嵌入式软件基础

出版时间：2010-9  出版社：张倪 电子工业出版社 (2010-09出版)  作者：张倪  页数：245  

前言

自2004年起，在中国科学院研究生院计算与通信工程学院开设了“嵌入式软件导论”课程。该课程的教学目的是向学生介绍有关嵌入式软件的概念与技术，内容涉及嵌入式操作系统、嵌入式软件的开发环境、嵌入式系统的接口与网络系统、嵌入式数据库管理系统、嵌入式窗口系统、嵌入式系统的Java平台等方面。随着嵌入式系统的应用越来越广泛，有关嵌入式系统的图书已有很多，大致可分为以下几类：(1)从硬件和软件相结合的角度介绍如何设计和开发嵌入式系统的图书。这类图书的内容涵盖范围如图a虚线框部分所示，它涉及硬件、操作系统、应用软件3个层面（通常回避对支撑软件的介绍）。目前这类图书较多。(2)介绍嵌入式系统硬件的图书。这类图书的内容涵盖范围如图b虚线框部分所示，它又分为一般和特殊两个子类。一般类以介绍嵌入式系统硬件的一般原理和技术为主。特殊类以介绍某种特定的嵌入式处理器为主，如8051系列处理器、ARM系列处理器、MIPS系列处理器。这类图书也较多。(3)介绍嵌入式操作系统的图书。这类图书的内容涵盖范围如图c虚线框部分所示，它也分为一般和特殊两个子类。一般类以介绍嵌入式操作系统的一般原理和技术为主。特殊类以介绍某种特定的嵌入式操作系统为主。如嵌入式Linux、WindowsCE、VxWorks等。(4)介绍如何设计和开发用于某特定领域（如智能手机、信息家电、汽车电子）嵌入式系统的图书。这类图书所包括的内容涵盖范围如图d虚线框部分所示，此类和第(1)类之间有一定的关系。某种意义上，第(1)类解决的是一般问题，而这一类解决的是具体问题。但是这一类往往会对相关的支撑软件做一定的介绍，而忽略或压缩对硬件的介绍。这类图书目前并不多。还有一些嵌入式系统方面的图书很难归纳到上述几类当中。例如，有介绍嵌入式数据库的图书、介绍怎样使用某种语言开发嵌入式软件的图书、介绍嵌入式系统常识的图书等。相比之下，其数量也很少。从上面介绍的情况可以看出，目前还没有一本图书适合作为“嵌入式软件导论”这门课程的教材。在教学的过程中笔者虽然选择了几本图书做教学参考书，但课程教学大纲与教学参考书的内容实际上有比较大的差别。这种状况在一定程度上影响了“嵌入式软件导论”这一课程的教学质量。所以从几年前起笔者就一直打算编写一本嵌入式软件方面的图书，一方面可以作为“嵌入式软件导论”这门课程的教材，另一方面也可供工程技术人员阅读参考。

内容概要

　　《嵌入式软件基础》是“嵌入式软件导论”课程建设的教学成果，全书从嵌入式软件概述、嵌入式操作系统、软件开发环境、接口与网络系统、数据库管理系统、窗口系统、Java平台等几个不同的应用技术领域对嵌入式软件进行了综合性介绍，讨论了这些基础性嵌入式软件与运行在通用计算机上的同类软件在组织结构、实现技术、使用方法等方面的主要区别。　　《嵌入式软件基础》可作为计算机学科、电子信息及电气学科等相关专业嵌入式课程的教材，也可供对嵌入式系统、嵌入式软件感兴趣的技术人员阅读。

书籍目录

第1章 嵌入式软件概述1.1 嵌入式系统的概念与特点1.1.1 什么是嵌入式系统1.1.2 嵌入式系统的特点1.1.3 计算机技术的两大分支1.1.4 嵌入式系统的类型1.1.5 嵌入式系统的处理器1.2 嵌入式软件的概念与特点1.3 嵌入式软件的组成1.4 嵌入式软件的发展历程1.5 嵌入式软件的应用领域思考题1第2章 嵌入式操作系统2.1 嵌入式操作系统概述2.1.1 为什么要使用嵌入式操作系统2.1.2 嵌入式操作系统与实时操作系统2.1.3 嵌入式操作系统的主要性能指标2.1.4 嵌入式操作系统的结构2.1.5 嵌入式操作系统的组成2.1.6 嵌入式操作系统的类型2.2 嵌入式操作系统的功能2.2.1 任务管理2.2.2 任务通信2.2.3 内存管理2.2.4 文件管理2.2.5 中断管理2.2.6 输入/输出管理2.2.7 时间管理2.2.8 电源管理2.2.9 看门狗2.3 多内核嵌入式操作系统和虚拟机2.3.1 为什么要引入多内核嵌入式操作系统和虚拟机2.3.2 一体化结构多内核嵌入式操作系统原理与组成2.3.3 虚拟机的原理与组成2.4 主要的嵌入式操作系统2.4.1 一些有典型特色的嵌入式操作系统2.4.2 VxWorks2.4.3 嵌入式Linux思考题2第3章 嵌入式软件的开发环境3.1 嵌入式软件的开发过程3.2 嵌入式软件的建立及其工具3.2.1 源代码编写阶段3.2.2 编译阶段3.2.3 链接阶段3.2.4 定址阶段3.3 嵌入式软件的下载及其工具3.4 嵌入式软件的调试及其工具3.4.1 直接测试法3.4.2 驻留程序法3.4.3 插桩法3.4.4 ROM仿真器法3.4.5 在线仿真器法3.4.6 在线调试器法3.4.7 模拟器法3.4.8 嵌入式软件调试方法使用策略3.5 几种典型的嵌入式软件开发环境3.5.1 Tornado3.5.2 HopenSDK3.5.3 C33编程工具包3.5.4 BrewSDK思考题3第4章 嵌入式系统的接口与网络系统4.1 嵌入式系统的接口技术4.1.1 RS2324.1.2 RS4224.1.3 RS4854.1.4 并行接口4.1.5 PCI4.1.6 CompactPCI4.1.7 ISA4.1.8 PC104/PC104Plus4.1.9 IrDA4.1.10 USB4.1.11 Ethernet/FastEthernet4.1.12 PCMCIA4.1.13 I2C4.1.14 IEEE13944.1.15 接口技术的比较4.2 家庭信息网4.2.1 什么是家庭信息网4.2.2 家庭信息网的结构4.2.3 家庭信息网的网络协议4.2.4 家庭信息设备4.2.5 家庭网关与家庭信息网控制中心4.2.6 几种主要的家庭信息网系统4.3 现场总线4.3.1 现场总线与企业自动化网络系统4.3.2 现场总线的特点4.3.3 现场总线的现状4.3.4 现场总线的主要技术4.3.5 现场总线的网络结构4.3.6 几种主要的现场总线4.4 无线网4.4.1 ZigBee4.4.2 UWB4.4.3 蓝牙4.4.4 IEEE802.1 14.4.5 HomeRF4.4.6 IEEE802.1 64.4.7 IEEE802.2 04.5 Internet技术在嵌入式系统上的应用4.5.1 嵌入式系统接入Internet的方法4.5.2 嵌入式系统的TCP/IP协议4.5.3 移动Internet思考题4第5章 嵌入式数据库管理系统5.1 嵌入式数据库管理系统的概念与分类5.1.1 什么是嵌入式数据库管理系统5.1.2 嵌入式数据库管理系统的分类5.2 嵌入式内存数据库管理系统5.2.1 什么是嵌入式内存数据库管理系统5.2.2 嵌入式内存数据库管理系统的应用5.2.3 嵌入式内存数据库管理系统的运行环境5.2.4 几种典型的嵌入式内存数据库管理系统5.3 嵌入式实时数据库管理系统5.3.1 什么是嵌入式实时数据库管理系统5.3.2 嵌入式实时数据库管理系统的应用5.3.3 嵌入式实时数据库管理系统的运行环境5.3.4 嵌入式实时数据库管理系统的主要功能5.3.5 几种典型的嵌入式实时数据库管理系统5.4 移动数据库管理系统5.4.1 什么是移动数据库管理系统5.4.2 移动数据库管理系统的应用5.4.3 移动数据库系统的组成5.4.4 移动数据库系统运行环境的特点5.4.5 移动数据库系统的关键技术5.4.6 移动数据库管理系统的应用程序接口标准5.4.7 几种主要的移动数据库管理系统思考题5第6章 嵌入式窗口系统6.1 嵌入式系统对窗口系统的影响6.2 嵌入式窗口系统的特点6.3 嵌入式窗口系统的结构与基本功能6.4 几种主要的嵌入式窗口系统6.4.1 MiniGUI6.4.2 Microwindows6.4.3 XFree866.4.4 TinyX6.4.5 OpenGUI6.4.6 PicoGUI6.4.7 HopenGUI6.4.8 Qt/Embedded6.4.9 FLTK思考题6第7章 嵌入式系统的Java平台7.1 Java的家族与成员7.1.1 企业版J2EE7.1.2 标准版J2SE7.1.3 微型版J2ME7.1.4 智能卡版JavaCard7.2 J2ME的组成7.2.1 配置7.2.2 Java虚拟机7.2.3 套件7.3 CLDC与MIDP概述7.3.1 CLDC与MIDP的目标和适用对象7.3.2 CLDC与MIDP的硬件和软件需求7.3.3 基于CLDC和MIDP的软件组织结构7.3.4 CLDC与MIDP的内容7.4 MIDlet程序开发基础7.4.1 MIDlet程序的结构7.4.2 MIDlet程序的开发步骤7.4.3 MIDlet程序的存档文件和描述文件7.4.4 MIDlet程序的状态7.4.5 MIDlet管理器7.5 图形用户界面7.5.1 MIDP的用户界面类7.5.2 显示器和屏幕的管理7.5.3 高层用户界面类7.5.4 低层用户界面类7.5.5 事件与事件的处理7.6 网络通信7.6.1 通用连接框架7.6.2 支持HTTP协议的功能7.7 记录存储系统7.7.1 记录存储系统的概念7.7.2 记录存储的基本操作7.7.3 记录的基本操作7.7.4 记录存储的事件及其处理7.7.5 记录存储的索引链表思考题7

章节摘录

插图：（5）中断处理时间中断处理时间即执行用户中断服务程序所花费的时间。这一时间的长短与用户中断服务程序所要完成的工作量有关。中断服务程序所要完成的工作量取决于具体的情况，无法加以限制。所以中断处理时间这一指标与嵌人式操作系统的其他时间性能指标有一定的区别。中断服务程序所要完成的工作量虽然不能随意减少，但缩短中断处理时间对于实时嵌入式操作系统却是非常有意义的。因为无论是否打开中断，中断服务程序的运行过程都不能被优先级较低的中断请求所中断，这会导致某些低优先级中断的中断延迟时间延长，降低了系统的实时性能。在中断处理的工作量是一个恒定值的前提下，缩短中断处理时间的方法是，将工作在中断服务程序和中断服务任务之间进行合理分配。一般情况下，处理中断时所要做的工作包括确定产生中断请求的设备、从产生中断请求的设备处取得数据、根据得到的数据进行中断处理等。确定产生中断请求的设备、从产生中断请求的设备处取得数据一般是由中断服务程序来完成，但进行中断处理则既可以由中断服务程序来完成也可以由中断服务任务来完成。如果将全部或部分进行中断处理的工作交给中断服务任务来完成，那么中断处理时间显然就可以缩短。将进行中断处理的工作交给中断服务任务来完成虽然可以缩短中断处理时间，但并不总能达到提高系统性能的目的，有时还得不偿失。原因如下，在将进行中断处理的工作交给中断服务任务来完成时，中断服务程序所做的工作变成了以下几项：确定产生中断请求的设备、从产生中断请求的设备取得数据、通知实际进行中断处理的中断服务任务。通知实际进行中断处理的中断服务任务可以采用信号、信号量、消息、事件等同步机制。这种通知工作需要一定的时间。如果处理中断需要花费的时间很短，这样做就很不值得。而且将进行中断处理的工作交给中断服务任务后，实际开始中断处理的时间要延迟到中断服务任务被调度程序选中之后。所以，即使中断服务任务的优先级非常高，也会有一定的调度延迟。但是在直接由中断服务程序进行中断处理的情况下，这个调度延迟是不存在的。这就是为什么在将进行中断处理的工作交给中断服务任务来完成时，并不总是能提高系统性能的原因。

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《嵌入式软件基础》：本套教材在国家规划教材的基础上，进行全面更新，以适应高校课程与教学改革的需要，并特别注意教材的可读性和可用性，为任课教师提供各种教学服务（包括教学电子课件、教学指导材料、习题解答和实验指导等）。

用户评论 (总计1条)

•   很好的教材，内容很全面，很值得一看