嵌入式實時操作系統原理與ReWorks實踐

柴琳果 李健 錢晨

  • 出版商: 北京交通大學
  • 出版日期: 2025-11-01
  • 售價: $354
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 289
  • ISBN: 7512155719
  • ISBN-13: 9787512155718
  • 相關分類: 嵌入式系統
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商品描述

本書聚焦國產銳華嵌入 式實時操作系統(ReWorks )在航空航天、軌道交通、 能源電力等多種安全關鍵領 域的應用和前景,從嵌入式 系統基本概念、實時內核、 操作系統外圍組件三個方面 ,對ReWorks的內核基本架 構、程序設計原理、高效處 理機制進行了詳細闡述。本 書通過代碼案例與實踐經驗 ,兼顧初學者與 開發者 需求,旨在培養實時嵌入式 領域自主創新人才,助力國 產操作系統生態建設,為高 校師生、科研人員及工程師 提供兼顧理論深度與工程實 踐的技術指南。

作者簡介

柴琳果,男,北京交通大學自動化與智能學院副教授,從事智能交通運行優化與協同控制研究,研究內容包括智能交通群體協同決策仿真與虛實交互測試驗證方法、基於北鬥衛星導航的下一代列控自主定位與感知技術與列控系統全生命周期運行優化與健康管理理論和方法,在公路、鐵路和民航交通做出貢獻。曾獲北京市委組織部優秀人才培養“青年骨幹”(個人獎)、中國衛星導航定位協會“科學技術一等獎”(7/15)、高等學校科學研究優秀成果獎科學技術二等獎(5/10)、中國航空運輸協會民航科學技術進步獎二等獎(10/10)等。

目錄大綱

第1章 嵌入式實時操作系統概述
1.1 嵌入式與實時
1.1.1 嵌入式系統
1.1.2 實時性
1.1.3 嵌入式系統開發模式
1.2 嵌入式實時操作系統
1.2.1 概述
1.2.2 發展歷程
1.2.3 系統特性
1.3 銳華嵌入式實時操作系統(ReWorks)
1.4 思考題
第2章 任務管理
2.1 任務的概念
2.1.1 任務
2.1.2 進程
2.1.3 線程
2.2 任務管理機制
2.2.1 任務狀態
2.2.2 任務生命周期管理
2.2.3 任務調度和調度策略
2.2.4 錯誤處理與異常管理
2.3 ReWorks的任務管理
2.3.1 ReWorks中的任務
2.3.2 任務狀態和調度設計
2.3.3 任務屬性
2.3.4 任務調度
2.3.5 任務管理接口
2.4 任務管理編程實踐
2.5 思考題
第3章 內存管理
3.1 功能定位
3.2 物理地址與虛擬地址
3.3 內存管理機制
3.3.1 存儲管理方式
3.3.2 地址映射
3.3.3 地址空間布局
3.3.4 內存分配策略
3.3.5 動態內存分配算法
3.4 ReWorks的內存管理
3.4.1 段式存儲管理和內存布局
3.4.2 核心堆內存管理
3.4.3 用戶堆內存管理
3.4.4 內存分區管理
3.4.5 內存池管理
3.5 內存管理編程實踐
3.6 思考題
第4章 任務同步與通信
4.1 基本概念
4.2 工作機制
4.2.1 信號量
4.2.2 互斥量
4.2.3 條件變量
4.2.4 讀寫鎖
4.2.5 消息隊列
4.2.6 管道
4.2.7 郵箱
4.2.8 信號
4.2.9 事件
4.3 ReWorks任務同步與通信的編程
4.3.1 運用信號量編程
4.3.2 運用條件變量編程
4.3.3 運用讀寫鎖編程
4.3.4 運用消息隊列編程
4.3.5 運用信號編程
4.3.6 運用事件編程
4.4 任務同步與通信編程實踐
4.5 思考題
第5章 中斷管理
5.1 中斷的硬件原理
5.1.1 中斷與異常
5.1.2 中斷的分類
5.1.3 中斷控制器
5.2 中斷框架
5.2.1 中斷處理流程
5.2.2 中斷優先級
5.2.3 中斷嵌套
5.2.4 中斷處理機制
5.3 中斷實時性分析
5.3.1 中斷響應時間
5.3.2 中斷性能優化
5.4 ReWorks的中斷管理
5.4.1 基本設計理念
5.4.2 中斷管理接口
5.5 中斷管理編程實踐
5.6 思考題
第6章 時間管理
6.1 時鐘節拍
6.2 高精度時鐘
6.3 操作系統的時鐘
6.4 操作系統的定時器
6.5 ReWorks時鐘管理
6.5.1 軟件時鐘
6.5.2 POSIX定時器
6.5.3 看門狗定時器
6.5.4 單調速率定時器
6.6 ReWorks時鐘管理接口
6.6.1 時間管理接口
6.6.2 POSIX定時器接口
6.6.3 看門狗定時器接口
6.6.4 單調速率定時器接口
6.7 時鐘管理編程實踐
6.8 思考題
第7章 文件系統
7.1 文件與文件系統
7.2 文件系統的層次結構
7.3 常見的文件系統
7.4 文件系統的軟件實現
7.5 虛擬文件系統
7.6 ReWorks的文件系統
7.6.1 根文件系統
7.6.2 DOS文件系統
7.6.3 HRFS高可靠文件系統
7.6.4 在ReWorks中使用文件系統
7.6.5 ReWorks文件系統API接口
7.7 文件系 程實踐
7.8 思考題
第8章 網絡協議棧
8.1 網絡通信的基本原理
8.2 網絡協議的層次模型
8.2.1 OSI網絡協議模型
8.2.2 TCP/IP網絡協議模型
8.3 輕量級網絡協議棧LwIP
8.3.1 LwIP的關鍵設計點
8.3.2 LwIP的內存管理與PBUF的數據包管理
8.4 ReWorks的網絡編程接口
8.5 網絡應用編程實踐
8.6 思考題
第9章 I/O系統
9.1 設備與I/O
9.2 I/O系統的基本設計與實現
9.3 文件I/O操作
9.3.1 一切皆“文件”的設計理念
9.3.2 文件描述符
9.3.3 文件流與緩沖機制
9.4 I/O模型
9.5 ReWorks的I/O系統
9.5.1 ReWorks I/O系統框架
9.5.2 ReWorks I/O接口
9.6 I/O編程實踐
9.7 思考題
0章 設備管理
10.1 操作系統外部設備
10.1.1 設備的分類
10.1.2 設備的發現
10.1.3 設備的訪問
10.2 設備驅動模型
10.2.1 總線
10.2.2 設備
10.2.3 設備驅動
10.3 ReWorks的設備管理
10.3.1 ReWorks設備管理概述
10.3.2 字符設備驅動
10.3.3 塊設備驅動
10.3.4 網絡設備驅動
10.4 ReWorks字符設備驅動示例
10.5 思考題
1章 動態加載
11.1 動態加載概述
11.1.1 動態加載的基本概念
11.1.2 二進制可執行與可鏈接格式
11.2 ReWorks動態加載實現
11.2.1 動態加載原理
11.2.2 動態加載接口
11.3 思考題
2章 人機交互
12.1 Shell
12.1.1 Shell的定義與功能