嵌入式可配置实时操作系统eCos软件开发 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

[美] 马萨 著，颜若麟 等 译

图书标签:

• 嵌入式系统
• 实时操作系统
• eCos
• 软件开发
• 可配置操作系统
• 嵌入式软件
• 操作系统原理
• C语言
• ARM
• 微控制器

出版社： 北京航天航空大学出版社

ISBN：9787810777322

版次：1

商品编码：10114562

包装：平装

开本：16开

出版时间：2006-05-01

用纸：胶版纸

页数：336

字数：498000

内容简介

　　本书由Anthony J.Massa先生撰写，该书的英文版自出版以来就得到了很好的评价。译者在一次非常偶然的机会得到了该书，看了之后觉得写得非常好，就动了将其译为中文的念头；适逢北京航空航天大学出版社引进了该书的版权，进而与该出版社合作，从而得以实现此愿望。
　　随着国内计算机应用水平的不断提高，尤其是计算机嵌入式应用水平的提高，实时操作系统RTOS（Real Time Operating System）越来越得到计算机嵌入式应用人员的重视，应用也越来越广泛。出现这种局面，是因为RTOS简化了应用系统软件的设计，保证了系统实时性（响应及时性）等。在苛刻的应用环境（如反应迅速的工业应用场合以及航空、航天应用场合等），RTOS得到了非常广泛的应用，效果也非常好。例如，美国NASA自20世纪80年代末以来，就一直在航天器中采用实时操作系统，从最早的“火星登陆者”到“勇气号”都采用了RTOS（VxWorks），事实也证明了这是非常成功的。尤其是后者，还对存储器进行了格式化。
　　译者一直认为，要想应用好RTOS，必须深入研究RTOS，而且要研究透，要不就谈不上高水平地应用RTOS。对于不开放源代码的商业RTOS是如此，对于开放源代码的RTOS更是如此。要研究RTOS，最好从开放源代码的RTOS开始，因为对于具备基本功能的RTOS而言，其原理差别不是很大。
　　嵌入式可配置操作系统eCos（Embedded Configurable Operating System）是开放全部源代码的操作系统，其支持的特性很多，包括了目前通用的各种硬件特性，如PCI总线、USB总线、IPv4、IPv6、各种文件系统以及GUI接口等。它具备的这些特性对于一个有志于计算机嵌入式应用人员的“产、学、研”是非常有帮助的，这是其他开源RTOS所不具备的（一般的开源RTOS只是提供内核，要在实际工程中应用还需要做很多工作，如文件系统、GUI接口、网络协议栈等，这些都需要自己解决）。
　　eCos具有很强的扩展性，这与它采用的结构紧密相关。通过阅读本书后续章节就会明白，eCos采用组件来扩展其功能，因此任何符合eCos组件规范的组件代码都可以对eCos进行某方面的扩充。经常登录eCos相关网站，可找到很多非常好用的第三方组件。这些组件都是eCos爱好者或应用开发人员辛勤劳动的结晶，从另一方面也说明了eCos的扩展性和大众对eCos的参与。
　　尤其重要的一点是，可根据需要对eCos的代码进行裁剪。这样便可以大大减少不必要的代码，而又不降低其性能，这对于计算机嵌入式应用是很重要的。在这方面，eCos无疑是很出色的。通过配置工具，可对包含eCos内核代码在内的绝大部分代码进行裁剪，从而去掉无关代码，减小代码尺寸。这对于包括商业RTOS在内的RTOS来说都很难做到这一点。
　　eCos的功能非常全面，商业RTOS能提供的功能，eCos基本上都提供了。因此，可以说，任何商业RTOS能胜任的，eCos都能胜任。
　　eCos的性能无须质疑，全球众多的应用人员的口碑已经证实了这一点。而eCos在各种苛刻环境和条件下的正确运行，更说明了eCos非凡的品质。再者，eCos的发展非常有活力，作为eCos东家的Red Hat公司实力是不容忽视的，何况还有全球这么多爱好者在不断地发展eCos。因此，有理由相信，eCos会越来越好！
　　译者相信，本书对于那些有志于嵌入式应用研究或正在研究RTOS的人员有非常高的参考价值。
　　在本书翻译过程中得到了北京航空航天大学出版社胡晓柏老师的大力支持。本书的出版与其努力是分不开的，在此表示感谢。本书的序、前言、第4、5、8、9、10、11、12章以及所有附录由颜若麟翻译，第3、6、7章由尤伟伟翻译，第1、2、13章由中科院软件所孙晓明和林巧民翻译。由于时间紧迫，错误在所难免，希望其不至于引起意义上的误解，欢迎批评指正。
　　译者
　　2006年3月

作者简介

　　Anthony J.Massa 在San Diego大学取得电气工程B.S和B.A双学位。他的大部分时间是开发嵌人式软件、设备驱动程序和应用各种8、16、32位处理器以及各种各样的RTOS平台。Anthony也有硬件设计的经验，同时还在各种Windows操作系统平台上进行驱动程序和应用程序的开发。
　　Anthony具有开发各种成功产品的经历，如PC卫星接收卡、机顶盒、因特网无线调试解调器、网络广播设备以及电缆调试解调器等。Anthony在包括Doctor Dobbs Journal、Embedded Systems Programming、Soft-ware Development和END等在内的顶级出版物上发表了大量的eCos方面的文章。
　　闲暇的时候，Anthony喜欢与全家呆在家里，或者旅行（Anthony发现在San Francisco的Buena Cista过得非常愉快），或者与祖父呆在后院或打高尔夫球。现在Anthony手头的项目已经完工了，Anthony正在寻找他的下一本书的经历——下一本书或许是小说！

目录

第1章 走近eCos的世界
1.1 一切从这里开始——Cygnus Solutions
1.2 eCos的由来
1.3 eCos的体系结构
1.4 本章小结
第2章 硬件抽象层HAL
2.1 概述
2.2 本章小结
第3章 异常与中断
3.1 异常
3.2 中断
3.3 本章小结
第4章 虚拟向量
4.1 虚拟向量
4.2 本章小结
第5章 内核
5.1 内核
5.2 本章小结
第6章 线程与同步机制
6.1 线程
6.2 同步机制
6.3 本章小结
第7章 其他eCos架构组件
7.1 计数器、时钟、报警器和定时器
7.2 声明和跟踪
7.3 ISOC和数学库
7.4 I／O控制系统
7.5 本章小结
第8章 附加组件和第三方组件
8.1 兼容层
8.2 ROMMonitor
8.3 文件系统
8.4 PCI总线支持
8.5 USB总线支持
8.6 网络支持
8.7 SNMP支持
8.8 GoAhead嵌入式Web服务器
8.9 对称多处理器支持
8.10 其他特性
8.11 本章小结
第9章 RedBoot ROMMonitol
9.1 概述
9.2 RedBoot目录结构
9.3 安装与配置
9.4 用户接口与命令集
9.4 IRedBoot命令
9.5 本章小结
第10章 宿主机开发平台
10.1 概述
10.2 配置Windows宿主机
10.3 本章小结
第11章 eCos工具集
11.1 包
11.2 配置工具
11.3 其他eCos工具
11.4 建立eCos工具
11.5 更多开源工具
11.6 本章小结
第12章 eCos应用实例
12.1 eCos映像建立的过程
12.2 示例概述
12.3 RedBoot
12.4 eCos
12.5 应用程序
12.6 eCos测试
12.7 模拟器
12.8 本章小结
第13章 eCos移植
13.1 移植概述
13.2 平台移植实例
13.3 本章小结
附录A 支持的处理器和评估板
附录B eCos授权协议
附录C Cygwin工具升级流程
附录D 建立GNU交叉开发工具

前言/序言

《嵌入式系统设计与实现：基于ARM Cortex-M架构的深度解析》 概述 本书是一本深入探讨嵌入式系统设计与实现的权威著作，旨在为读者提供一个全面、系统且实用的学习框架。我们聚焦于当前业界广泛应用的ARM Cortex-M架构，结合丰富的实践案例，带领读者从基础原理到高级应用，逐步掌握嵌入式系统的开发脉络。全书结构清晰，内容翔实，理论与实践紧密结合，力求为嵌入式开发工程师、爱好者以及相关专业学生提供一份宝贵的参考资料。 核心内容 本书分为四大核心模块：嵌入式系统基础、ARM Cortex-M架构解析、嵌入式软件开发技术，以及嵌入式系统实践应用。 第一部分：嵌入式系统基础 本部分将从宏观层面勾勒出嵌入式系统的全貌，为后续深入学习打下坚实基础。 嵌入式系统的概念与发展历程： 详细介绍嵌入式系统的定义、特点、关键组成部分，以及其在各个领域的广泛应用，如消费电子、工业控制、医疗设备、汽车电子、物联网等。追溯嵌入式系统的发展脉络，理解其技术演进的关键节点和未来发展趋势。 嵌入式硬件基础： 深入讲解嵌入式系统中常用的硬件模块，包括微处理器（CPU）、存储器（ROM, RAM, Flash）、输入/输出（I/O）接口、定时器/计数器、中断控制器、串行通信接口（UART, SPI, I2C）等。重点阐述这些硬件模块的功能、工作原理及其在系统设计中的作用。 嵌入式软件基础： 介绍嵌入式软件的层次结构，包括固件（Firmware）、驱动程序（Device Driver）、中间件（Middleware）和应用软件（Application Software）。讲解嵌入式软件开发过程中涉及的交叉编译、链接、调试等基本概念和流程。 嵌入式实时性要求与挑战： 深入剖析嵌入式系统对实时性的严苛要求，以及如何通过合理的系统设计和软件调度来满足这些要求。讨论实时性面临的挑战，如中断延迟、任务调度冲突、资源竞争等，并为应对这些挑战提供初步的思路。 第二部分：ARM Cortex-M架构解析 ARM Cortex-M系列微控制器是当前嵌入式领域最受欢迎的平台之一。本部分将对其进行全面而深入的解析。 ARM指令集与架构概览： 介绍ARM处理器的基本架构，包括指令集（ARM, Thumb, Thumb-2），寄存器组，流水线，以及内存管理单元（MMU）/内存保护单元（MPU）等核心概念。 Cortex-M系列微控制器详解： 重点介绍Cortex-M0, M3, M4, M7等主流Cortex-M内核的特性、优势及典型应用场景。详细讲解各核心在指令集、性能、功耗、外设集成等方面的差异。 Cortex-M核心特性： 深入研究Cortex-M架构的核心特性，包括： 嵌套向量中断控制器（NVIC）： 讲解NVIC的优先级管理、中断向量表、中断使能/禁用机制，以及如何高效地处理中断。 总线接口： 分析Cortex-M与外部设备的通信接口，如AHB-Lite, APB等，理解数据传输的机制。 低功耗特性： 探讨Cortex-M系列在低功耗设计方面的优势，包括多种睡眠模式、功耗优化技术等。 可选特性： 介绍如浮点单元（FPU）、数字信号处理（DSP）扩展等可选硬件特性，以及它们对性能的影响。 内存模型与映射： 详细讲解Cortex-M的内存映射，包括程序存储器、数据存储器、外设存储器等区域的分配规则，以及如何通过地址来访问不同的硬件资源。 第三部分：嵌入式软件开发技术 本部分将聚焦于嵌入式软件的开发流程、关键技术和常用工具。 嵌入式开发环境搭建： 详细指导读者如何选择和搭建适合ARM Cortex-M开发的集成开发环境（IDE），如Keil MDK, IAR Embedded Workbench, STM32CubeIDE等。包括编译器的配置、调试器的设置、下载器的使用等。 驱动程序开发： 讲解如何编写高效、可靠的硬件驱动程序，包括： GPIO驱动： 控制通用输入/输出引脚，实现LED闪烁、按键检测等功能。 UART驱动： 实现串行通信，用于设备间的通信或与PC交互。 SPI/I2C驱动： 驱动SPI和I2C接口，与各类外围传感器、存储器等设备通信。 定时器/PWM驱动： 利用定时器实现精确延时、周期性任务，以及生成PWM信号控制电机等。 ADC/DAC驱动： 实现模数转换和数模转换，用于采集模拟信号或输出模拟信号。 中断处理与异常管理： 深入讲解中断服务程序的编写、中断向量表的配置、中断优先级的使用，以及如何处理各种异常情况，确保系统的稳定性和响应速度。 实时操作系统（RTOS）在嵌入式系统中的应用： RTOS基本概念： 讲解RTOS的核心概念，如任务（Task）、任务调度（Scheduling）、信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）、消息队列（Message Queue）、事件标志（Event Flags）等。 RTOS的任务管理： 如何创建、删除、挂起、恢复任务，以及任务间的通信和同步。 RTOS的调度策略： 介绍固定优先级调度、轮转调度、协同式调度等常用调度算法，并分析其优缺点。 RTOS与裸机开发的对比： 阐述在复杂嵌入式系统中引入RTOS的必要性和优势，以及可能带来的挑战。 典型RTOS介绍： 简要介绍FreeRTOS、RT-Thread等业界流行的RTOS，并以其中一个（例如FreeRTOS）为例，展示如何在Cortex-M平台上移植和使用。 嵌入式通信协议： 串行通信协议： 详细讲解UART, SPI, I2C的工作原理、通信时序及开发注意事项。 网络通信协议： 介绍TCP/IP协议栈在嵌入式系统中的应用，包括Socket编程、HTTP协议、MQTT协议等，为实现物联网连接打下基础。 嵌入式软件调试与优化： 介绍各种调试技术，如断点调试、单步执行、查看内存/寄存器、逻辑分析仪等。指导读者如何进行性能分析，定位性能瓶颈，并进行代码优化，提高程序运行效率和资源利用率。 第四部分：嵌入式系统实践应用 本部分将通过一系列精心设计的实践案例，将理论知识转化为实际技能，帮助读者巩固所学并理解实际工程中的挑战。 案例一：智能家居传感器节点开发： 结合温度、湿度、光照传感器，利用RTOS实现多任务并发采集数据，并通过低功耗蓝牙（BLE）或Wi-Fi将数据上报到云平台。 案例二：工业设备数据采集与通信： 开发一个工业数据采集模块，使用Modbus RTU协议通过RS485接口与PLC通信，并将采集到的数据通过Ethernet TCP/IP上传到SCADA系统。 案例三：汽车电子CAN总线通信： 讲解CAN总线协议的工作原理，实现ECU之间的通信，如发送和接收CAN报文，处理总线错误等。 案例四：嵌入式GUI应用开发： 介绍如何在嵌入式设备上实现图形用户界面（GUI），如使用LVGL等GUI库，实现触摸屏操作，显示实时数据和状态。 案例五：物联网设备接入与数据安全： 讲解如何设计一个支持TLS/SSL加密通信的物联网设备，实现安全可靠的数据传输，并考虑固件升级（OTA）功能。 本书特色 深度与广度并重： 既有对ARM Cortex-M架构底层原理的深入剖析，也涵盖了嵌入式系统开发的各个关键技术领域，力求全面。 理论与实践紧密结合： 每个知识点都配有详细的解释和清晰的图示，并通过丰富的实践案例进行验证，让读者“看得懂，学得会，用得上”。 聚焦主流技术： 重点关注ARM Cortex-M架构，这是当前嵌入式开发的主流平台，选择的案例也贴近实际工程需求。 结构化教学： 采用模块化、循序渐进的教学方式，帮助读者建立清晰的学习思路，逐步攻克学习难点。 丰富的代码示例： 全书提供大量的、可运行的C语言代码示例，方便读者直接学习和移植。 面向读者 本书适合于： 嵌入式系统工程师： 无论是在校学生还是在职工程师，本书都能提供最新的技术知识和实用的开发经验。 电子工程、计算机科学及相关专业的学生： 作为课程的补充教材或自学参考，帮助学生掌握嵌入式系统的核心技能。 嵌入式系统爱好者： 对嵌入式开发感兴趣的个人，可以通过本书系统地学习和实践。 产品经理、项目经理： 了解嵌入式系统的开发流程和技术局限，能更好地进行项目规划和管理。 通过阅读本书，读者将能够： 深刻理解嵌入式系统的基本原理和工作机制。 熟练掌握ARM Cortex-M架构的特性和开发方法。 精通嵌入式软件驱动程序、RTOS应用、通信协议等关键技术。 具备独立设计、开发和调试嵌入式系统的能力。 能够应对当前嵌入式系统开发中的各种挑战，并为未来的技术发展打下坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年的嵌入式开发者，我深知一个稳定、高效、可定制的实时操作系统对项目成功的重要性。在众多的RTOS中，eCos以其独特的“可配置”理念吸引了我，它提供了一种高度灵活的系统构建方式，允许开发者根据应用需求进行精细化的裁剪，从而实现极致的性能和最小的资源占用。《嵌入式可配置实时操作系统 eCos 软件开发》这本书的出现，正是我一直在寻找的。我非常期待这本书能够深入讲解eCos的内核架构，特别是其微内核设计所带来的优势，以及如何通过其强大的配置工具来定制内核。我希望书中能够详细阐述各种配置选项的意义，例如如何选择不同的调度算法来满足不同的实时性需求，如何配置内存管理策略以优化内存使用，以及如何集成所需的通信协议栈和文件系统。此外，对于嵌入式开发而言，驱动程序的开发和调试是不可或缺的环节。我殷切希望这本书能够提供丰富的驱动程序开发示例，并讲解如何利用eCos提供的API进行硬件抽象和设备控制。我也希望能学习到如何在eCos环境下进行系统的集成、性能调优和故障排除。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！我一直对嵌入式系统非常着迷，尤其是那些需要高度实时响应和灵活配置的场景。市面上虽然有很多关于嵌入式开发的资料，但真正深入讲解实时操作系统的却不多，而且很多都过于理论化，脱离实际。当我看到《嵌入式可配置实时操作系统 eCos 软件开发》这个书名时，就觉得这本书很有可能解答我长久以来的困惑。尤其是我对eCos这个微内核实时操作系统特别感兴趣，它以其高度的可配置性和小巧的内核体积在许多资源受限的嵌入式应用中备受青睐。我希望能通过这本书，不仅理解eCos的基本架构、内核调度机制、任务管理、中断处理等核心概念，更能掌握如何根据具体的硬件平台和应用需求，对eCos进行精细化的配置和裁剪，从而优化系统性能，降低资源消耗。书里关于组件选择、配置工具的使用、以及如何构建一个定制化的eCos镜像的详细指导，是我最期待的部分。我希望这本书能提供大量实际操作的案例和代码示例，让我能够快速上手，将理论知识转化为实际开发能力。毕竟，理论学得再好，也需要通过实践来检验和巩固，而我正渴望有这样一本既有深度又不失广度的实战指导。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始看到这本书的书名《嵌入式可配置实时操作系统 eCos 软件开发》，我内心是有些期待的，但同时又抱有一丝谨慎。市面上关于操作系统的书籍多如牛毛，但真正能触及到“可配置”这一核心精髓，并聚焦于“eCos”这个相对小众但功能强大的实时操作系统的，并不多见。我之前在一些嵌入式项目中接触过RTOS，但每次都要面对各种复杂的配置选项和参数调优，着实让人头疼。eCos以其“可配置”的特性吸引了我，它允许开发者根据实际需求“裁剪”内核，只保留必要的功能，这对于资源受限的嵌入式设备来说是极大的优势。我希望这本书能深入浅出地讲解eCos的配置原理，比如如何通过宏定义、配置文件等方式来选择和定制内核组件，以及这些配置选项会对系统的实时性、功耗、内存占用等方面产生怎样的影响。我尤其关注书中关于如何针对不同硬件平台（如ARM、MIPS等）进行eCos移植和优化的内容，这对于我今后在多样化的嵌入式硬件上进行开发至关重要。此外，这本书的“软件开发”部分，我也期望能看到关于eCos下的驱动程序开发、中间件集成、以及如何进行高效的调试和性能分析的详细介绍。

评分☆☆☆☆☆

最近一直在研究嵌入式实时操作系统，感觉很多资料都停留在理论层面，不够接地气。《嵌入式可配置实时操作系统 eCos 软件开发》这本书，从书名上来看，似乎能够填补这一空白。我最看重的是“可配置”这三个字，它意味着我们可以根据具体的硬件资源和应用场景，量身定制一个最适合的操作系统。这一点对于资源有限的嵌入式设备来说至关重要，可以有效避免不必要的资源浪费。我非常希望这本书能够提供详尽的eCos配置指南，详细介绍如何使用其配置工具，以及各种配置选项的含义和影响。例如，我希望了解在不同的实时性要求下，如何选择合适的调度策略，如何配置内存管理单元，以及如何有效地管理任务和中断。书中关于eCos内核的实现细节，如多任务调度、同步机制、事件处理等，如果能有深入的剖析，那将是我学习的重点。同时，我也希望能通过这本书，学习到如何在eCos平台上进行应用程序的开发，包括如何编写设备驱动、如何集成第三方库，以及如何进行系统的集成和测试。我期待这本书能提供一些实际的案例，让我能够边学边练，逐步掌握eCos的开发技巧。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《嵌入式可配置实时操作系统 eCos 软件开发》精准地抓住了我目前最迫切的学习需求。在嵌入式开发领域，实时性是硬性要求，而操作系统的选择和配置直接决定了系统的性能和资源消耗。eCos以其高度的可配置性在许多对资源和实时性要求极高的项目中备受推崇。我希望这本书能够提供一个清晰的学习路径，从eCos的基本概念入手，逐步深入到其核心的内核机制。我特别关注书中关于“可配置”的详细讲解，例如如何利用eCos的配置工具（如Configuration Tool）来选择和裁剪内核功能，如何根据不同的硬件平台和应用需求来定制内核参数，以及这些配置如何影响系统的实时响应、功耗和内存占用。我希望能学到如何为特定应用场景构建一个精简高效的eCos镜像。此外，对于实际的软件开发，我也期待书中能够涵盖eCos下的应用程序开发框架，包括任务管理、进程间通信、中断处理、以及常用的中间件（如网络协议栈、文件系统）的集成和使用。如果书中能提供一些实际的开发案例和调试技巧，那将大大提高学习效率。

评分☆☆☆☆☆

该书主要是教人如何使用ecos，对其中机理讲述并不是十分到位，但是用做一本工具书还是很不错的！

评分☆☆☆☆☆

第2章 硬件抽象层HAL

评分☆☆☆☆☆

第4章 虚拟向量

评分☆☆☆☆☆

嗯，这书不错。。。这书不错。。这书不错。。这书不错。。

评分☆☆☆☆☆

比国内相关的书籍好多了。用来开发ecos参考的书就5本。其中ecos自己提供的3本文档，就只有这本是最好的。国内的书都是以此书做参考。

评分☆☆☆☆☆

发过来书很脏，手一摸黑黑的

评分☆☆☆☆☆

.4 本章小结

评分☆☆☆☆☆

3.3 本章小结

评分☆☆☆☆☆

3.3 本章小结