嵌入式實時操作系統(tǒng)：理論基礎

第1章實時操作系統(tǒng)基礎
1.1背景
1.2開發(fā)高質(zhì)量的軟件
1.3軟件建模
1.4時間和時序的重要性
1.5處理多個任務
1.6多個任務的復雜情形
1.7中斷作為執(zhí)行引擎——簡單的準并發(fā)
1.8實時操作系統(tǒng)的基本功能
1.9執(zhí)行系統(tǒng)、內(nèi)核和操作系統(tǒng)
1.10基于任務的軟件設計——回顧
1.11回顧
第2章調(diào)度——概念和實現(xiàn)
2.1簡介
2.2簡單循環(huán)、周期循環(huán)和合作調(diào)度
2.3時間分片調(diào)度
2.4任務優(yōu)先級
2.5使用隊列
2.6基于優(yōu)先級的搶占式調(diào)度
2.7任務隊列的實現(xiàn)——任務控制塊
2.8進程描述符
2.9滴答
2.10優(yōu)先級和系統(tǒng)響應速度
2.11繞過調(diào)度器
2.12代碼共享和重入
2.13運行時行為的不可預測性
2.14更多關于任務的細節(jié)
2.15回顧
第3章使用互斥機制控制資源共享
3.1共享資源使用中的問題
3.2使用單個標志實現(xiàn)互斥
3.3信號量
3.3.1二值信號量
3.3.2通用或計數(shù)信號量
3.3.3信號量的限制和缺陷
3.4互斥量
3.5簡單監(jiān)視器
3.6互斥機制綜述
3.7回顧
第4章資源共享和爭用問題
4.1資源爭用產(chǎn)生的死鎖問題詳解
4.2設計無死鎖的系統(tǒng)
4.3防止死鎖
4.3.1允許資源共享
4.3.2允許請求搶占
4.3.3控制資源分配
4.4優(yōu)先級翻轉及任務阻塞
4.4.1優(yōu)先級翻轉問題
4.4.2基本優(yōu)先級繼承協(xié)議
4.4.3立即優(yōu)先級天花板協(xié)議
4.5死鎖預防和性能問題
4.6回顧
第5章任務間通信
5.1簡介
5.1.1任務間通信概述
5.1.2協(xié)同與同步
5.2無數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿战换?br />5.2.1任務協(xié)同機制
5.2.2使用事件標志單向同步任務
5.2.3使用信號雙向同步任務
5.3無任務同步或協(xié)同的數(shù)據(jù)傳輸
5.3.1概述
5.3.2內(nèi)存池
5.3.3隊列
5.4有數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿胀?br />5.5回顧
第6章存儲的使用和管理
6.1在嵌入式系統(tǒng)中存儲數(shù)字信息
6.1.1簡介
6.1.2非易失性數(shù)據(jù)存儲
6.1.3易失性數(shù)據(jù)存儲
6.1.4內(nèi)存設備——Flash和RAM的簡單比較
6.1.5內(nèi)存設備——SRAM和DRAM的簡單比較
6.1.6嵌入式系統(tǒng)——存儲設備結構
6.2存儲的概念與實現(xiàn)
6.3消除任務間干擾
6.3.1一種控制內(nèi)存訪問的簡單方法
6.3.2使用內(nèi)存保護單元控制內(nèi)存訪問
6.3.3使用內(nèi)存管理單元控制內(nèi)存訪問
6.4動態(tài)內(nèi)存分配及其問題
6.4.1內(nèi)存分配與碎片化
6.4.2內(nèi)存分配和泄漏
6.4.3安全的內(nèi)存分配
6.5內(nèi)存管理和固態(tài)驅(qū)動器
6.6回顧
第7章多處理器系統(tǒng)
7.1什么是嵌入式多處理器 
7.1.1為什么要用多處理器
7.1.2處理器架構概述
7.1.3多核處理器——同構和異構類型
7.1.4多機系統(tǒng)結構
7.2軟件問題——作業(yè)的劃分和分配
7.2.1介紹
7.2.2將軟件構建為一組功能
7.2.3將軟件構建為一組數(shù)據(jù)處理的操作
7.3軟件控制和執(zhí)行的問題
7.3.1基本的操作系統(tǒng)問題
7.3.2AMP系統(tǒng)的調(diào)度和執(zhí)行
7.3.3SMP系統(tǒng)的調(diào)度和執(zhí)行
7.3.4BMP和混合系統(tǒng)的調(diào)度和執(zhí)行
7.3.5多處理器模式間的比較
7.4回顧
第8章分布式系統(tǒng)
8.1分布式系統(tǒng)的軟件結構
8.2分布式系統(tǒng)的通信和時序問題
8.3將軟件映射到分布式系統(tǒng)的硬件上
8.4回顧
第9章調(diào)度策略的分析
9.1概述
9.2基于優(yōu)先級的非搶占式調(diào)度策略
9.3基于優(yōu)先級的靜態(tài)搶占調(diào)度策略——概述
9.4基于優(yōu)先級的靜態(tài)搶占調(diào)度策略——單調(diào)速率調(diào)度
9.5基于優(yōu)先級的靜態(tài)搶占調(diào)度策略——結合優(yōu)先級和重要性的啟發(fā)式方法
9.6基于優(yōu)先級的動態(tài)搶占調(diào)度策略——概述
9.7基于優(yōu)先級的動態(tài)搶占調(diào)度策略——最早截止時間調(diào)度
9.8基于優(yōu)先級的動態(tài)搶占調(diào)度策略——計算時間調(diào)度
9.9基于優(yōu)先級的動態(tài)搶占調(diào)度策略——空閑時間/松弛度調(diào)度
9.10改善處理器利用率——速率組
9.11調(diào)度策略——最后的解釋
9.12調(diào)度時序圖——符號一覽
9.13回顧
第10章操作系統(tǒng)： 基本結構和功能
10.1背景
10.2通過中斷實現(xiàn)簡單的多任務處理
10.3超微內(nèi)核
10.4微內(nèi)核
10.5通用的嵌入式RTOS
10.6回顧
第11章RTOS的性能和基準測試
11.1概述
11.2測量計算機性能——基準測試
11.2.1概述
11.2.2計算性能基準測試
11.2.3操作系統(tǒng)性能
11.3處理器系統(tǒng)的時間開銷
11.4操作系統(tǒng)性能和代表性基準測試
11.5操作系統(tǒng)性能和綜合基準測試
11.5.1概述
11.5.2基礎要求
11.5.3測試類別
11.5.4基線(參考)測試數(shù)據(jù)
11.5.5壓力測試方法
11.6回顧
第12章多任務軟件的測試和調(diào)試
12.1場景引入
12.2測試和開發(fā)多任務軟件——專業(yè)方法
12.3在目標機內(nèi)測試——實用工具功能
12.3.1概述
12.3.2使用專用的控制和數(shù)據(jù)采集工具測試RTOS
12.3.3使用片上數(shù)據(jù)存儲方法測試RTOS
12.3.4使用主機系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲設施測試RTOS
12.4目標系統(tǒng)測試——實用要點
12.4.1介紹
12.4.2測試單個任務的并發(fā)性
12.4.3實現(xiàn)和測試并發(fā)操作
12.5回顧
第13章在關鍵系統(tǒng)中使用RTOS
13.1關鍵系統(tǒng)和安全完整性等級簡介
13.2操作系統(tǒng)問題
13.3RAM使用中的問題及補救措施
13.3.1概述
13.3.2內(nèi)存丟失
13.3.3內(nèi)存耗盡
13.4堆棧使用
13.4.1堆棧使用靜態(tài)分配的RAM
13.4.2改善堆棧可靠性
13.5運行時間問題
13.5.1概述
13.5.2截止時間和響應時間問題
13.5.3減少任務之間的干擾
13.5.4處理不可預測的功能行為
13.6監(jiān)控和檢測運行時故障
13.6.1看門狗定時器介紹
13.6.2在單任務設計中使用WDT
13.6.3窗口看門狗定時器
13.6.4在多任務設計中使用WDT
13.7操作系統(tǒng)與關鍵分布式應用
13.8通過時間分區(qū)運行多個不同的應用
13.9設計指南
13.10回顧
第14章結語
14.1任務、線程和進程
14.1.1概述
14.1.2嵌入式環(huán)境的程序執(zhí)行——入門指導
14.1.3軟件的活動、應用和任務
14.1.4單處理器任務內(nèi)的并發(fā)
14.1.5運行多個應用
14.1.6總結
14.2RTOS與GPOS的比較
附錄A重要的基礎設施
A.1處理器間通信
A.2嵌入式系統(tǒng)中的圖形用戶界面
A.3回顧
附錄B參考指南
附錄C縮略語表