嵌入式軟件開發(fā)精解

譯者序
序
前言
第1版前言
網(wǎng)站上的內(nèi)容
嵌入式軟件開發(fā)路線圖
第1章　嵌入式軟件
1.1　嵌入式應(yīng)用的影響
1.1.1　來自開發(fā)的挑戰(zhàn)
1.1.2　軟件復(fù)用
1.1.3　實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
1.1.4　文件系統(tǒng)
1.1.5　USB
1.1.6　圖形
1.1.7　網(wǎng)絡(luò)
1.1.8　小結(jié)
1.2　嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)器
1.2.1　存儲(chǔ)器
1.2.2　軟件開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)
1.2.3　所有東西都會(huì)出錯(cuò)
1.2.4　好的解決方法
1.3　存儲(chǔ)器架構(gòu)
1.3.1　選項(xiàng)
1.3.2　平面單一地址空間存儲(chǔ)器
1.3.3　分段空間存儲(chǔ)器
1.3.4　單元切換空間存儲(chǔ)器
1.3.5　多地址空間存儲(chǔ)器
1.3.6　虛擬空間存儲(chǔ)器
1.3.7　高速緩沖存儲(chǔ)器
1.3.8　存儲(chǔ)器管理單元
1.3.9　小結(jié)
1.4　軟件是如何影響硬件設(shè)計(jì)的
1.4.1　誰在設(shè)計(jì)硬件
1.4.2　軟件主導(dǎo)硬件
1.4.3　軟硬件的均衡
1.4.4　硬件調(diào)試
1.4.5　自檢
1.4.6　小結(jié)
1.5　將軟件移植到新處理器架構(gòu)上
1.5.1　特定目標(biāo)
1.5.2　RTOS問題
1.5.3　處理器移植和開放標(biāo)準(zhǔn)
1.5.4　小結(jié)
1.6　汽車電子的嵌入式軟件
1.6.1　概要
1.6.2　汽車電子特征
1.6.3　編程問題
1.6.4　實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)因素
1.6.5　小結(jié)
1.7　芯片設(shè)計(jì)時(shí)如何選擇CPU
1.7.1　設(shè)計(jì)復(fù)雜度
1.7.2　設(shè)計(jì)復(fù)用性
1.7.3　存儲(chǔ)器架構(gòu)和保護(hù)
1.7.4　CPU性能
1.7.5　功耗
1.7.6　成本
1.7.7　軟件問題
1.7.8　多核SoC
1.7.9　小結(jié)
1.8　USB軟件的介紹
1.8.1　什么是USB
1.8.2　USB外設(shè)
1.8.3　USB通信
1.8.4　USB軟件
1.8.5　USB和嵌入式系統(tǒng)
1.8.6　小結(jié)
1.9　走向USB 3.0時(shí)代
1.9.1　概述
1.9.2　總線架構(gòu)
1.9.3　線纜和連接器
1.9.4　封包路由
1.9.5　雙向協(xié)議流
1.9.6　批量流
1.9.7　USB 3.0電源管理
1.9.8　USB 3.0集線器
1.9.9　xHCI：新型主控制器接口
1.9.10　USB的未來應(yīng)用
1.9.11　小結(jié)
擴(kuò)展閱讀
第2章　設(shè)計(jì)和開發(fā)
2.1　嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的新興技術(shù)
2.1.1　微處理器技術(shù)
2.1.2　系統(tǒng)架構(gòu)
2.1.3　設(shè)計(jì)組合性
2.1.4　軟件內(nèi)容
2.1.5　編程語言
2.1.6　軟件團(tuán)隊(duì)的規(guī)模和分布
2.1.7　UML和建模
2.1.8　關(guān)鍵技術(shù)
2.1.9　小結(jié)
2.2　選擇開發(fā)工具
2.2.1　開發(fā)工具鏈
2.2.2　編譯器特征
2.2.3　嵌入式系統(tǒng)的擴(kuò)展
2.2.4　優(yōu)化
2.2.5　構(gòu)建工具：簡(jiǎn)要介紹關(guān)鍵問題
2.2.6　調(diào)試
2.2.7　調(diào)試工具：關(guān)鍵問題的回顧
2.2.8　標(biāo)準(zhǔn)和開發(fā)工具集成
2.2.9　選擇的暗示
2.2.10　小結(jié)
2.3　Eclipse：集成嵌入式開發(fā)工具
2.3.1　介紹
2.3.2　Eclipse平臺(tái)的思想
2.3.3　平臺(tái)
2.3.4　使用Eclipse進(jìn)行嵌入式開發(fā)
2.3.5　小結(jié)
2.4　跨越RTOS界限的開發(fā)系統(tǒng)
2.4.1　標(biāo)準(zhǔn)化是解決之道
2.4.2　Eclipse解決方案
2.4.3　Eclipse插件
2.4.4　Eclipse授權(quán)
2.4.5　Eclipse用戶優(yōu)勢(shì)
2.4.6　視圖
2.4.7　非嵌入式插件
2.5　嵌入式軟件和UML
2.5.1　為什么要用UML建模
2.5.2　從架構(gòu)中分離應(yīng)用
2.5.3　xtUML代碼生成
2.5.4　小結(jié)
2.6　用戶界面開發(fā)
2.6.1　用戶界面的多樣性
2.6.2　用戶界面的實(shí)現(xiàn)
2.6.3　一個(gè)合理化的UI解決方案
2.6.4　小結(jié)
2.7　軟件和功耗
2.7.1　介紹
2.7.2　軟件問題
2.7.3　軟件中的功耗控制
2.7.4　多核
2.7.5　硬件問題
2.7.6　虛擬編程
2.7.7　小結(jié)
第3章　編程
3.1　為特殊存儲(chǔ)器編程
3.1.1　特殊存儲(chǔ)器
3.1.2　非易失性RAM
3.1.3　共享存儲(chǔ)器
3.1.4　小結(jié)
3.2　嵌入式系統(tǒng)中的自檢
3.2.1　存儲(chǔ)器測(cè)試
3.2.2　I/O設(shè)備
3.2.3　多線程問題
3.2.4　看門狗
3.2.5　自檢失敗
3.2.6　最后一些要點(diǎn)
3.3　命令行解釋器
3.3.1　嵌入式系統(tǒng)的診斷功能
3.3.2　讓嵌入式系統(tǒng)開始運(yùn)行
3.3.3　命令行解釋器--需求
3.3.4　設(shè)計(jì)命令行解釋器
3.3.5　命令行解釋器的實(shí)現(xiàn)
3.3.6　命令行解釋器的原型代碼
3.3.7　小結(jié)
3.4　嵌入式軟件應(yīng)用：交通信號(hào)燈
3.4.1　應(yīng)用程序
3.4.2　硬件配置
3.4.3　程序的實(shí)現(xiàn)
3.4.4　主循環(huán)
3.4.5　中斷
3.4.6　延時(shí)
3.4.7　信號(hào)燈
3.4.8　使用全局變量
第4章　C語言
4.1　共同變量
4.2　C函數(shù)的原型
4.2.1　在函數(shù)原型之前
4.2.2　函數(shù)原型的應(yīng)用
4.2.3　使用函數(shù)原型
4.3　中斷函數(shù)和ANSI關(guān)鍵字
4.3.1　中斷函數(shù)
4.3.2　ANSI C const關(guān)鍵字
4.3.3　ANSI C volatile關(guān)鍵字
4.4　從位開始
4.4.1　位運(yùn)算
4.4.2　二進(jìn)制常量
4.4.3　結(jié)構(gòu)體中的位域
4.4.4　微處理器位域指令
4.4.5　I/O設(shè)備和位域
4.4.6　小結(jié)
4.5　浮點(diǎn)數(shù)在編程中的應(yīng)用
4.5.1　示例
4.5.2　程序?qū)崪y(cè)
4.5.3　問題的解答
4.5.4　從教訓(xùn)中學(xué)習(xí)
4.6　從不同的角度看待C語言
4.6.1　靜態(tài)數(shù)據(jù)
4.6.2　關(guān)于分號(hào)
4.6.3　指針和指針運(yùn)算
4.6.4　聰明反被聰明誤
4.6.5　小結(jié)
4.7　減少函數(shù)調(diào)用的開銷
4.7.1　編譯器和結(jié)構(gòu)化代碼
4.7.2　內(nèi)聯(lián)函數(shù)
4.7.3　函數(shù)調(diào)用
4.7.4　參數(shù)傳遞
4.7.5　局部存儲(chǔ)
4.7.6　生成堆棧幀
4.7.7　返回值
4.7.8　小結(jié)
4.8　精通結(jié)構(gòu)布局
4.8.1　關(guān)鍵概念
4.8.2　位域
4.8.3　提示和技巧
4.9　C語言編程和存儲(chǔ)器
4.9.1　存儲(chǔ)器
4.9.2　段
4.9.3　小結(jié)
4.10　C/C++中的指針和數(shù)組
4.10.1　指針和指針運(yùn)算
4.10.2　數(shù)組和指針
4.10.3　小結(jié)
4.11　C/C++中的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)
4.11.1　C/C++存儲(chǔ)空間
4.11.2　C語言中的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)
4.11.3　C++中的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)
4.11.4　和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)相關(guān)的問題
4.11.5　存儲(chǔ)空間碎片化
4.11.6　RTOS中的存儲(chǔ)管理
4.11.7　實(shí)時(shí)存儲(chǔ)解決方案
4.11.8　小結(jié)
第5章　C++
5.1　從管理的角度看嵌入式系統(tǒng)中的C++
5.1.1　嵌入式系統(tǒng)開發(fā)團(tuán)隊(duì)
5.1.2　面向?qū)ο缶幊?br />5.1.3　團(tuán)隊(duì)管理和面向?qū)ο蠓椒?br />5.1.4　作為面向?qū)ο笳Z言的C++
5.1.5　開銷
5.1.6　前方的路
5.2　為什么要從C轉(zhuǎn)向C++
5.2.1　隱藏具體實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)
5.2.2　重用類的代碼
5.2.3　重用通用的類
5.2.4　擴(kuò)展操作符的功能
5.2.5　從基類中衍生新的類
5.2.6　通過函數(shù)原型避免錯(cuò)誤
5.2.7　增加函數(shù)參數(shù)而不改變調(diào)用語句
5.2.8　使用更加簡(jiǎn)單和安全的I/O
5.2.9　通過內(nèi)聯(lián)函數(shù)提升性能
5.2.10　重載函數(shù)名
5.2.11　對(duì)嵌入式系統(tǒng)的支持
5.2.12　轉(zhuǎn)變的代價(jià)
5.2.13　向C++中引入C代碼
5.2.14　難點(diǎn)：設(shè)計(jì)對(duì)象
5.2.15　如果沒有出現(xiàn)問題，就不要去改變
5.3　掃清通向C++的障礙
5.3.1　過渡策略
5.3.2　循序漸進(jìn)
5.3.3　實(shí)現(xiàn)可重用性
5.3.4　編寫Clean C代碼
5.3.5　C+：接近C++
5.3.6　小結(jié)：前方的路
5.4　C++模板的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)
5.4.1　什么是模板
5.4.2　模板的實(shí)例化
5.4.3　模板帶來的問題
5.4.4　多個(gè)模板參數(shù)
5.4.5　模板的其他應(yīng)用
5.4.6　小結(jié)
5.4.7　后記
5.5　C++的異常處理
5.5.1　C語言中的錯(cuò)誤處理
5.5.2　異常和中斷無關(guān)
5.5.3　C++的異常處理
5.5.4　特殊情況
5.5.5　EHS和嵌入式系統(tǒng)
5.5.6　小結(jié)
5.6　C++的代碼大小和性能
5.6.1　C++比C語言更高效嗎
5.6.2　C++對(duì)內(nèi)存需求的影響
5.6.3　正確使用C++
5.6.4　小結(jié)
5.7　C++中的只寫端口
5.7.1　封裝專業(yè)知識(shí)
5.7.2　問題的定義
5.7.3　C語言的解決方案
5.7.4　使用C++進(jìn)行嘗試
5.7.5　重載操作符
5.7.6　對(duì)wop類進(jìn)行增強(qiáng)
5.7.7　可重入性
5.7.8　使用RTOS
5.7.9　封裝專業(yè)知識(shí)
5.7.10　其他的可能性
5.7.11　前方的路
5.8　在C++中使用非易失性RAM
5.8.1　程序編制對(duì)類定義的需求
5.8.2　NVRAM的實(shí)現(xiàn)
5.8.3　C++的nvram類
5.8.4　繼續(xù)改進(jìn)nvram類
5.8.5　小結(jié)
擴(kuò)展閱讀
第6章　實(shí)時(shí)性
6.1　實(shí)時(shí)系統(tǒng)
6.1.1　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
6.1.2　處理循環(huán)
6.1.3　中斷
6.1.4　多任務(wù)
6.1.5　使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
6.2　嵌入式系統(tǒng)的可視化程序模型
6.2.1　哪種程序模型最適合用來構(gòu)建實(shí)時(shí)系統(tǒng)
6.2.2　為何要為實(shí)時(shí)系統(tǒng)建立模型
6.2.3　各種模型之間有什么不同，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)
6.2.4　什么是單線程程序模型
6.2.5　單線程程序模型有什么優(yōu)缺點(diǎn)
6.2.6　輪詢循環(huán)是不是一個(gè)單線程程序
6.2.7　狀態(tài)機(jī)是不是一個(gè)單線程程序
6.2.8　什么是多線程系統(tǒng)
6.2.9　多線程程序模型有哪些優(yōu)缺點(diǎn)
6.2.10　多線程真的同時(shí)運(yùn)行嗎
6.2.11　如何獲取實(shí)時(shí)系統(tǒng)的多線程環(huán)境
6.3　嵌入式系統(tǒng)的事件處理
6.3.1　事件
6.3.2　信號(hào)和事件是不是同一回事
6.3.3　什么樣的事件是時(shí)間敏感的
6.3.4　當(dāng)偵測(cè)到一個(gè)異常，微處理器如何處理
6.3.5　所有的異常都一樣嗎
6.3.6　同步異常
6.3.7　異步異常
6.3.8　中斷是如何產(chǎn)生的和服務(wù)的
6.3.9　CPU保存的狀態(tài)是什么
6.3.10　機(jī)器狀態(tài)就是線程狀態(tài)嗎
6.3.11　異常處理程序應(yīng)該用匯編語言還是C語言來寫
6.3.12　怎樣避免在異常處理程序上花費(fèi)時(shí)間
6.4　中斷程序
6.4.1　設(shè)置中斷
6.4.2　中斷服務(wù)例程
6.4.3　中斷向量
6.4.4　初始化
6.4.5　小結(jié)
第7章　實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
7.1　RTOS的調(diào)試技術(shù)
7.1.1　概要
7.1.2　多進(jìn)程的概念
7.1.3　執(zhí)行環(huán)境
7.1.4　與目標(biāo)機(jī)連接
7.1.5　調(diào)試模式
7.1.6　RTOS級(jí)的調(diào)試功能
7.1.7　代碼共享
7.1.8　任務(wù)級(jí)的斷點(diǎn)
7.1.9　任務(wù)相關(guān)性
7.1.10　內(nèi)存管理單元
7.1.11　多處理器
7.1.12　小結(jié)
7.2　自己開發(fā)的RTOS調(diào)試解決方案
7.2.1　任務(wù)級(jí)調(diào)試的實(shí)現(xiàn)
7.2.2　任務(wù)級(jí)調(diào)試工具
7.2.3　小結(jié)
7.3　調(diào)試：堆棧溢出
7.4　何時(shí)考慮使用商業(yè)化RTOS
7.4.1　商用化RTOS和自己開發(fā)RTOS
7.4.2　商業(yè)化RTOS的優(yōu)點(diǎn)
7.4.3　商業(yè)化RTOS的缺點(diǎn)
7.4.4　為什么要自己開發(fā)RTOS
7.4.5　不自己開發(fā)RTOS的理由
7.4.6　小結(jié)
7.5　移植RTOS
7.5.1　從一個(gè)RTOS轉(zhuǎn)移到另一個(gè)RTOS
7.5.2　代碼移植
7.5.3　封裝
7.5.4　驅(qū)動(dòng)和其他
7.5.5　調(diào)試問題
7.5.6　小結(jié)
7.6　RTOS驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)簡(jiǎn)介
7.6.1　設(shè)備驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)方面
7.6.2　數(shù)據(jù)損壞
7.6.3　線程控制
7.6.4　程序邏輯
7.6.5　小結(jié)
7.7　調(diào)度算法和優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)
7.7.1　概要
7.7.2　實(shí)時(shí)性需求
7.7.3　調(diào)度算法
7.7.4　操作系統(tǒng)和應(yīng)用的含義
7.7.5　小結(jié)
7.8　時(shí)間與優(yōu)先級(jí)調(diào)度比較
7.8.1　RTOS調(diào)度
7.8.2　理想世界
7.8.3　現(xiàn)實(shí)世界中的優(yōu)先級(jí)調(diào)度
7.8.4　不釋放控制權(quán)的時(shí)域限制
7.8.5　釋放控制權(quán)的時(shí)域限制
7.8.6　小結(jié)
7.9　嵌入式文件系統(tǒng)
7.9.1　嵌入式文件系統(tǒng)的需求
7.9.2　MS-DOS文件系統(tǒng)介紹
7.9.3　長(zhǎng)文件名
7.9.4　格式化
7.9.5　分區(qū)
7.9.6　設(shè)備
7.10　OSEK：一種RTOS標(biāo)準(zhǔn)
7.10.1　OSEK簡(jiǎn)介
7.10.2　OSEK需求
7.10.3　OSEK的任務(wù)
7.10.4　報(bào)警
7.10.5　錯(cuò)誤處理
第8章　網(wǎng)絡(luò)
8.1　Wi-Fi簡(jiǎn)介
8.1.1　無線數(shù)據(jù)通信
8.1.2　IEEE 802.11
8.1.3　802.11基礎(chǔ)知識(shí)
8.1.4　Wi-Fi和藍(lán)牙
8.1.5　發(fā)展前景
8.2　哪些人需要Web服務(wù)器
8.2.1　簡(jiǎn)介
8.2.2　三個(gè)重要的功能
8.2.3　Web服務(wù)器的運(yùn)行
8.2.4　Web 服務(wù)器功能總結(jié)
8.2.5　其他需要考慮的地方
8.2.6　小結(jié)
8.3　SNMP介紹
8.3.1　為什么使用SNMP
8.3.2　網(wǎng)絡(luò)管理者的職責(zé)
8.3.3　架構(gòu)模型
8.3.4　公眾的誤解
8.3.5　應(yīng)用級(jí)的管理者和代理
8.3.6　如何編寫MIB
8.3.7　術(shù)語
8.3.8　結(jié)論
8.4　下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議：IPv6
8.4.1　互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的局限
8.4.2　IP 第6版介紹
8.4.3　雙棧簡(jiǎn)化過渡
8.4.4　IPv6如何工作
8.4.5　RFC支持
8.5　DHCP基礎(chǔ)
8.5.1　DHCP服務(wù)器
8.5.2　工作原理
8.5.3　RFC支持
8.6　NAT詳解
8.6.1　NAT詳解
8.6.2　RFC支持
8.6.3　支持的協(xié)議
8.6.4　應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)
8.6.5　私有網(wǎng)絡(luò)地址分配
8.7　PPP：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議
8.7.1　介紹
8.7.2　PPP如何工作
8.7.3　PPP 詳解
8.7.4　RFC支持
8.8　SSL 介紹
8.8.1　介紹
8.8.2　SSL如何工作
8.8.3　一些SSL細(xì)節(jié)
8.9　DHCP調(diào)試小技巧
8.10　IP多播
8.10.1　多播初始化
8.10.2　IGMP 協(xié)議
8.10.3　多播的實(shí)現(xiàn)
8.10.4　小結(jié)
第9章　開源軟件、嵌入式Linux和Android
9.1　嵌入式開發(fā)的GNU工具鏈：構(gòu)建還是購(gòu)買
9.1.1　介紹
9.1.2　工具鏈的組件
9.1.3　構(gòu)建工具鏈
9.1.4　驗(yàn)證工具鏈
9.1.5　測(cè)試的各種選擇
9.1.6　小結(jié)
9.2　嵌入式Linux簡(jiǎn)介
9.2.1　簡(jiǎn)介
9.2.2　使用開源的挑戰(zhàn)
9.2.3　OpenEmbedded
9.2.4　理解元數(shù)據(jù)
9.2.5　項(xiàng)目流程
9.2.6　小結(jié)
9.3　Android架構(gòu)和開發(fā)
9.3.1　Android 技術(shù)簡(jiǎn)介
9.3.2　Android 架構(gòu)
9.3.3　應(yīng)用開發(fā)
9.3.4　Android UI
9.3.5　在移動(dòng)設(shè)備以外的市場(chǎng)拓展Android
9.3.6　總結(jié)
9.4　垂直市場(chǎng)上的Android、Meego和嵌入式Linux
9.4.1　介紹
9.4.2　垂直市場(chǎng)有什么不同
9.4.3　Android的吸引力
9.4.4　MeeGo 的前途
9.4.5　多才多藝的嵌入式Linux
9.4.6　小結(jié)
第10章　多核嵌入式系統(tǒng)
10.1　多核簡(jiǎn)介
10.1.1　系統(tǒng)架構(gòu)
10.1.2　功耗
10.1.3　挑戰(zhàn)
10.2　多核：多個(gè)操作系統(tǒng)
10.2.1　AMP的SMP硬件
10.2.2　AMP硬件系統(tǒng)
10.2.3　AMP軟件架構(gòu)
10.2.4　IPC的重要性
10.2.5　AMP開發(fā)工具
10.2.6　困難
10.2.7　AMP應(yīng)用案例
10.2.8　使用Hypervisor
10.2.9　小結(jié)
10.3　選擇多核的多操作系統(tǒng)
10.3.1　介紹
10.3.2　操作系統(tǒng)的類型
10.3.3　選擇操作系統(tǒng)
10.3.4　多核系統(tǒng)
10.3.5　小結(jié)
10.4　CPU與CPU的通信：MACPI
10.4.1　介紹
10.4.2　多核
10.4.3　MACPI
10.4.4　小結(jié)
后記