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书名: | 嵌入式实时操作系统:RT-Thread设计与实现|8056828 |
图书定价: | 89元 |
图书作者: | 邱祎 熊谱翔 朱天龙 |
出版社: | 机械工业出版社 |
出版日期: | 2019/2/25 0:00:00 |
ISBN号: | 9787111619345 |
开本: | 16开 |
页数: | 345 |
版次: | 1-1 |
作者简介 |
邱祎 熊谱翔 朱天龙 著:邱祎,上海睿赛德电子科技有限公司联合创始人。从2006年在校时起参与开发RT-Thread开源操作系统,和中国国内优秀的工程师一起将RT-Thread从零发展起来,RT-Thread被广泛应用于能源、车载、医疗、消费电子等众多行业,成为国人自主开发、zui成熟稳定和装机量zuida的开源嵌入式操作系统。 熊谱翔,上海睿赛德电子科技有限公司创始人兼CEO,于2006年创立了RT-Thread开源操作系统,并以开源社区的形式,带领中国国内优秀的工程师,以从无到有的方式,融入实时面向对象设计开发了RT-Thread自主操作系统内核,及大量周边成熟、稳定软件组件,如文件系统、命令行、图形用户界面等。 朱天龙(Armink),睿赛德科技技术总监,负责RT-Thread物联网组件的研发,前沿技术探索及团队管理。曾任职于国内某知名医疗设备企业,担任研发部门经理要职,主导多个项目的研发实施和量产,并获得10余项国家发明专利。拥有近10年RT-Thread开发经验。他也是一位嵌入式开源极客,分享开源了EasyLogger、EasyFlash、CmBacktrace 等数个活跃度极高的开源软件。 邱祎,上海睿赛德电子科技有限公司联合创始人。从2006年在校时起参与开发RT-Thread开源操作系统,和中国国内优秀的工程师一起将RT-Thread从零发展起来,RT-Thread被广泛应用于能源、车载、医疗、消费电子等众多行业,成为国人自主开发、zui成熟稳定和装机量zuida的开源嵌入式操作系统。 熊谱翔,上海睿赛德电子科技有限公司创始人兼CEO,于2006年创立了RT-Thread开源操作系统,并以开源社区的形式,带领中国国内优秀的工程师,以从无到有的方式,融入实时面向对象设计开发了RT-Thread自主操作系统内核,及大量周边成熟、稳定软件组件,如文件系统、命令行、图形用户界面等。 朱天龙(Armink),睿赛德科技技术总监,负责RT-Thread物联网组件的研发,前沿技术探索及团队管理。曾任职于国内某知名医疗设备企业,担任研发部门经理要职,主导多个项目的研发实施和量产,并获得10余项国家发明专利。拥有近10年RT-Thread开发经验。他也是一位嵌入式开源极客,分享开源了EasyLogger、EasyFlash、CmBacktrace 等数个活跃度极高的开源软件。 |
内容简介 |
第一篇为内核篇(第1-10章),详细讲解了 RT-Thread 的设计思想,各个功能模块如线程、邮箱、消息队列、事件、信号、定时器和系统时钟、中断和异常、内存池、堆管理、移植的工作机制和应用方式,也提供了大量的示例供参考。 第二篇为组件篇(第11-16章),详细讲解了命令行 Shell,文件系统,网络协议栈的工作机制和应用方式,并提供了示例供参考。 通过阅读本书,读者不仅能学习和掌握嵌入式操作系统内核和常用组件的工作机制和应用方式,而且也能够通过配套的示例代码,实际动手深入体会,对未来实际应用与开发提供参考。 |
目录 |
前言 第一篇 内核篇 第1章 嵌入式实时操作系统 2 1.1 嵌入式系统 3 1.2 实时系统 4 1.3 嵌入式实时操作系统 6 1.3.1 主流嵌入式实时操作系统 7 1.3.2 发展趋势 8 1.4 本章小结 8 第2章 了解与快速上手RT-Thread 9 2.1 RT-Thread概述 9 2.2 RT-Thread的架构 10 2.3 RT-Thread的获取 11 2.4 RT-Thread快速上手 12 2.4.1 准备环境 13 2.4.2 初识RT-Thread 16 2.4.3 跑马灯的例子 20 2.5 本章小结 21 第3章 内核基础 22 3.1 RT-Thread内核介绍 22 3.2 RT-Thread 启动流程 24 3.3 RT-Thread程序内存分布 26 3.4 RT-Thread自动初始化机制 28 3.5 RT-Thread内核对象模型 29 3.5.1 静态对象和动态对象 29 3.5.2 内核对象管理架构 31 3.5.3 对象控制块 33 3.5.4 内核对象管理方式 34 3.6 RT-Thread内核配置示例 36 3.7 常见宏定义说明 38 3.8 本章小结 39 第4章 线程管理 40 4.1 线程管理的功能特点 40 4.2 线程的工作机制 41 4.2.1 线程控制块 41 4.2.2 线程的重要属性 42 4.2.3 线程状态切换 45 4.2.4 系统线程 46 4.3 线程的管理方式 46 4.3.1 创建和删除线程 47 4.3.2 初始化和脱离线程 48 4.3.3 启动线程 49 4.3.4 获得当前线程 50 4.3.5 使线程让出处理器资源 50 4.3.6 使线程睡眠 50 4.3.7 挂起和恢复线程 51 4.3.8 控制线程 52 4.3.9 设置和删除空闲钩子 52 4.3.10 设置调度器钩子 53 4.4 线程应用示例 53 4.4.1 创建线程示例 54 4.4.2 线程时间片轮转调度示例 56 4.4.3 线程调度器钩子示例 57 4.5 本章小结 59 第5章 时钟管理 60 5.1 时钟节拍 60 5.1.1 时钟节拍的实现方式 60 5.1.2 获取时钟节拍 61 5.2 定时器管理 62 5.2.1 RT-Thread定时器介绍 62 5.2.2 定时器的工作机制 63 5.2.3 定时器的管理方式 65 5.3 定时器应用示例 69 5.4 高精度延时 72 5.5 本章小结 73 第6章 线程间同步 74 6.1 信号量 75 6.1.1 信号量的工作机制 75 6.1.2 信号量控制块 75 6.1.3 信号量的管理方式 76 6.1.4 信号量应用示例 79 6.1.5 信号量的使用场合 85 6.2 互斥量 87 6.2.1 互斥量的工作机制 87 6.2.2 互斥量控制块 89 6.2.3 互斥量的管理方式 89 6.2.4 互斥量应用示例 92 6.2.5 互斥量的使用场合 97 6.3 事件集 97 6.3.1 shi件集的工作机制 97 6.3.2 事件集控制块 98 6.3.3 事件集的管理方式 99 6.3.4 事件集应用示例 101 6.3.5 事件集的使用场合 104 6.4 本章小结 104 第7章 线程间通信 105 7.1 邮箱 105 7.1.1 邮箱的工作机制 105 7.1.2 邮箱控制块 106 7.1.3 邮箱的管理方式 106 7.1.4 邮箱使用示例 110 7.1.5 邮箱的使用场合 112 7.2 消息队列 113 7.2.1 消息队列的工作机制 113 7.2.2 消息队列控制块 114 7.2.3 消息队列的管理方式 115 7.2.4 消息队列应用示例 118 7.2.5 消息队列的使用场合 121 7.3 信号 123 7.3.1 信号的工作机制 123 7.3.2 信号的管理方式 124 7.3.3 信号应用示例 126 7.4 本章小节 128 第8章 内存管理 129 8.1 内存管理的功能特点 129 8.2 内存堆管理 130 8.2.1 小内存管理算法 131 8.2.2 slab管理算法 132 8.2.3 memheap管理算法 133 8.2.4 内存堆配置和初始化 134 8.2.5 内存堆的管理方式 134 8.2.6 内存堆管理应用示例 136 8.3 内存池 138 8.3.1 内存池的工作机制 139 8.3.2 内存池的管理方式 140 8.3.3 内存池应用示例 143 8.4 本章小结 145 第9章 中断管理 146 9.1 Cortex-M CPU架构基础 146 9.1.1 寄存器介绍 147 9.1.2 操作模式和特权级别 148 9.1.3 嵌套向量中断控制器 148 9.1.4 PendSV系统调用 149 9.2 RT-Thread中断工作机制 149 9.2.1 中断向量表 149 9.2.2 中断处理过程 151 9.2.3 中断嵌套 153 9.2.4 中断栈 154 9.2.5 中断的底半处理 154 9.3 RT-Thread中断管理接口 156 9.3.1 中断服务程序挂接 157 9.3.2 中断源管理 158 9.3.3 全局中断开关 158 9.3.4 中断通知 160 9.4 中断与轮询 161 9.5 全局中断开关使用示例 162 9.6 本章小结 164 第10章 内核移植 165 10.1 CPU架构移植 165 10.1.1 实现全局中断开关 166 10.1.2 实现线程栈初始化 167 10.1.3 实现上下文切换 168 10.1.4 实现时钟节拍 174 10.2 BSP移植 175 10.3 内核移植示例 175 10.3.1 准备裸机工程 176 10.3.2 建立RT-Thread工程 177 10.3.3 实现时钟管理 179 10.3.4 实现控制台输出 180 10.3.5 实现动态堆内存管理 181 10.3.6 移植到更多开发板 183 10.4 本章小结 184 第二篇 组件篇 第11章 Env辅助开发环境 186 11.1 Env简介 186 11.2 Env的功能特点 187 11.3 Env工程构建示例 189 11.4 构建更多MDK工程 196 11.4.1 创建外设示例工程 196 11.4.2 创建文件系统示例工程 198 11.4.3 创建网络示例工程 202 11.5 本章小结 206 第12章 FinSH控制台 207 12.1 FinSH介绍 207 12.2 FinSH内置命令 209 12.2.1 显示线程状态 210 12.2.2 显示信号量状态 210 12.2.3 显示事件状态 210 12.2.4 显示互斥量状态 210 12.2.5 显示邮箱状态 211 12.2.6 显示消息队列状态 211 12.2.7 显示内存池状态 211 12.2.8 显示定时器状态 212 12.2.9 显示设备状态 212 12.2.10 显示动态内存状态 212 12.3 自定义FinSH命令 213 12.3.1 自定义msh命令 213 12.3.2 自定义C-Style命令和变量 213 12.3.3 自定义命令重命名 214 12.4 FinSH功能配置 214 12.5 FinSH应用示例 216 12.5.1 自定义msh命令示例 216 12.5.2 带参数的msh命令示例 217 12.6 本章小结 218 第13章 I/O设备管理 219 13.1 I/O设备介绍 219 13.1.1 I/O设备管理框架 219 13.1.2 I/O设备模型 221 13.1.3 I/O设备类型 222 13.2 创建和注册I/O设备 223 13.3 访问I/O设备 226 13.3.1 查找设备 226 13.3.2 初始化设备 227 13.3.3 打开和关闭设备 227 13.3.4 控制设备 228 13.3.5 读写设备 229 13.3.6 数据收发回调 229 13.3.7 设备访问示例 230 13.4 本章小结 231 第14章 通用外设接口 232 14.1 UART串口 232 14.1.1 串口设备管理 233 14.1.2 创建和注册串口设备 233 14.1.3 访问串口设备 235 14.1.4 串口设备使用示例 235 14.2 GPIO 237 14.2.1 PIN设备管理 238 14.2.2 创建和注册PIN设备 238 14.2.3 访问PIN设备 239 14.2.4 PIN设备使用示例 242 14.3 SPI总线 243 14.3.1 SPI设备管理 244 14.3.2 创建和注册SPI总线设备 246 14.3.3 创建和挂载SPI从设备 247 14.3.4 访问SPI从设备 249 14.3.5 特殊使用场景 254 14.3.6 SPI设备使用示例 255 14.4 I2C总线 256 14.4.1 I2C设备管理 258 14.4.2 创建和注册I2C总线设备 258 14.4.3 访问I2C设备 259 14.4.4 I2C设备应用示例 260 14.5 运行设备应用示例 263 14.5.1 运行PIN设备示例 264 14.5.2 运行SPI设备示例 265 14.5.3 运行I2C设备示例 266 14.5.4 运行串口设备示例 266 14.6 本章小结 267 第15章 虚拟文件系统 268 15.1 DFS介绍 268 15.1.1 DFS架构 269 15.1.2 POSIX接口层 269 15.1.3 虚拟文件系统层 270 15.1.4 设备抽象层 270 15.2 文件系统挂载管理 271 15.2.1 DFS组件初始化 271 15.2.2 注册文件系统 271 15.2.3 将存储设备注册为块设备 271 15.2.4 格式化文件系统 272 15.2.5 挂载文件系统 273 15.2.6 卸载文件系统 273 15.3 文件管理 273 15.3.1 打开和关闭文件 273 15.3.2 读写数据 274 15.3.3 重命名 275 15.3.4 获取状态 275 15.3.5 删除文件 275 15.3.6 同步文件数据到存储设备 276 15.3.7 查询文件系统相关信息 276 15.3.8 监视I/O设备状态 276 15.4 目录管理 277 15.4.1 创建和删除目录 277 15.4.2 打开和关闭目录 277 15.4.3 读取目录 278 15.4.4 获取目录流的读取位置 278 15.4.5 设置下次读取目录的位置 278 15.4.6 重设读取目录的位置为开头位置 279 15.5 DFS功能配置 279 15.6 DFS应用示例 279 15.6.1 准备工作 280 15.6.2 读写文件示例 283 15.6.3 更改文件名称示例 284 15.6.4 获取文件状态示例 285 15.6.5 创建目录示例 286 15.6.6 读取目录示例 286 15.6.7 设置读取目录位置示例 287 15.7 本章小结 289 第16章 网络框架 290 16.1 TCP/IP网络协议简介 290 16.1.1 OSI参考模型 290 16.1.2 TCP/IP参考模型 291 16.1.3 TCP/IP参考模型和OSI参考模型的区别 291 16.1.4 IP地址 292 16.1.5 子网掩码 292 16.1.6 MAC 地址 292 16.2 RT-Thread网络框架介绍 292 16.3 网络框架工作流程 294 16.3.1 网络协议簇注册 294 16.3.2 网络数据接收流程 295 16.3.3 网络数据发送流程 296 16.4 网络套接字编程 296 16.4.1 TCP socket通信流程 296 16.4.2 UDP socket通信流程 297 16.4.3 创建套接字 298 16.4.4 绑定套接字 298 16.4.5 建立TCP连接 299 16.4.6 数据传输 300 16.4.7 关闭网络连接 301 16.5 网络功能配置 302 16.6 网络应用示例 303 16.6.1 准备工作 303 16.6.2 TCP客户端示例 306 16.6.3 UDP客户端示例 310 16.7 本章小结 312 附录A menuconfig配置选项 313 附录B SCons构建系统 317 |
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