嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)概念

第1章 引論
1.1 現(xiàn)實(shí)生活中的嵌入式系統(tǒng)實(shí)例2
1.1.1 家庭環(huán)境中的嵌入式系統(tǒng)2
1.1.2 工作環(huán)境中的嵌入式系統(tǒng)3
1.1.3 娛樂(lè)活動(dòng)中的嵌入式系統(tǒng)3
1.1.4 定義嵌入式系統(tǒng)5
1.1.5 嵌入式處理器和應(yīng)用意識(shí)5
1.1.6 硬件和軟件協(xié)同設(shè)計(jì)模型7
1.1.7 交叉平臺(tái)開(kāi)發(fā)7
1.1.8 軟件存儲(chǔ)和升級(jí)性8
1.2 實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)9
1.2.1 實(shí)時(shí)系統(tǒng)10
1.2.2 實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特性12
1.2.3 硬和軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)13
1.3 嵌入式系統(tǒng)的未來(lái)15
1.4 記住的要點(diǎn)15
第2章 開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)
2.1 引言 16
2.2 鏈接器和鏈接過(guò)程概貌17
2.3 可執(zhí)行和鏈接格式20
2.4 可執(zhí)行映像映射到目標(biāo)機(jī)嵌入式系統(tǒng)23
2.4.1 鏈接器命令文件24
2.4.2 映射可執(zhí)行映像27
2.4.3 實(shí)踐中的例子28
2.5 記住的要點(diǎn)30
第3章 嵌入式系統(tǒng)初始化
3.1 引言31
3.2 目標(biāo)機(jī)系統(tǒng)工具和映像傳輸32
3.2.1 嵌入式裝載器33
3.2.2 嵌入式監(jiān)視器34
3.2.3 目標(biāo)機(jī)調(diào)試代理35
3.3 目標(biāo)機(jī)自舉案況35
3.3.1 數(shù)據(jù)用RAM從ROM執(zhí)行37
3.3.2 映像從ROM傳輸后從RAM上執(zhí)行39
3.3.3 從宿主機(jī)傳輸映像后從RAM上執(zhí)行40
3.4 目標(biāo)機(jī)系統(tǒng)軟件初始化順序42
3.4.1 硬件初始化43
3.4.2 RTOS 初始化44
3.4.3 應(yīng)用軟件初始化45
3.5 片上調(diào)試45
3.6 記住的要點(diǎn)46
第4章 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)介紹
4.1 引言47
4.2 操作系統(tǒng)的簡(jiǎn)要?dú)v史48
4.3 定義RTOS49
4.4 調(diào)度器50
4.4.1 可調(diào)度實(shí)體50
4.4.2 多任務(wù)51
4.4.3 上下文切換51
4.4.4 分發(fā)器52
4.4.5 調(diào)度算法52
4.5 對(duì)象54
4.6 服務(wù)54
4.7 RTOS的關(guān)鍵特性55
4.7.1 可靠性55
4.7.2 可預(yù)測(cè)性56
4.7.3 性能56
4.7.4 緊湊性56
4.7.5 可剪裁性57
4.8 記住的要點(diǎn)57
第5章 任務(wù)
5.1 引言58
5.2 定義一個(gè)任務(wù)59
5.3 任務(wù)狀態(tài)和調(diào)度60
5.3.1 就緒狀態(tài)62
5.3.2 運(yùn)行狀態(tài)64
5.3.3 阻塞狀態(tài)64
5.4 典型的任務(wù)操作65
5.4.1 任務(wù)創(chuàng)立和刪除65
5.4.2 任務(wù)調(diào)度66
5.4.3 獲得任務(wù)信息68
5.5 典型的任務(wù)結(jié)構(gòu)68
5.5.1 運(yùn)行到完成的任務(wù)68
5.5.2 無(wú)限循環(huán)任務(wù)69
5.6 同步、通信和并發(fā)69
5.7 記住的要點(diǎn)70
第6章 信號(hào)燈
6.1 引言71
6.2 定義信號(hào)燈71
6.2.1 二值信號(hào)燈72
6.2.2 計(jì)數(shù)信號(hào)燈73
6.2.3 互相排斥（互斥）信號(hào)燈74
6.3 典型的信號(hào)燈操作76
6.3.1 創(chuàng)立和刪除信號(hào)燈76
6.3.2 獲取和釋放信號(hào)燈77
6.3.3 清除信號(hào)燈的任務(wù)等待列表78
6.3.4 獲取信號(hào)燈信息78
6.4 典型的信號(hào)燈使用79
6.4.1 等待和信號(hào)同步79
6.4.2 多任務(wù)等待和信號(hào)同步80
6.4.3 信用跟蹤同步81
6.4.4 單一共享資源訪問(wèn)同步82
6.4.5 遞歸共享資源訪問(wèn)同步84
6.4.6 多個(gè)共享資源訪問(wèn)同步85
6.5 記住的要點(diǎn)87
第7章 消息隊(duì)列
7.1 引言88
7.2 定義消息隊(duì)列89
7.3 消息隊(duì)列狀態(tài)90
7.4 消息隊(duì)列內(nèi)容91
7.5 消息隊(duì)列存儲(chǔ)92
7.5.1 系統(tǒng)池92
7.5.2 私有緩沖區(qū)92
7.6 典型的消息隊(duì)列操作92
7.6.1 創(chuàng)立和刪除消息隊(duì)列92
7.6.2 發(fā)送和接收消息93
7.6.3 獲得消息隊(duì)列信息96
7.7 典型的消息隊(duì)列使用96
7.7.1 非互鎖的單向數(shù)據(jù)通信96
7.7.2 互鎖的單向數(shù)據(jù)通信97
7.7.3 互鎖的雙向數(shù)據(jù)通信99
7.7.4 廣播通信100
7.8 記住的要點(diǎn)101
第8章 其他內(nèi)核對(duì)象
8.1 引言102
8.2 管道102
8.2.1 管道控制塊103
8.2.2 管道狀態(tài)104
8.2.3 命名和無(wú)名管道105
8.2.4 典型的管道操作105
8.2.5 典型的管道使用108
8.3 事件寄存器108
8.3.1 事件寄存器控制塊109
8.3.2 典型的事件寄存器操作110
8.3.3 典型的事件寄存器使用111
8.4 信號(hào)112
8.4.1 信號(hào)控制塊113
8.4.2 典型的信號(hào)操作114
8.4.3 典型的信號(hào)用法115
8.5 條件變量116
8.5.1 條件變量控制塊117
8.5.2 典型的條件變量操作118
8.5.3 條件變量的典型使用118
8.6 記住的要點(diǎn)120
第9章 其他RTOS服務(wù)
9.1 引言121
9.2 其他建造塊122
9.2.1 TCP/IP 協(xié)議棧123
9.2.2 文件系統(tǒng)部件123
9.2.3 遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用部件124
9.2.4 命令殼 125
9.2.5 目標(biāo)機(jī)調(diào)試代理器126
9.2.6 其他部件126
9.3 部件配置127
9.4 記住的要點(diǎn)128
第10章 異常和中斷
10.1 引言129
10.2 什么是異常和中斷130
10.3 異常和中斷的應(yīng)用131
10.3.1 內(nèi)部錯(cuò)誤和特殊條件的管理131
10.3.2 硬件并發(fā)與服務(wù)請(qǐng)求管理132
10.4 近距離看異常和中斷132
10.4.1 可編程中斷控制器和外部中斷132
10.4.2 一般異常的分類134
10.4.3 一般異常的優(yōu)先權(quán)135
10.5 處理一般的異常 136
10.5.1 安裝異常處理程序137
10.5.2 保存處理器狀態(tài)137
10.5.3 裝入和調(diào)用異常處理程序139
10.5.4 嵌套異常和棧溢出140
10.5.5 異常處理程序142
10.6 虛假中斷的特性147
10.7 記住的要點(diǎn)148
第11章 計(jì)時(shí)器和計(jì)時(shí)器服務(wù)
11.1 引言149
11.2 實(shí)時(shí)時(shí)鐘與系統(tǒng)時(shí)鐘150
11.3 可編程間隔計(jì)時(shí)器151
11.4 計(jì)時(shí)器中斷服務(wù)例程152
11.5 實(shí)現(xiàn)軟計(jì)時(shí)器功能的模型154
11.5.1 可能的處理延遲156
11.5.2 實(shí)現(xiàn)考慮157
116 時(shí)間車輪158
11.6.1 議題160
11.6.2 分層的時(shí)間車輪161
11.7 軟計(jì)時(shí)器和與軟計(jì)時(shí)器相關(guān)的操作163
11.8 記住的要點(diǎn)165
第12章 I/O子系統(tǒng)
12.1 引言166
12.2 基本I/O 概念167
12.2.1 端口映射與內(nèi)存映射I/O和DMA167
12.2.2 字符模式與塊模式設(shè)備170
12.3 I/O 子系統(tǒng)介紹171
12.3.1 標(biāo)準(zhǔn)I/O 函數(shù)172
12.3.2 映射通用函數(shù)到驅(qū)動(dòng)程序函數(shù)173
12.3.3 設(shè)備與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的關(guān)聯(lián)175
12.4 記住的要點(diǎn)176
第13章 內(nèi)存管理
13.1 引言177
13.2 嵌入式系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配178
13.2.1 內(nèi)存碎片和緊湊178
13.2.2 malloc和 free的一個(gè)例子180
13.2.3 快速發(fā)現(xiàn)空閑塊182
13.2.4 free 操作183
13.3 嵌入式系統(tǒng)中固定尺寸的內(nèi)存管理185
13.4 阻塞與非阻塞的內(nèi)存函數(shù)186
13.5 硬件內(nèi)存管理單元188
13.6 記住的要點(diǎn)188
第14章 用并發(fā)將應(yīng)用模塊化
14.1 引言189
14.2 由表及里分解應(yīng)用的方法190
14.3 標(biāo)識(shí)并發(fā)的指導(dǎo)原則和建議192
14.3.1 并發(fā)單元192
14.3.2 偽與真并發(fā)執(zhí)行193
14.3.3 某些指導(dǎo)原則194
14.4 可調(diào)度性分析和速率單調(diào)性分析200
14.4.1 基本RMA 可調(diào)度性測(cè)試200
14.4.2 擴(kuò)展的RMA可調(diào)度性測(cè)試201
14.5 記住的要點(diǎn)203
第15章 同步和通信
15.1 引言204
15.2 同步204
15.2.1 資源同步205
15.2.2 活動(dòng)同步206
15.2.3 屏障的實(shí)現(xiàn)208
15.3 通信209
15.4 資源同步方法211
15.4.1 中斷鎖211
15.4.2 搶占鎖211
15.5 關(guān)鍵段落的重訪問(wèn)212
15.6 普遍的實(shí)踐設(shè)計(jì)模式213
15.6.1 同步活動(dòng)的同步213
15.6.2 使用信號(hào)進(jìn)行異步事件通告216
15.6.3 資源同步216
15.7 特殊解決方案的設(shè)計(jì)模式218
15.7.1 帶流程控制的數(shù)據(jù)傳輸218
15.7.2 來(lái)自于多個(gè)數(shù)據(jù)通信信道的異步數(shù)據(jù)接收219
15.7.3 多個(gè)輸入通信信道221
15.7.4 使用條件變量同步讀者和寫者223
15.7.5 在任務(wù)之間發(fā)送高優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)225
15.7.6 用條件變量實(shí)現(xiàn)讀者寫者鎖226
15.8 記住的要點(diǎn)228
第16章 普遍的設(shè)計(jì)問(wèn)題
16.1 引言229
16.2 資源分類230
16.3 死鎖230
16.3.1 資源請(qǐng)求模型232
16.3.2 死鎖檢測(cè)233
16.3.3 死鎖恢復(fù)238
16.3.4 死鎖避免240
16.3.5 死鎖預(yù)防241
16.4 優(yōu)先權(quán)倒置242
16.4.1 優(yōu)先權(quán)繼承協(xié)議244
16.4.2 天花板優(yōu)先權(quán)協(xié)議246
16.4.3 優(yōu)先權(quán)天花板協(xié)議247
16.5 記住的要點(diǎn)248