嵌入式实时操作系统MQX应用开发技术——ARMCortex-M微处理器

图书标准信息

• 作者 王宜怀、朱仕浪、姚望舒 著
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2014-08
• 版次 1
• ISBN 9787121240379
• 定价 59.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 348页
• 字数 550千字
• 正文语种 简体中文
• 丛书 嵌入式技术与应用丛书

【内容简介】

MQX是一款免费、开源、有技术支持，面向工业控制、医疗电子、家用电器等领域的嵌入式实时操作系统（RTOS）。本书以飞思卡尔（Freescale）的MQX4.1.0为蓝本，以ARM Cortex-M微处理器为实例，详细阐述RTOS的基本概念、原理与应用方法。全书共分11章，从实际应用角度阐述MQX应用程序的设计方法。第1～7章囊括了MQX工程框架、任务基本设计方法与规则、启动流程、中断执行过程、延时函数、任务的创建、调度方法、事件、信号量、内存管理、日志等基本知识要素，同时也给出了MQX基本原理，主要包括内核数据区、MQX启动过程、中断、时间管理、任务管理、调度等机制剖析，第8章给出MQX基本知识要素的综合实例；第9章给出库文件、MQX移植、轻量级MQX、看门狗等MQX程序设计以及任务设计方法的讨论；第10～11章分别给出USB组件及RTCS组件的使用方法。

【作者简介】

王宜怀，男，博士，苏州大学教授、博士生导师，中国计算机学会高级会员，苏州市计算机学会嵌入式系统专业委员会副主任。

【目录】

第1章1
概    述1
1．1  关于RTOS的几个基本问题1
1．1．1  什么是实时操作系统1
1．1．2  使用RTOS的场合与RTOS的选择3
1．1．3  RTOS的发展历程及几种流行的RTOS简介4
1．2  RTOS的相关术语5
1．2．1  内核类相关术语5
1．2．2  任务类相关术语7
1．3  MQX的主要特点及版本历史9
1．3．1  MQX的主要特点9
1．3．2  MQX的版本升级9
1．4  MQX的资料简介10
第2章13
MQX系统的工程构架及13
第一个样例工程13
2．1  软硬件开发环境13
2．1．1  软件开发平台――CW简介14
2．1．2  SD-FSL-K60-C硬件系统15
2．2  Freescale提供的MQX资源简介15
2．3  初识MQX――内核、PSP及BSP16
2．3．1  MQX的内核16
2．3．2  处理器支持包PSP17
2．3．3  板级支持包BSP17
2．4  MQX工程框架――AMQXFW18
2．4．1  MQX工程框架AMQXFW的目录结构18
2．4．2  ＜MQX＞的下级文件夹组成20
2．4．3  ＜MQX＞的下级文件夹解析21
2．5  MQX第一个样例工程26
2．5．1  样例工程的功能26
2．5．2  样例工程任务设计27
2．5．3  样例工程的运行测试33
2．5．4  样例工程构建过程34
2．5．5  上电复位到main函数之前的执行过程37
2．6  MQX操作系统的启动流程剖析40
2．6．1  内存的分配和部署40
2．6．2  内核数据区剖析41
2．6．3  MQX初始化结构体常数MQX_init_struct42
2．6．4  MQX任务模板文件（task_templates．c）解析45
2．6．5  MQX系统启动过程：_mqx函数剖析46
第3章53
MQX中断机制与时间管理53
3．1  中断处理的通用基础知识概要53
3．1．1  中断的基本概念53
3．1．2  中断处理的基本过程54
3．2  MQX中断处理过程及用户ISR安装方法55
3．2．1  MQX中断处理函数简介55
3．2．2  MQX中断处理过程56
3．2．3  MQX中断编程的编译条件设定56
3．2．4  MQX用户ISR安装方法57
3．3  MQX中断管理与运行机制剖析58
3．3．1  MQX中断系统涉及的数据结构58
3．3．2  MQX中断系统初始化过程剖析60
3．3．3  基于ARM Cortex-M4的MQX内核ISR源码剖析67
3．3．4  理解MQX中断机制需要掌握的几个知识点77
3．4  MQX时间管理函数及用法79
3．4．1  _time_delay函数的使用方法及注意点81
3．4．2  绝对时间的来源与用法举例81
3．5  MQX时间管理实现方法及机制剖析82
3．5．1  ARM Cortex-M的SysTick的硬件系统82
3．5．2  hwtimer_systick_init()函数回调分析83
3．5．3  SysTick嘀嗒定时器的初始化配置和启动85
3．5．4  SysTick中断服务例程ISR88
3．5．5  延时函数_time_delay及相关源代码剖析91
第4章93
MQX常用IO驱动93
使用方法简介93
4．1  MQX驱动分类及其简介93
4．2  MQX工程常用I/O驱动的添加过程94
4．3．1  设备标识符及命名方法97
4．3．2  MQX标准设备驱动管理的三层模型97
4．3．3  MQX I/O设备驱动管理队列99
4．4  安装类IO设备驱动应用实例100
4．4．1  K60-Flash模块概述100
4．4．2  编写Flash任务以及工程的测试101
4．5  非安装类I/O设备驱动应用实例103
4．5．1  K60 RTC模块概述103
4．5．2  RTC驱动文件及添加103
4．5．3  编写RTC工程的测试103
4．6  MQX设备三层管理下底层驱动设计方法105
4．6．1  底层设备驱动三层体系结构管理模式分析105
4．6．2  底层设备驱动初始化参数的组织和分解107
4．6．3  MQX设备三层管理底层驱动设计的步骤109
4．7  MQX设备四层管理的驱动设计、移植和复用110
4．7．1  MQX设备驱动四层管理模型的提出110
4．7．2  底层驱动构件的获取与设计111
4．7．3  接口驱动构件的设计112
4．8  底层设备程序移植和复用设计实例112
第5章117
任务管理与调度117
5．1  任务管理的基础知识117
5．1．1  任务的三要素117
5．1．2  任务的四种状态：终止态、阻塞态、就绪态和激活态118
5．1．3  任务的基本形式120
5．2  MQX任务管理函数122
5．3  MQX任务管理机制剖析124
5．3．1  MQX任务队列剖析124
5．3．2  MQX任务管理函数剖析127
5．4  MQX的FIFO及RR调度策略131
5．5  MQX调度机制剖析133
5．5．1  ARM Cortex-M4的SVC及PendSV中断的调度作用134
5．5．2  系统调用服务例程的执行流程135
5．5．3  系统调用服务例程源码剖析138
第6章141
任务间的同步与通信141
6．1  轻量级事件与事件141
6．1．1  事件的含义及应用场合141
6．1．2  轻量级事件的常用函数与编程步骤141
3．常用轻量级事件函数的使用说明142
6．1．3  事件的常用函数与编程步骤146
6．1．4  事件的组织结构与函数代码剖析151
6．2  轻量级信号量、信号量与互斥量162
6．2．1  信号量的含义及应用场合162
6．2．2  轻量级信号量的常用函数与编程步骤163
6．2．3  信号量的常用函数与编程步骤166
6．2．4  互斥量的常用函数与编程步骤171
6．2．5  信号量的组织结构与函数代码剖析176
6．3  轻量级信号量的常用函数与编程步骤191
6．3．1  优先级反转问题的含义191
6．3．2  优先级反转问题的解决方法192
6．4  轻量级消息队列与消息193
6．4．1  消息的含义及应用场合193
6．4．2  轻量级消息队列的常用函数与编程步骤194
6．4．3  消息的常用函数与编程步骤197
6．4．4  消息的组织结构与函数代码剖析203
第7章211
内存管理与日志211
7．1  内存管理及模式选择211
7．1．1  内存管理的区域范围211
7．1．2  内存管理的两种方式212
7．1．3  内存管理的相关函数212
7．2  可变大小内存管理213
7．2．1  可变大小内存块管理方式213
7．2．2  可变大小内存块管理的机制剖析216
7．2．3  内存管理使用实例226
7．3  固定大小内存管理227
7．3．1  固定大小区块的管理机制228
7．3．2  固定大小区块池的创建228
7．3．3  固定大小区块的申请分配和释放230
7．3．4  动态区块的删除230
7．3．5  固定大小区块的使用和管理接口函数230
7．4  日志的应用230
7．4．1  轻量级日志230
7．4．2  内核日志236
7．4．3  日志239
第8章241
MQX基本要素综合实例241
8．1  需求分析与硬件说明241
8．1．1  需求分析241
8．1．2  硬件说明241
8．2  中断服务例程ISR与任务功能设计242
8．2．1  中断服务例程ISR功能设计242
8．2．2  任务功能设计242
8．3  PC与MCU通信帧协议的设计243
8．3．1  帧格式243
8．3．2  帧命令244
8．4  MCU主要代码实现244
8．5  PC界面259
第9章259
MQX程序设计相关问题的讨论259
9．1  库文件用法259
9．1．1  库文件的基本概念259
9．1．2  MQX库文件（．a）的生成260
9．1．3  库文件的使用方法263
9．2  BSP和PSP的移植方法简介263
9．2．1  BSP的移植263
9．2．2  PSP的移植264
9．3  轻量级MQX264
9．3．1  轻量级MQX特点264
9．3．2  轻量级MQX工程266
9．4  ISR设计、任务划分及优先级安排问题273
9．4．1  ISR设计的基本问题273
9．4．2  任务划分的简明方法273
9．4．3  任务优先级安排问题274
9．5  程序设计中其他若干问题的讨论274
9．5．1  如何避免死锁274
9．5．2  临界区的处理275
9．5．3  看门狗的应用275
9．5．4  ISR参数与任务参数的作用及用法276
USB组件的应用277
10．1  USB基础知识277
10．1．1  USB发展历史277
10．1．2  USB基本概念278
10．2  USB设备协议栈282
10．2．1  USB设备架构282
10．2．2  USB设备初始化283
10．2．3  USB设备协议栈常用函数283
10．2．4  USB设备编程举例284
10．2．5  USB设备虚拟串口编程举例288
10．3  USB主机协议栈299
10．3．1  USB主机协议栈框架介绍299
10．3．2  USB主机应用层函数300
10．3．3  USB主机应用程序示例301
10．3．4  USB主机工作流程剖析304
第11章307
RTCS组件的应用307
11．1  以太网基础知识307
11．1．1  以太网物理设备307
11．1．2  相关名词解释308
11．2  RTCS文件组织结构311
11．3  ICMP协议312
11．3．1  使用ICMP设置步骤312
11．3．2  ICMP测试方法313
11．4  UDP协议314
11．4．1  使用UDP设置步骤315
11．4．2  UDP测试方法316
11．5  TCP协议318
11．5．1  使用TCP设置步骤318
11．5．2  TCP测试方法320
11．6  HTTP协议321
11．6．1  使用HTTP的PC方软件设置步骤321
11．6．2  使用HTTP的MCU方设置步骤323
11．6．3  HTTP测试方法325
附录A327
硬件评估板SD-FSL-K60-C327
附录B331
问  与  答331
参 考 文 献335