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第二版：嵌入式系统中的事件驱动型编程技术（中文）

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简介：
本书深入浅出地介绍了在嵌入式系统中运用事件驱动型编程技术的方法与技巧，旨在帮助读者掌握高效处理异步事件的能力。 《QP状态机 第2版》是关于中文嵌入式系统事件驱动型编程技术的第二版著作。

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  • 第二版：嵌入式系统中的事件驱动型编程技术（中文）
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    本书深入浅出地介绍了在嵌入式系统中运用事件驱动型编程技术的方法与技巧，旨在帮助读者掌握高效处理异步事件的能力。 《QP状态机 第2版》是关于中文嵌入式系统事件驱动型编程技术的第二版著作。
     
  • 《C/C++中基于UML状态图的事件驱动编程技术在嵌入式系统设计中的应用（中文版）》
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    本书深入探讨了如何在C/C++环境下利用UML状态图进行事件驱动程序的设计，并详细介绍了该方法在嵌入式系统开发中的实际应用。 这是关于QP（Quantum Programming）量子化编程技术的一本重要教程，由QP的创始人MIRO SAMEK编写。英文原版名为《Practical UML Statecharts in C/C++, Second Edition: Event-Driven Programming for Embedded Systems》，中文译为《UML 状态图的实用C/C++设计》。这本书在国内较为罕见，希望能对有需要的朋友有所帮助。
     
  • 在嵌入式系统和ARM技术中编写Linux PCI驱动程序
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    本课程聚焦于基于ARM架构的嵌入式系统开发，深入讲解如何编写、调试和优化Linux环境下的PCI设备驱动程序。适合希望掌握硬件底层操作的技术人员学习。 PCI是Peripheral Component Interconnect（外围设备互联）的简称，在计算机系统中作为一种通用总线接口标准被广泛使用。其数据传输速率可达132Ms。下面简单介绍Linux环境下PCI驱动程序的实现方法。 在编写一个PCI驱动时，首先需要确认系统中有无对应的硬件设备存在。这可通过运行`lspci`命令来检查已连接的所有PCI设备及其详细信息，如主机桥、PCI桥等，并根据这些信息识别目标设备。 开发Linux下的PCI驱动涉及以下步骤和关键结构体： 1. **pci_driver 结构体**：该核心组件定义于`linux/pci.h`头文件中。它包含一个链表节点`node`，用于存储设备名称及id_table（支持的设备列表）。其中probe函数在检测到新插入的PCI设备时被调用进行初始化；而remove函数则负责处理移除操作。 2. **设备ID表**：通过定义`struct pci_device_id`来匹配特定硬件。当系统发现新的PCI设备后，会比对id_table中的信息以找到合适的驱动程序，并执行相应的probe方法。 3. **探测与初始化**：在probe函数中完成各种初始设置工作，例如配置寄存器、分配内存或IO资源等操作。这通常需要调用`pci_enable_device()`启用PCI设备并使用`pci_map_resource()`映射其I/O和内存区域到用户空间或内核空间。 4. **移除处理**：当某个PCI设备不再被系统使用时，remove函数将执行以释放之前分配的所有资源，并完成必要的清理工作如取消IO及内存映射、关闭设备等操作。 5. **驱动程序的注册与注销**：通过调用`pci_register_driver()`实现新开发的PCI驱动在内核中的注册。卸载时则使用`pci_unregister_driver()`进行反向操作，以确保系统能够正确识别并处理相关硬件设备。 6. **中断处理**：对于需要支持中断机制的PCI设备而言，在编写其驱动程序过程中还需设置适当的中断服务例程（ISR）。这通常涉及调用`request_irq()`来申请一个IRQ线，并在实际发生中断时由定义好的函数进行响应。当不再需要该功能后，使用`free_irq()`释放相应的资源。 7. **其他特性**：根据具体需求和硬件特点，驱动程序可能还需要实现额外的功能如电源管理、热插拔支持等。这些都可以通过Linux内核提供的PCI接口API来完成。 总之，在开发Linux下的PCI设备驱动时需要掌握对总线协议的理解以及如何利用相应的内核API进行编程，并确保所编写的代码能够充分考虑硬件兼容性及性能优化，从而保证整个系统运行的稳定性和高效性。
     
  • 嵌入式系统与ARM技术中嵌入式软件开发语言——嵌入式C编程
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    本课程聚焦于嵌入式系统的软件开发，特别是基于ARM架构的应用。深入探讨并实践嵌入式C编程技巧，适用于希望掌握高效硬件控制的工程师和开发者。 在我们初学嵌入式开发的时候，经常会遇到一个问题：C语言与嵌入式C编程有何不同？通常情况下，经验丰富的嵌入式工程师会解释说，区别在于嵌入式的C语言是运行于特定的硬件平台上的（如微处理器或微控制器），而不是通用计算机。这也就意味着编译器和生成的可执行程序也会有所不同。 不同于一般的软件开发，在基于特定硬件环境进行编程时，对于其编程语言的要求更加严格：需要具备直接操作硬件的能力。虽然汇编语言能够满足这一要求，但由于它复杂的编写过程以及难以维护的特点，并不常被用于嵌入式系统中。相反地，“低层次”的C语言因其兼具高级抽象能力和接近底层的控制能力而成为首选。 **一、理解嵌入式** 嵌入式系统是计算机科学中的一个重要分支领域，专注于设计特定功能的专用计算机体系结构。这些系统广泛应用于各种设备之中，例如智能手机、家用电器及汽车电子装置等。在这一领域的开发工作中，ARM技术扮演着至关重要的角色——由于其高效低耗的特点而被大量应用到嵌入式环境中。 **嵌入式C编程** 与标准C语言相比，嵌入式的C编程更加专注于针对特定硬件环境的需求编写代码。这意味着，在此类系统中运行的程序需要直接在微处理器或控制器上执行，并且要求开发者具备更深入地理解内存管理、中断处理以及对硬件寄存器的操作等知识。 **特点** - **实时性与低功耗：** 嵌入式C编程强调高效的代码设计，以确保系统的响应速度和能源效率。 - **紧凑性和定制化：** 由于软件通常固化在设备内部存储中（不依赖于外部介质如磁盘），因此系统的设计注重高效、精简，并针对具体应用进行优化。 嵌入式硬件包括处理器（例如ARM微控制器）、内存单元、外围装置及其接口，而其软件则由操作系统和应用程序构成。前者负责管理资源分配以及确保多任务处理的实时性；后者定义了系统的功能特性。 **核心组件** - **嵌入式微处理器：** 支持实时操作环境下的多线程工作模式，并具备低能耗运行、内存保护机制及可扩展架构等优势。 - **存储器与外设接口：** 硬件基础包括内部和外部存储资源，以及用于数据传输的设备。 与其他类型的操作系统相比，嵌入式系统的独特之处在于它们的设计更加注重效率（以实现最佳性能并减少占用空间），并且软件通常是固化在硬件中的。此外，在开发过程中需要使用特定工具链，并且一旦部署到实际产品中后通常不允许用户直接修改其功能特性。 - **长生命周期：** 由于与具体应用紧密结合，这些系统的更新周期往往较长。 对于初学者而言，掌握嵌入式C编程可能具有一定难度，因为这不仅要求对硬件原理有深入了解还必须熟悉操作系统的工作机制。然而通过系统化的学习路径和教程（例如某些在线教育平台提供的资源），可以帮助开发者更好地理解和运用这一技术领域内的知识与技能，在ARM架构的嵌入式开发工作中取得进展。
     
  • 嵌入式系统中Makefile的嵌套编写技巧
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    本文介绍了在复杂的嵌入式项目开发中如何有效地使用Makefile进行模块化和层次化的构建，探讨了嵌套Makefile的应用场景、设计原则以及实现方法。通过具体示例解析嵌套结构的优势，并提供实际问题的解决方案，帮助读者提升构建过程的效率与可维护性。 嵌入式系统中的Makefile对于构建软件项目至关重要，它定义了编译、链接以及管理源代码的过程。在大型工程中，为了保持组织清晰和提高工作效率，通常会采用嵌套的Makefile方法。这种方法允许我们将不同模块或功能的源文件分别存放在各自的子目录下，并为每个子目录编写独立的Makefile，使得各个部分能够专注于自身的构建任务。 例如，在一个名为`makefileTest`的顶层项目中，我们创建了四个子目录：`f1`、`f2`、`main`和存放中间对象文件的`obj`, 以及包含共用头文件的 `include`. 每个子目录都有自己的Makefile来处理其源代码编译。而顶层Makefile则负责管理所有这些子目录，并最终生成可执行程序。 在顶层Makefile中，我们定义了变量如`CC`(用于指定编译器)、`SUBDIRS`(列出所有的子目录名称) 以及目标文件和存放路径等信息如 `OBJS`, `BIN`, `OBJS_DIR`, 和 `BIN_DIR`. 默认的构建命令是通过调用各个子目录下的Makefile来完成，先创建必要的子目录然后执行相应的编译任务。 对于每个单独的子目录（例如`f1`,`f2`和`main`) ，其内部的Makefile负责将源代码转换为对象文件，并指定输出的目标路径。在 `obj` 目录下，则会有一个 Makefile 负责收集所有这些对象文件并链接生成最终可执行程序。 嵌套使用Makefile的关键在于利用了命令如 `make -C $@`, 其中 `$@` 代表当前子目录的名字，而 `-C` 参数则让 make 在指定的路径下运行该目录内的 Makefile 文件。 在实际操作过程中，我们可以在实验环境下通过一系列的文本编辑器指令创建和修改文件，并使用终端命令 `make` 来执行编译任务。这不仅展示了构建过程中的中间产物和最终可执行程序的结果, 还可以通过特定的目标如 `CLEAN` 快速地删除所有生成的临时文件，从而恢复到初始状态。 总的来说，嵌套Makefile是提高代码组织效率、简化构建流程以及便于团队协作的一项重要技术。掌握如何编写与应用这样的结构对于提升软件项目的开发和维护质量有着关键作用。
     
  • 基于VxBus的设备驱动在嵌入式系统/ARM技术中的开发
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    本研究探讨了在嵌入式系统中使用ARM技术进行VxBus设备驱动开发的方法与实践，旨在提高系统的性能和稳定性。 VxBus是风河公司（Wind River）在VxWorks实时操作系统中引入的一种新的设备驱动程序架构，并从6.2版本开始被纳入其中。这种架构的主要目标在于简化设备驱动的开发、管理和维护，提高系统的灵活性与扩展性。 VxBus的关键功能包括： 1. 设备匹配：它允许设备驱动根据硬件特性自动识别和适配。 2. 硬件访问机制：为驱动程序提供了一种标准的方式来访问及操作硬件资源，如I/O端口、内存映射寄存器等。 3. 软件接口：通过VxBus，应用程序和其他系统组件可以透明地与设备交互，无需关注底层驱动细节。 4. 模块化设计：驱动程序可作为独立模块加载和卸载，增强了系统的维护性和升级性。 在总线控制器的支持下，VxBus能够识别出总线上存在的设备，并执行必要的初始化工作。这确保了驱动程序能与硬件正常通信，并简化了驱动集成流程。同时，它还减少了对板级支持包（BSP）和驱动开发专业知识的需求。用户可以通过Workbench工程环境轻松添加或删除驱动。 在VxBus的管理中，硬件设备和相应的软件被明确分开：硬件称为device；驱动程序则被称为driver。当系统检测到一个device时，它会在driver队列里寻找匹配项，并形成instance以供使用。如果找不到合适的driver，则该device会被标记为orphan状态。 例如，在开发TI公司的PCI2040数据采集卡的VxBus驱动过程中，需要在hcfDeviceList数组中定义设备信息，包括名称、单位号、总线ID和资源等详情。对于多核CPU系统而言，可能还需通过sysDeviceFilter函数指定某个核心来初始化特定设备，并且当有hypervisor时需更新配置文件以分配资源。 从硬件角度看，PCI2040作为连接PCI总线与DSP（例如TMS320VC5410）的桥梁，实现了主机和DSP之间的高速数据传输。具体来说，TMS320VC5410通过其MCBSP0接口与模拟数字转换器如TLC2548相连以采集A/D数据，并且这些数据会经由PCI2040传送到主机进行进一步处理。 驱动程序开发主要涉及初始化阶段的工作内容包括设置设备描述符、注册驱动、配置硬件资源以及管理中断等。在这一过程中，根据hcfDeviceList中的信息探测和初始化设备以确保正确的控制与通信机制。 综上所述，在VxWorks中引入的VxBus架构极大地提高了设备驱动开发效率及系统整体性能表现，使得嵌入式开发者可以更专注于应用程序逻辑而非底层硬件细节。对于基于ARM技术的嵌入式系统而言，该架构的应用还进一步增强了系统的灵活性，并降低了维护成本，是现代嵌入式设计中的重要进步之一。
     
  • 关于嵌入式实时操作系统下的程序设计技术（第二版）
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    本书是关于在嵌入式实时操作系统环境下进行程序设计的技术指南，详细介绍了相关的编程技巧和方法，并提供了大量实用示例。 本书为高清完整第二版，并包含书签以方便阅读与下载。该版本基于SmartCortex M3-1700通用教学、竞赛及工控开发平台进行编写。内容由浅入深，易于理解。为了帮助读者加深对知识的理解，书中提供了大量程序设计实例和实验项目。
     
  • 嵌入式系统及ARM技术中嵌入式WiFi技术的研究与通信设计
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    本研究聚焦于嵌入式系统和ARM架构下WiFi技术的应用，探索其在低功耗、小型化设备中的高效通信解决方案。 嵌入式WiFi技术是当前无线网络应用的一个热点领域。本段落介绍了IEEE802.11b的基本技术，并提出了一种适用于嵌入式环境的WiFi通信设计方案；通过一个移动监护系统的具体实现，证明了该方案的有效性。 目前，基于IEEE802.11标准的无线局域网在语音通信、无线办公等领域得到了广泛应用。然而这些应用主要集中在PC机和笔记本电脑等通用平台上进行无线通信。随着信息家电、工业控制以及移动手持设备领域的需求增加，如何将WLAN宽带通信技术整合进嵌入式系统中成为了一个重要课题。
     
  • Linux驱动开发嵌入式处理器第二版
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    本书为《Linux驱动开发嵌入式处理器》的第二版，详细介绍了在嵌入式系统中使用Linux进行驱动程序开发的技术和方法。 《Linux Driver Development for Embedded Processors – Second Edition》版本：基于Linux 4.9 LTS内核学习开发嵌入式驱动程序 随着Linux在嵌入式系统的灵活性、高效节能处理器的可用性以及新处理器的低成本，许多工业公司正积极采用这些技术进行新的研发。当前工程师手头拥有强大的工具来实现前所未有的应用程序设计，但他们需要深入了解当今Linux所提供的无数功能。本书旨在教授如何为基于Device Tree的Linux嵌入式系统开发设备驱动程序。 您将学习编写不同类型的Linux驱动程序，并掌握与内核和用户空间接口所需的适当API（应用编程接口）及方法。这本书注重实用性的同时也提供了重要的理论基础，书中详细描述了超过二十个被移植到三种处理器上的驱动实例：NXP i.MX7D、Microchip SAMA5D2 和 Broadcom BCM2837 处理器。建议读者在开始阅读前获取任一上述处理器板，并确保至少具备GPIO接口和一个SPI及I2C控制器，以便进行实际的开发与测试。 书中详细介绍了从最简单的不涉及外部硬件交互驱动程序到管理不同种类设备（如加速度计、数模转换器DAC、模拟数字转换器ADC、RGB LED、多显示LED控制器、输入/输出扩展器和按钮）的复杂驱动程序。您还将学习DMA驱动程序开发，处理中断的驱动程序以及通过写入处理器内部寄存器来控制外部设备的读写操作。 为了简化某些类型驱动程序的发展过程，书中介绍了多种框架：杂项框架、LED框架、UIO框架、输入框架和IIO工业标准等。本书第二版已更新至v4.9 LTS内核版本。