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　嵌入式應用的影響
1.1.1　來自開發(fā)的挑戰(zhàn)
1.1.2　軟件復用
1.1.3　實時操作系統(tǒng)
1.1.4　文件系統(tǒng)
1.1.5　USB
1.1.6　圖形
1.1.7　網(wǎng)絡
1.1.8　小結(jié)
1.2　嵌入式系統(tǒng)的存儲器
1.2.1　存儲器
1.2.2　軟件開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)
1.2.3　所有東西都會出錯
1.2.4　好的解決方法
1.3　存儲器架構(gòu)
1.3.1　選項
1.3.2　平面單一地址空間存儲器
1.3.3　分段空間存儲器
1.3.4　單元切換空間存儲器
1.3.5　多地址空間存儲器
1.3.6　虛擬空間存儲器
1.3.7　高速緩沖存儲器
1.3.8　存儲器管理單元
1.3.9　小結(jié)
1.4　軟件是如何影響硬件設計的
1.4.1　誰在設計硬件
1.4.2　軟件主導硬件
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
1.5.2　RTOS問題
1.5.3　處理器移植和開放標準
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　實時操作系統(tǒng)因素
1.6.5　小結(jié)
1.7　芯片設計時如何選擇CPU
1.7.1　設計復雜度
1.7.2　設計復用性
1.7.3　存儲器架構(gòu)和保護
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
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的未來應用
1.9.11　小結(jié)
擴展閱讀
第2章　設計和開發(fā)
2.1　嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的新興技術
2.1.1　微處理器技術
2.1.2　系統(tǒng)架構(gòu)
2.1.3　設計組合性
2.1.4　軟件內(nèi)容
2.1.5　編程語言
2.1.6　軟件團隊的規(guī)模和分布
2.1.7　UML和建模
2.1.8　關鍵技術
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)的擴展
2.2.4　優(yōu)化
2.2.5　構(gòu)建工具：簡要介紹關鍵問題
2.2.6　調(diào)試
2.2.7　調(diào)試工具：關鍵問題的回顧
2.2.8　標準和開發(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平臺的思想
2.3.3　平臺
2.3.4　使用Eclipse進行嵌入式開發(fā)
2.3.5　小結(jié)
2.4　跨越RTOS界限的開發(fā)系統(tǒng)
2.4.1　標準化是解決之道
2.4.2　Eclipse解決方案
2.4.3　Eclipse插件
2.4.4　Eclipse授權
2.4.5　Eclipse用戶優(yōu)勢
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　用戶界面的實現(xiàn)
2.6.3　一個合理化的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　為特殊存儲器編程
3.1.1　特殊存儲器
3.1.2　非易失性RAM
3.1.3　共享存儲器
3.1.4　小結(jié)
3.2　嵌入式系統(tǒng)中的自檢
3.2.1　存儲器測試
3.2.2　I/O設備
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
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)開始運行
3.3.3　命令行解釋器--需求
3.3.4　設計命令行解釋器
3.3.5　命令行解釋器的實現(xiàn)
3.3.6　命令行解釋器的原型代碼
3.3.7　小結(jié)
3.4　嵌入式軟件應用：交通信號燈
3.4.1　應用程序
3.4.2　硬件配置
3.4.3　程序的實現(xiàn)
3.4.4　主循環(huán)
3.4.5　中斷
3.4.6　延時
3.4.7　信號燈
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)原型的應用
4.2.3　使用函數(shù)原型
4.3　中斷函數(shù)和ANSI關鍵字
4.3.1　中斷函數(shù)
4.3.2　ANSI C const關鍵字
4.3.3　ANSI C volatile關鍵字
4.4　從位開始
4.4.1　位運算
4.4.2　二進制常量
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設備和位域
4.4.6　小結(jié)
4.5　浮點數(shù)在編程中的應用
4.5.1　示例
4.5.2　程序?qū)崪y
4.5.3　問題的解答
4.5.4　從教訓中學習
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　關于分號
4.6.3　指針和指針運算
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
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語言編程和存儲器
4.9.1　存儲器
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　指針和指針運算
4.10.2　數(shù)組和指針
4.10.3　小結(jié)
4.11　C/C++中的動態(tài)存儲
4.11.1　C/C++存儲空間
4.11.2　C語言中的動態(tài)存儲
4.11.3　C++中的動態(tài)存儲
4.11.4　和動態(tài)存儲相關的問題
4.11.5　存儲空間碎片化
4.11.6　RTOS中的存儲管理
4.11.7　實時存儲解決方案
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)團隊
5.1.2　面向?qū)ο缶幊?br />5.1.3　團隊管理和面向?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　隱藏具體實現(xiàn)的細節(jié)
5.2.2　重用類的代碼
5.2.3　重用通用的類
5.2.4　擴展操作符的功能
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　對嵌入式系統(tǒng)的支持
5.2.12　轉(zhuǎn)變的代價
5.2.13　向C++中引入C代碼
5.2.14　難點：設計對象
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
5.3.3　實現(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)勢與劣勢
5.4.1　什么是模板
5.4.2　模板的實例化
5.4.3　模板帶來的問題
5.4.4　多個模板參數(shù)
5.4.5　模板的其他應用
5.4.6　小結(jié)
5.4.7　后記
5.5　C++的異常處理
5.5.1　C語言中的錯誤處理
5.5.2　異常和中斷無關
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
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++進行嘗試
5.7.5　重載操作符
5.7.6　對wop類進行增強
5.7.7　可重入性
5.7.8　使用RTOS
5.7.9　封裝專業(yè)知識
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　程序編制對類定義的需求
5.8.2　NVRAM的實現(xiàn)
5.8.3　C++的nvram類
5.8.4　繼續(xù)改進nvram類
5.8.5　小結(jié)
擴展閱讀
第6章　實時性
6.1　實時系統(tǒng)
6.1.1　實時系統(tǒng)的實現(xiàn)
6.1.2　處理循環(huán)
6.1.3　中斷
6.1.4　多任務
6.1.5　使用實時操作系統(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)建實時系統(tǒng)
6.2.2　為何要為實時系統(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
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
6.2.6　輪詢循環(huán)是不是一個單線程程序
6.2.7　狀態(tài)機是不是一個單線程程序
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
6.2.10　多線程真的同時運行嗎
6.2.11　如何獲取實時系統(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　信號和事件是不是同一回事
6.3.3　什么樣的事件是時間敏感的
6.3.4　當偵測到一個異常，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)生的和服務的
6.3.9　CPU保存的狀態(tài)是什么
6.3.10　機器狀態(tài)就是線程狀態(tài)嗎
6.3.11　異常處理程序應該用匯編語言還是C語言來寫
6.3.12　怎樣避免在異常處理程序上花費時間
6.4　中斷程序
6.4.1　設置中斷
6.4.2　中斷服務例程
6.4.3　中斷向量
6.4.4　初始化
6.4.5　小結(jié)
第7章　實時操作系統(tǒng)
7.1　RTOS的調(diào)試技術
7.1.1　概要
7.1.2　多進程的概念
7.1.3　執(zhí)行環(huán)境
7.1.4　與目標機連接
7.1.5　調(diào)試模式
7.1.6　RTOS級的調(diào)試功能
7.1.7　代碼共享
7.1.8　任務級的斷點
7.1.9　任務相關性
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　任務級調(diào)試的實現(xiàn)
7.2.2　任務級調(diào)試工具
7.2.3　小結(jié)
7.3　調(diào)試：堆棧溢出
7.4　何時考慮使用商業(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
7.4.3　商業(yè)化RTOS的缺點
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RTOS轉(zhuǎn)移到另一個RTOS
7.5.2　代碼移植
7.5.3　封裝
7.5.4　驅(qū)動和其他
7.5.5　調(diào)試問題
7.5.6　小結(jié)
7.6　RTOS驅(qū)動程序開發(fā)簡介
7.6.1　設備驅(qū)動的兩個方面
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)先級反轉(zhuǎn)
7.7.1　概要
7.7.2　實時性需求
7.7.3　調(diào)度算法
7.7.4　操作系統(tǒng)和應用的含義
7.7.5　小結(jié)
7.8　時間與優(yōu)先級調(diào)度比較
7.8.1　RTOS調(diào)度
7.8.2　理想世界
7.8.3　現(xiàn)實世界中的優(yōu)先級調(diào)度
7.8.4　不釋放控制權的時域限制
7.8.5　釋放控制權的時域限制
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　長文件名
7.9.4　格式化
7.9.5　分區(qū)
7.9.6　設備
7.10　OSEK：一種RTOS標準
7.10.1　OSEK簡介
7.10.2　OSEK需求
7.10.3　OSEK的任務
7.10.4　報警
7.10.5　錯誤處理
第8章　網(wǎng)絡
8.1　Wi-Fi簡介
8.1.1　無線數(shù)據(jù)通信
8.1.2　IEEE 802.11
8.1.3　802.11基礎知識
8.1.4　Wi-Fi和藍牙
8.1.5　發(fā)展前景
8.2　哪些人需要Web服務器
8.2.1　簡介
8.2.2　三個重要的功能
8.2.3　Web服務器的運行
8.2.4　Web 服務器功能總結(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)絡管理者的職責
8.3.3　架構(gòu)模型
8.3.4　公眾的誤解
8.3.5　應用級的管理者和代理
8.3.6　如何編寫MIB
8.3.7　術語
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　雙棧簡化過渡
8.4.4　IPv6如何工作
8.4.5　RFC支持
8.5　DHCP基礎
8.5.1　DHCP服務器
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　應用級網(wǎng)關
8.6.5　私有網(wǎng)絡地址分配
8.7　PPP：點對點協(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　驗證工具鏈
9.1.5　測試的各種選擇
9.1.6　小結(jié)
9.2　嵌入式Linux簡介
9.2.1　簡介
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 技術簡介
9.3.2　Android 架構(gòu)
9.3.3　應用開發(fā)
9.3.4　Android UI
9.3.5　在移動設備以外的市場拓展Android
9.3.6　總結(jié)
9.4　垂直市場上的Android、Meego和嵌入式Linux
9.4.1　介紹
9.4.2　垂直市場有什么不同
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