必须依赖操作系统来管理资源和保证时序要求。 第2章：理解实时性：时序、确定性与延迟分析 实时系统设计的核心在于时间约束的满足。本章详细剖析了“实时”的真正含义——不是“快”，而是“可预测”。我们将介绍关键的时间度量指标，如任务完成时间（WCET）、抖动（Jitter）和最大延迟。通过对周期性任务和非周期性任务的分析模型，为后续的调度算法选择奠定理论基础。此外，还将讨论硬实时、软实时与固件级别实时性之间的区别及其对系统架构的影响。 第3章：中断、异常与硬件抽象层（HAL） 在嵌入式系统中，对外部事件的快速响应至关重要。本章深入解析了中断（Interrupt）的生命周期，从触发、向量查找、上下文保存到中断服务程序（ISR）的执行。重点讨论了中断延迟的来源与优化，以及如何安全地在ISR中操作共享资源（如锁和信号量）。随后，介绍硬件抽象层（HAL）的设计哲学，它如何将操作系统与特定的微控制器架构解耦，确保代码的可移植性。 第二部分：实时操作系统的核心机制 第4章：任务管理与上下文切换 实时操作系统（RTOS）最基础的功能是多任务并发执行。本章详述了任务（Task/Thread）的概念模型，包括任务的生命周期状态（就绪、运行、阻塞、终止）。核心内容集中于上下文切换（Context Switching）的机制。我们将分析在不同架构下（如基于栈的切换与寄存器组保存），上下文切换的开销、实现方式，以及如何通过优化切换流程来最小化系统抖动。 第5章：调度算法的理论与实践 调度器是RTOS的大脑。本章系统性地介绍了主流的实时调度算法： 1. 静态优先级调度： 详细分析固定优先级抢占式调度（Preemptive Fixed Priority Scheduling），包括经典的速率单调调度（RMS）的适用性与局限性。 2. 动态优先级调度： 深入探讨最早截止时间优先（EDF）算法的机制、可抢占性分析以及其在资源需求动态变化场景下的优势。 3. 混合与比例-延期（Proportional-Share）调度： 介绍面向服务质量（QoS）保证的调度策略，尤其是在多核环境下的初步应用。 本章将辅以代码实例，展示如何在内核级别实现这些调度策略的优先级计算与任务选择。 第6章：进程间通信（IPC）原语 为了实现任务间的协作与数据交换，IPC机制是必不可少的。本章全面覆盖了RTOS提供的核心同步与通信工具： 信号量（Semaphores）： 二值信号量与计数信号量的应用场景，及其在互斥访问控制中的作用。 互斥锁（Mutexes）： 重点讨论优先级继承（Priority Inheritance）和优先级天花板（Priority Ceiling）协议，用以解决由互斥访问导致的优先级反转（Priority Inversion）问题。 消息队列（Message Queues）： 讨论基于消息传递的异步通信，包括消息的存储、复制与同步机制。 事件标志与邮件箱（Event Flags & Mailboxes）： 分析用于简单事件通知和点对点通信的场景。 第三部分：内存管理与资源保护 第7章：实时内存分配策略 与通用操作系统不同，RTOS对内存管理的确定性要求极高。本章分析了静态内存池、固定大小区块分配器（Fixed-Size Block Allocators）和可变大小的堆（Heap）管理。重点讨论了碎片化问题（Fragmentation）在实时系统中的危害，并提出了预防和缓解策略，如使用Buddy System或预分配技术。 第8章：内存保护与虚拟化基础 针对更高级别的系统（如需要运行不同安全等级组件的场景），本章引入内存保护单元（MPU）或内存管理单元（MMU）的概念。我们将讲解如何配置MPU来隔离任务的访问权限，防止一个任务错误地修改另一个任务或内核的代码/数据区域，从而提高系统的鲁棒性和安全性。 第四部分：高级主题与系统集成 第9章：多核与异构系统中的同步挑战 随着嵌入式处理器进入多核时代，并发访问共享资源的复杂性呈指数级增长。本章探讨了多核环境下的锁机制（如自旋锁 Spinlocks），以及在SMP（Symmetric Multiprocessing）架构中内核如何维护一致性。此外，还将介绍UMA（Uniform Memory Access）与NUMA（Non-Uniform Memory Access）对缓存一致性和同步开销的影响。 第10章：系统性能分析与调试工具 有效的性能分析是优化实时系统的关键。本章介绍如何利用系统跟踪（System Tracing）工具来捕获和可视化任务调度、中断响应和IPC调用的时序信息。我们将教授如何解读跟踪日志，识别性能瓶颈，特别是调度延迟和资源争用的根本原因，从而实现精确的性能调优。 第11章：系统级固件安全与更新机制 现代嵌入式系统需要应对日益严峻的安全威胁。本章涵盖了固件认证、代码签名验证以及安全启动（Secure Boot）的基本流程。同时，系统软件的远程升级（OTA Update）在实时系统中的实现面临原子性（Atomicity）和回滚（Rollback）的挑战，本章将详细探讨如何设计一个健壮的、支持A/B分区的固件更新机制。 第12章：面向高可靠性的系统设计 本章汇集了构建高可靠性嵌入式系统的最佳实践。讨论了容错技术，如冗余设计、看门狗（Watchdog）的合理配置与使用。最后，将探讨如何应用形式化方法和更严格的验证流程来提升软件的质量保证等级，以满足功能安全标准（如ISO 26262或IEC 61508）的要求。 --- 本书特色： 本书专注于实时操作系统的内核原理和系统级性能优化，而非特定厂商的集成开发环境或板级支持包（BSP）的配置细节。它旨在为读者建立坚实的理论基础，使他们能够理解任何RTOS（无论开源还是商业）背后的调度机制、同步原语和内存模型，从而具备设计和调试高性能、高可靠性嵌入式系统的能力。内容深度覆盖了从基础的并发控制到复杂的多核同步与安全启动等前沿议题。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

在工作中遇到问题时，能够及时解答疑惑的一本书。对基于vxworks嵌入式开发者很有用，推荐阅读。

评分☆☆☆☆☆

在工作中遇到问题时，能够及时解答疑惑的一本书。对基于vxworks嵌入式开发者很有用，推荐阅读。

评分☆☆☆☆☆

很实用。里面有很多实例，参照这可以学习。讲解比较深入。非常棒。

评分☆☆☆☆☆

在工作中遇到问题时，能够及时解答疑惑的一本书。对基于vxworks嵌入式开发者很有用，推荐阅读。

评分☆☆☆☆☆

在工作中遇到问题时，能够及时解答疑惑的一本书。对基于vxworks嵌入式开发者很有用，推荐阅读。