嵌入式軟件開發(fā)

前言

進(jìn)入21世紀(jì)后，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方面就是嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的迅速發(fā)展。當(dāng)今嵌入式計(jì)算機(jī)無處不在的發(fā)展趨勢，展示了人類社會(huì)生活、生產(chǎn)活動(dòng)高度自動(dòng)化的美妙前景。嵌入式計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用是后PC信息時(shí)代的重要特征，嵌入式計(jì)算隨時(shí)可能引發(fā)創(chuàng)新靈感，而千姿百態(tài)的嵌入式產(chǎn)品概念的實(shí)現(xiàn)必須有開發(fā)技術(shù)的支持。因此，嵌入式系統(tǒng)和嵌入技術(shù)成為了計(jì)算機(jī)工業(yè)中最具活力的部分。在這樣的形勢下，各本科院校紛紛開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)的課程。為了改變嵌入式技術(shù)在高職高專教育中滯后的局面，特面向高職高專學(xué)校編寫了這本嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的入門教材。全書主要內(nèi)容和章節(jié)安排如下：全書分為8章。第1章介紹嵌入式系統(tǒng)的定義、分類、特點(diǎn)、組成、發(fā)展概況、應(yīng)用領(lǐng)域等；第2章講解嵌入式處理器的基本特征、分類和選擇以及各種典型的嵌入式處理器；第3章介紹嵌入式操作系統(tǒng)的種類及選用；第4、5章以嵌入式Linux和市場占有率排名第一的VxWorks操作系統(tǒng)為例，詳細(xì)講解嵌入式操作系統(tǒng)的組成、多任務(wù)環(huán)境的工作原理及其交叉開發(fā)環(huán)境的使用；第6章對嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的幾個(gè)核心問題作了說明；第7章介紹嵌入式系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)和開發(fā)流程；第8章安排了14個(gè)嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。相對于其他嵌入式系統(tǒng)方面的書籍資料，本書具有如下特點(diǎn)：1。面向高職、專科層次大多數(shù)嵌入式開發(fā)方面的書籍都是面向本科高年級(jí)和研究生的，面向高職和?？茖哟蔚臅芍^鳳毛麟角。高職和專科院校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式軟件開發(fā)，要想找到一本合適的教材，確實(shí)比較困難，對于嵌入式開發(fā)的普及不能不說是一大缺憾。本書的出版，將彌補(bǔ)這一缺憾。2。讀者容易看懂，能快速上手實(shí)踐本書在內(nèi)容的先后次序與組織形式、知識(shí)點(diǎn)安排等方面進(jìn)行了細(xì)致的設(shè)計(jì)。先進(jìn)行概要的介紹，再從大家熟悉的Linux入手，過渡到嵌入式μClinux，再以市場占有率排名第一的VxWorks操作系統(tǒng)為例，將實(shí)例設(shè)計(jì)成最能體現(xiàn)基本知識(shí)點(diǎn)的形式，使讀者盡快入門。3。著重于嵌入式軟件開發(fā)，提供大量實(shí)例在第4、5、6章中列舉了大量實(shí)例，包括應(yīng)用實(shí)例和代碼實(shí)例，結(jié)合C源代碼實(shí)例進(jìn)行講解。所有源代碼實(shí)例均進(jìn)行了多次驗(yàn)證，可以在仿真機(jī)和真實(shí)目標(biāo)機(jī)上調(diào)試運(yùn)行。4。理論與實(shí)踐相結(jié)合在本書的最后部分結(jié)合課程的相關(guān)章節(jié)內(nèi)容安排了14個(gè)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，讓讀者有充分的實(shí)踐機(jī)會(huì)，希望能引導(dǎo)讀者迅速掌握嵌入式軟件開發(fā)的基本理論和方法。5。便于教學(xué)與實(shí)驗(yàn)本書給出的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，既可在PC上的仿真器環(huán)境下進(jìn)行，也可在各類嵌入式硬件實(shí)驗(yàn)箱或開發(fā)板上進(jìn)行，因此無論是否有嵌入式硬件實(shí)驗(yàn)箱或開發(fā)板，均可進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。每章后面都有精選的習(xí)題，以利讀者鞏固相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。本書選用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)也很容易得到：嵌入式Linux是完全免費(fèi)的資源，可直接從網(wǎng)上下載；另一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks的集成開發(fā)環(huán)境Tornado的評估版也可從Windriver公司網(wǎng)站注冊后免費(fèi)下載。教學(xué)建議：對于高職、?？茖W(xué)校，建議采用64學(xué)時(shí)（40學(xué)時(shí)課堂教學(xué)+24學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)），分三個(gè)階段進(jìn)行教學(xué)。第1、2、3章為第一階段，學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)入門所需的基礎(chǔ)知識(shí)，第一階段占總課時(shí)數(shù)的20%。第4、5、8章為第二階段，分別學(xué)習(xí)基于嵌入式Linux下的軟件開發(fā)和基于VxWorks的嵌入式軟件開發(fā)方法，課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行，一般情況下，第二階段占總課時(shí)數(shù)的60%～70%。第6、7章為第三階段，這是相對較深的內(nèi)容，教師可根據(jù)情況進(jìn)行取舍，布置具體設(shè)計(jì)實(shí)踐，第三階段占總課時(shí)數(shù)的10%～20%。本書由張京任主編。第1、2、3、8章由張京編寫，第4、5章由張敏編寫，第6、7章由顏俊華編寫。李成大教授仔細(xì)審閱了本書，并提出了非常寶貴的意見，特此表示深深的謝意。同時(shí)也對為本書出版工作付出辛勤勞動(dòng)的楊？〔編輯表示誠摯的感謝。本書在編寫過程中參考了不少相關(guān)資料文獻(xiàn)，均附于參考文獻(xiàn)中。引用的文字和圖片為本書內(nèi)容闡述所需要，無侵權(quán)意圖，特此申明。在此對引用的這些文獻(xiàn)資料的作者或編者深表感謝。本書的編寫過程中雖力求精益求精，但由于編者水平和時(shí)間有限，難免有疏漏，懇請有關(guān)專家賜教和讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　本書系統(tǒng)地介紹了嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)方法。全書分為8章，首先講述了嵌入式系統(tǒng)的概況和應(yīng)用領(lǐng)域，各種典型的嵌入式處理器，嵌入式操作系統(tǒng)的種類及選用等；然后以嵌入式Linux和市場占有率排名第一的VxWorks操作系統(tǒng)為例，詳細(xì)講解嵌入式操作系統(tǒng)的組成、多任務(wù)環(huán)境的工作原理及其交叉開發(fā)環(huán)境的使用，以及嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的幾個(gè)核心問題和嵌入式系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)開發(fā)流程；最后給出了開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)實(shí)訓(xùn)。　　本書可作為高職、專科院校計(jì)算機(jī)類、電子類、信息類專業(yè)高年級(jí)學(xué)生的教材，也可作為一些進(jìn)修班的培訓(xùn)教材，同時(shí)亦可作為企業(yè)各類嵌入式產(chǎn)品開發(fā)人員、嵌入式技術(shù)愛好者的學(xué)習(xí)參考資料。

書籍目錄

第1章　嵌入式系統(tǒng)概述　1.1　嵌入式系統(tǒng)的定義　1.2　嵌入式系統(tǒng)的分類　1.3　嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)　1.4　嵌入式系統(tǒng)的組成　1.5　嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域　1.6　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展　　1.6.1　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展史　　1.6.2　嵌入式應(yīng)用軟件面臨的挑戰(zhàn)　1.7　本章小結(jié)　習(xí)題第2章　嵌入式硬件系統(tǒng)基礎(chǔ)　2.1　嵌入式處理器的基本特征　2.2　嵌入式處理器的分類　　2.2.1　嵌入式微處理器　　2.2.2　嵌入式微控制器　　2.2.3　嵌入式DSP處理器　　2.2.4　嵌入式片上系統(tǒng)　2.3　典型嵌入式處理器　　2.3.1　8051系列單片機(jī)　　2.3.2　68K/ColdFire系列　　2.3.3　PowerPC系列　　2.3.4　ARM系列　　2.3.5　X86系列　　2.3.6　MIPS　2.4　嵌入式處理器的選擇　2.5　嵌入式處理器的發(fā)展趨勢　2.6　本章小結(jié)　習(xí)題第3章　嵌入式操作系統(tǒng)　3.1　嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展　　3.1.1　嵌入式操作系統(tǒng)的歷史　　3.1.2　嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢　3.2　嵌入式操作系統(tǒng)的分類　3.3　嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)　　3.3.1　嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)介紹　　3.3.2　實(shí)時(shí)系統(tǒng)的分類　3.4　嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)　　3.4.1　VxWorks　　3.4.2　pSOS　　3.4.3　QNX　　3.4.4　DeltaOS　3.5　嵌入式軟實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)　　3.5.1　嵌入式Linux　　3.5.2　WindowsCE　　3.5.3　PalmOS　3.6　嵌入式操作系統(tǒng)的選擇　3.7　本章小結(jié)　習(xí)題第4章　基于Linux的嵌入式軟件開發(fā)　4.1　嵌入式Linux概述　4.2　Linux基礎(chǔ)　　4.2.1　VMware虛擬機(jī)中的Linux安裝　　4.2.2　進(jìn)入與退出Linux系統(tǒng)　　4.2.3　Linux常用命令　4.3　嵌入式LinuxC語言開發(fā)工具　　4.3.1　C語言與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)　　4.3.2　嵌入式LinuxC語言編程環(huán)境　　4.3.3　vi編輯器　　4.3.4　GCC編譯器　　4.3.5　GNUmake　　4.3.6　GDB調(diào)試器　4.4　μCLinux操作系統(tǒng)　　4.4.1　μCLinux簡介　　4.4.2　μCLinux的基本架構(gòu)　　4.4.3　μCLinux的相關(guān)知識(shí)　4.5　建立μCLinux開發(fā)環(huán)境　　4.5.1　交叉編譯環(huán)境　　4.5.2　基于Linux的宿主機(jī)建立交叉編譯環(huán)境　　4.5.3　基于Cygwin建立交叉編譯環(huán)境　　4.5.4　μCLinux內(nèi)核編譯　　4.5.5　內(nèi)核的加載運(yùn)行　4.6　基于μCLinux的應(yīng)用程序開發(fā)　　4.6.1　基本開發(fā)步驟　　4.6.2　應(yīng)用程序開發(fā)實(shí)例　　4.6.3　添加用戶應(yīng)用程序到μCLinux　4.7　本章小結(jié)　習(xí)題第5章　基于VxWorks的嵌入式軟件開發(fā)第6章　嵌入式軟件設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題第7章　嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)第8章　實(shí)訓(xùn)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《中國高等職業(yè)技術(shù)教育研究會(huì)推薦?高職高專計(jì)算機(jī)專業(yè)規(guī)劃教材?嵌入式軟件開發(fā)》可作為高職、?？圃盒Ｓ?jì)算機(jī)類、電子類、信息類專業(yè)高年級(jí)學(xué)生的教材，也可作為一些進(jìn)修班的培訓(xùn)教材，同時(shí)亦可作為企業(yè)各類嵌入式產(chǎn)品開發(fā)人員、嵌入式技術(shù)愛好者的學(xué)習(xí)參考資料。

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