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第1章 绪论1

1.1 嵌入式实时操作系统概要1

1.2 嵌入式实时操作系统2

1.2.1 体系结构3

1.2.2 功能及特点5

1.2.3 分类介绍7

1.3 嵌入式系统实时性的概念9

1.4 约束条件11

1.4.1 时间约束11

1.4.2 优先约束12

1.4.3 资源约束13

1.5 搭建开发环境14

1.5.1 CCS 6.0的安装14

1.5.2 利用CCS 6.0新建工程18

本章小结21

练习与思考题21

第2章 嵌入式硬件系统22

2.1 嵌入式系统的硬件构成22

2.2 嵌入式微处理器概述23

2.2.1 嵌入式微处理器的存储体系结构23

2.2.2 嵌入式微处理器的指令集24

2.2.3 主流的嵌入式微处理器25

2.3 总线26

2.4 存储器28

2.5 输入／输出接口和设备28

2.6 ARM系列28

2.6.1 ARM指令集体系结构的演变29

2.6.2 ARM产品系列33

2.7 ARM Cortex-M4系列处理器41

2.7.1 ARM Cortex-M4处理器的特点41

2.7.2 Cortex-M4处理器的结构42

2.7.3 Cortex-M4的操作模式和特权级别46

2.7.4 Cortex-M4的寄存器组47

2.7.5 Cortex-M4的异常处理51

2.7.6 Cortex-M4的存储器映射55

2.8 TM4C123GH6PM微控制器57

2.8.1 TM4C123GH6PM微控制器的电气特性与封装57

2.8.2 TM4C123GH6PM微控制器的特性58

2.8.3 TM4C123GH6PM微控制器的结构59

2.9 TM4C123GH6PM实验板卡61

2.10 RGB LED点亮实验65

2.10.1 建立新的CCS工程65

2.10.2 源代码解析70

本章小结72

练习与思考题72

第3章 嵌入式实时内核73

3.1 内核概要73

3.1.1 μC/OS-Ⅱ的内核73

3.1.2 调度算法74

3.1.3 不可剥夺型内核74

3.1.4 可剥夺型内核75

3.1.5 数据类型的重定义与宏定义76

3.2 内核功能77

3.2.1 任务管理77

3.2.2 同步与通信管理78

3.2.3 中断管理81

3.2.4 时间管理82

3.2.5 对共享资源的互斥管理83

3.2.6 内存管理84

3.2.7 I/O管理85

3.2.8 出错管理86

3.2.9 用户扩展管理86

3.2.10 电源管理87

3.3 内核性能测试实例87

3.3.1 概述87

3.3.2 中断时序图88

3.3.3 中断延迟时间89

3.3.4 内核最大关中断时间90

3.3.5 中断响应时间92

3.3.6 中断恢复时间95

3.3.7 非屏蔽中断97

3.3.8 中断处理时间98

3.3.9 任务切换时间98

3.3.10 任务响应时间103

3.3.11 系统调用的执行时间103

3.3.12 有关时间确定性的测试104

3.3.13 嵌入式实时内核的存储开销105

本章小结105

练习与思考题106

第4章 任务管理的数据结构107

4.1 任务及其存储结构107

4.2 任务状态108

4.3 任务生成代码实例109

4.4 任务的优先级111

4.5 系统任务111

4.6 任务堆栈115

4.6.1 任务堆栈的创建115

4.6.2 任务堆栈的增长方向115

4.6.3 任务堆栈的初始化116

4.7 任务控制块116

4.7.1 任务控制块的结构117

4.7.2 任务控制块链表119

4.7.3 任务控制块的初始化121

4.8 任务就绪表123

4.8.1 任务就绪表的结构123

4.8.2 任务就绪表的操作126

4.9 临界段131

本章小结132

练习与思考题132

第5章 任务管理133

5.1 创建任务133

5.1.1 用OSTaskCreate创建任务133

5.1.2 用OSTaskCreateExt创建任务135

5.2 删除任务137

5.3 请求删除任务143

5.4 挂起和恢复任务144

5.4.1 任务挂起145

5.4.2 任务恢复146

5.5 任务优先级别的修改148

5.6 任务TCB信息的获取151

5.7 任务堆栈检查152

5.8 任务调度154

5.8.1 μC/OS-Ⅱ的调度算法154

5.8.2 μC/OS-Ⅱ的任务级调度154

5.8.3 任务级任务切换函数OS_TASK_SW（）157

5.9 μC/OS-Ⅱ的初始化和多任务的启动161

5.9.1 μC/OS-Ⅱ的初始化161

5.9.2 μC/OS-Ⅱ的多任务启动167

5.10 任务级调度实例168

5.10.1 程序功能说明168

5.10.2 程序实现及源代码解析169

5.10.3 CCS工程导入172

本章小结173

练习与思考题173

第6章 中断与时钟174

6.1 μC/OS-Ⅱ的中断管理174

6.1.1 μC/OS-Ⅱ的中断管理过程174

6.1.2 进入中断处理函数175

6.1.3 退出中断处理函数176

6.1.4 中断级任务切换函数177

6.2 μC/OS-Ⅱ的时钟178

6.2.1 系统时钟中断服务程序178

6.2.2 时钟节拍服务函数179

6.3 μC/OS-Ⅱ的时间管理181

6.3.1 任务延时函数182

6.3.2 按时分秒延时函数182

6.3.3 取消任务的延时函数184

6.3.4 获取系统时间函数185

6.3.5 设置系统时间函数185

6.4 中断管理实例186

6.4.1 程序功能说明186

6.4.2 程序实现及源代码解析186

本章小结188

练习与思考题188

第7章 任务同步机制与通信方式189

7.1 任务同步与事件管理189

7.1.1 任务之间的关系189

7.1.2 同步与通信190

7.1.3 临界区191

7.1.4 信息传递191

7.2 事件管理的数据结构192

7.2.1 事件192

7.2.2 事件控制块ECB193

7.2.3 事件等待组和事件等待表194

7.2.4 事件控制块空闲链表196

7.2.5 事件管理程序196

7.3 信号量199

7.3.1 信号量概述199

7.3.2 数据结构200

7.3.3 信号量的操作201

7.3.4 应用举例209

7.4 互斥信号量214

7.4.1 任务优先级的反转现象215

7.4.2 互斥型信号量概述216

7.4.3 数据结构217

7.4.4 互斥信号量的操作217

7.4.5 应用举例228

7.5 事件标志组232

7.5.1 事件标志组概述232

7.5.2 事件标志组的数据结构233

7.5.3 事件标志组的操作236

7.5.4 事件标志组管理实例249

本章小结255

练习与思考题255

第8章 消息管理256

8.1 消息邮箱256

8.1.1 消息邮箱概述256

8.1.2 消息邮箱的数据结构257

8.1.3 消息邮箱的操作257

8.1.4 消息邮箱实例265

8.2 消息队列267

8.2.1 消息队列概述267

8.2.2 消息队列的数据结构268

8.2.3 消息队列的操作270

8.2.4 消息队列实例278

本章小结281

练习与思考题281

第9章 内存管理282

9.1 μC/OS-Ⅱ的内存管理机制282

9.2 内存控制块282

9.2.1 内存分区283

9.2.2 内存控制块的结构283

9.2.3 内存控制块的初始化283

9.3 创建内存分区285

9.4 申请一个内存块287

9.5 释放一个内存块288

9.6 查询内存分区的状态289

9.7 读取内存分区名称的有效长度290

9.8 设置内存分区名称291

9.9 内存管理应用实例292

9.9.1 程序功能说明292

9.9.2 程序实现及源代码分析292

本章小结296

练习与思考题296

第10章 μC/OS-Ⅱ的移植297

10.1 移植说明297

10.2 移植详解298

10.2.1 工程的建立和目录结构298

10.2.2 板级支持包298

10.2.3 文件os_cpu.h的编写298

10.2.4 文件os_cpu_c.c的编写300

10.2.5 文件os_cpu_a.asm的编写303

10.3 测试μC/OS-Ⅱ309

本章小结310

练习与思考题310

第11章 CAN总线应用设计311

11.1 CAN协议概述311

11.1.1 CAN总线的特点311

11.1.2 CAN协议报文的帧类型312

11.2 Tiva微控制器的CAN接口314

11.2.1 CAN模块内部结构314

11.2.2 信号描述315

11.3 功能说明316

11.3.1 初始化和配置316

11.3.2 数据收发317

11.3.3 位速率的控制323

11.3.4 中断处理324

11.3.5 测试模式325

11.4 应用举例326

本章小结331

练习与思考题332