嵌入式实时操作系统:基于STM32Cube、FreeRTOS和Tracealyzer的应用开发

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作者: [英] (Jim Cooling) , , ,
2021-05
ISBN: 9787302579243
  •   《嵌入式实时操作系统:基于STM32Cube、FreeRTOS和Tracealyzer的应用开发》从实战角度出发,依托STM32F4Discovery开发套件丰富的软硬件开发资源,基于嵌入式实时多任务操作系统FreeRTOS,通过一系列的实验,深入分析了RTOS的工作原理和实现机制。
      《嵌入式实时操作系统:基于STM32Cube、FreeRTOS和Tracealyzer的应用开发》首篇介绍了嵌入式系统应用开发流程及软硬件开发工具。第二篇内核基础实验将RTOS理论付诸实践,演示了任务创建,优先级调度策略,多任务应用面临的共享资源的争用、性能降低及优先级反转等问题。实验实现了各种任务交互的机制,帮助读者直观地了解RTOS的工作机理。第三篇针对多任务RTOS应用的运行时行为,采用Tracealyzer工具,可视化FreeRTOS的运行行为,展示了运行时分析工具的价值,通过具体的应用分析,帮助读者理解和控制软件的运行时行为。第四篇介绍了STM32F4硬件定时器机制,为RTOS任务故障检测奠定硬件基础。第五篇和第六篇介绍了如何提高代码的重用性及自学RTOS的在线资料。
      《嵌入式实时操作系统:基于STM32Cube、FreeRTOS和Tracealyzer的应用开发》的读者可以是有一定嵌入式系统与MCU开发知识、希望学习STM32和FreeRTOS的初学者,也可以是有一定RTOS开发经验、希望进一步深入学习RTOS的工程师、高校教师和学生。
      《嵌入式实时操作系统:基于STM32Cube、FreeRTOS和Tracealyzer的应用开发》既可以作为嵌入式系统相关课程辅助教材,也可以作为工程技术人员项目开发的参考资料。   吉姆·考林(Jim Cooling),博士,在嵌入式实时操作系统领域拥有多年经验,出版了多本著作,涵盖嵌入式系统的许多方面,如实时接口、编程、软件设计和软件工程。曾任英国飞机公司飞行控制系统设计师;Marconi Radar Systems Ltd.的电子电路和系统设计师:海军电子控制系统项目经理;英国拉夫堡大学研究员和高级讲师。现为Lindentree Associates顾问兼合伙人,为嵌入式实时系统提供咨询和培训。
      何小庆,嵌入式系统知名专家,《单片机与嵌入式系统应用》副主编,嵌入式系统联谊会秘书长,麦克泰软件公司创始人。长期从事嵌入式与物联网技术、产业和教育方面工作,发表论文100余篇,有《嵌入式操作系统风云录》《嵌入式软件精解》等著译作5本,在高校和企业讲授物联网和创业课程。
      张爱华,麦克泰软件公司技术总监,长期从事RTOS技术研究与工程应用,有《嵌入式实时操作系统μC/OS Ⅲ应用开发》等译作2本,是FreeRTOS和uC/OS课程的主讲老师。
      付元斌,麦克泰软件公司高级应用工程师,长期从事嵌入式软件工具研究与工程应用。 第一篇 应用代码开发
    第1章 开发流程及软硬件开发工具
    1.1 从设计到编程的实践方法
    1.1.1 概述
    1.1.2 源代码生成
    1.1.3 目标代码生成
    1.2 STM32Cube软件工具介绍
    1.2.1 工具概述
    1.2.2 STM32CubeMX特性
    1.2.3 STM32Cube嵌入式软件库及文档
    1.3 实用工具
    1.3.1 集成开发环境
    1.3.2 STM32F4DiscoveryKit硬件
    1.4 STM32Cube图形工具
    1.4.1 STM32CubeMX概述
    1.4.2 选择微控制器
    1.4.3 使用向导设置引脚功能
    1.4.4 代码生成
    1.4.5 自动生成的代码
    1.5 STM32CubeHAL库
    1.6 Cube工程中的FreeRTOS配置
    1.7 STM32CubeIDE开发平台
    1.7.1 STM32CubeIDE开发环境概述
    1.7.2 Eclipse平台介绍
    1.7.3 CubeIDE使用介绍
    1.7.4 CubeIDE的透视图、视图及编辑器
    1.7.5 在CubeIDE中构建和安装项目
    1.8 要点回顾
    第二篇 内核基础实验
    第2章 多任务设计与实现基础
    2.1 预备实验简单I/O交互
    2.1.1 概述
    2.1.2 简单I/O交互框图
    2.1.3 设计实现
    2.1.4 实验API参考指南
    2.1.5 实验回顾
    2.2 实验1 创建并运行连续执行的单个任务
    2.2.1 任务框图
    2.2.2 设计实现
    2.2.3 使用osDelay函数实现延时
    2.2.4 使用FreeRTOS原生API实现延时
    2.2.5 进一步实验
    2.2.6 实验回顾
    2.2.7 实验附录
    2.3 实验2 周期任务实现
    2.3.1 延时实现
    2.3.2 周期任务实现
    2.3.3 实验分析
    2.3.4 补充实验
    2.3.5 实验回顾
    2.3.6 实验附录:DelayUntil函数描述
    2.4 实验3 创建和运行多个独立的周期任务
    2.4.1 背景介绍
    2.4.2 设计框图
    2.4.3 设计实现
    2.4.4 实验回顾
    2.5 实验4 优先级抢占调度策略分析
    2.5.1 背景介绍
    2.5.2 设计概述
    2,5.3 实验描述
    2.5.4 实验细节
    2.5.5 实验回顾
    第3章 共享资源使用
    3.1 实验5 访问竞争问题分析
    3.1.1 竞争问题介绍
    3.1.2 竞争问题概述
    3.1.3 实验细节
    3.1.4 实验回顾
    3.2 实验6 通过挂起调度器消除资源竞争
    3.2.1 方法介绍
    3.2.2 实验细节
    3.2.3 实验回顾
    3.3 实验7 演示系统性能的降低
    3.3.1 介绍
    3.3.2 实验细节
    3.3.3 实验回顾
    3.4 实验8 使用信号量保护临界代码
    ……
    第三篇 使用Tracealyzer可视化软件行为
    第四篇 扩展你的知识、超越RTOS范围
    第五篇 结束语:展望未来
    第六篇 帮助你自学的在线资料
  • 内容简介:
      《嵌入式实时操作系统:基于STM32Cube、FreeRTOS和Tracealyzer的应用开发》从实战角度出发,依托STM32F4Discovery开发套件丰富的软硬件开发资源,基于嵌入式实时多任务操作系统FreeRTOS,通过一系列的实验,深入分析了RTOS的工作原理和实现机制。
      《嵌入式实时操作系统:基于STM32Cube、FreeRTOS和Tracealyzer的应用开发》首篇介绍了嵌入式系统应用开发流程及软硬件开发工具。第二篇内核基础实验将RTOS理论付诸实践,演示了任务创建,优先级调度策略,多任务应用面临的共享资源的争用、性能降低及优先级反转等问题。实验实现了各种任务交互的机制,帮助读者直观地了解RTOS的工作机理。第三篇针对多任务RTOS应用的运行时行为,采用Tracealyzer工具,可视化FreeRTOS的运行行为,展示了运行时分析工具的价值,通过具体的应用分析,帮助读者理解和控制软件的运行时行为。第四篇介绍了STM32F4硬件定时器机制,为RTOS任务故障检测奠定硬件基础。第五篇和第六篇介绍了如何提高代码的重用性及自学RTOS的在线资料。
      《嵌入式实时操作系统:基于STM32Cube、FreeRTOS和Tracealyzer的应用开发》的读者可以是有一定嵌入式系统与MCU开发知识、希望学习STM32和FreeRTOS的初学者,也可以是有一定RTOS开发经验、希望进一步深入学习RTOS的工程师、高校教师和学生。
      《嵌入式实时操作系统:基于STM32Cube、FreeRTOS和Tracealyzer的应用开发》既可以作为嵌入式系统相关课程辅助教材,也可以作为工程技术人员项目开发的参考资料。
  • 作者简介:
      吉姆·考林(Jim Cooling),博士,在嵌入式实时操作系统领域拥有多年经验,出版了多本著作,涵盖嵌入式系统的许多方面,如实时接口、编程、软件设计和软件工程。曾任英国飞机公司飞行控制系统设计师;Marconi Radar Systems Ltd.的电子电路和系统设计师:海军电子控制系统项目经理;英国拉夫堡大学研究员和高级讲师。现为Lindentree Associates顾问兼合伙人,为嵌入式实时系统提供咨询和培训。
      何小庆,嵌入式系统知名专家,《单片机与嵌入式系统应用》副主编,嵌入式系统联谊会秘书长,麦克泰软件公司创始人。长期从事嵌入式与物联网技术、产业和教育方面工作,发表论文100余篇,有《嵌入式操作系统风云录》《嵌入式软件精解》等著译作5本,在高校和企业讲授物联网和创业课程。
      张爱华,麦克泰软件公司技术总监,长期从事RTOS技术研究与工程应用,有《嵌入式实时操作系统μC/OS Ⅲ应用开发》等译作2本,是FreeRTOS和uC/OS课程的主讲老师。
      付元斌,麦克泰软件公司高级应用工程师,长期从事嵌入式软件工具研究与工程应用。
  • 目录:
    第一篇 应用代码开发
    第1章 开发流程及软硬件开发工具
    1.1 从设计到编程的实践方法
    1.1.1 概述
    1.1.2 源代码生成
    1.1.3 目标代码生成
    1.2 STM32Cube软件工具介绍
    1.2.1 工具概述
    1.2.2 STM32CubeMX特性
    1.2.3 STM32Cube嵌入式软件库及文档
    1.3 实用工具
    1.3.1 集成开发环境
    1.3.2 STM32F4DiscoveryKit硬件
    1.4 STM32Cube图形工具
    1.4.1 STM32CubeMX概述
    1.4.2 选择微控制器
    1.4.3 使用向导设置引脚功能
    1.4.4 代码生成
    1.4.5 自动生成的代码
    1.5 STM32CubeHAL库
    1.6 Cube工程中的FreeRTOS配置
    1.7 STM32CubeIDE开发平台
    1.7.1 STM32CubeIDE开发环境概述
    1.7.2 Eclipse平台介绍
    1.7.3 CubeIDE使用介绍
    1.7.4 CubeIDE的透视图、视图及编辑器
    1.7.5 在CubeIDE中构建和安装项目
    1.8 要点回顾
    第二篇 内核基础实验
    第2章 多任务设计与实现基础
    2.1 预备实验简单I/O交互
    2.1.1 概述
    2.1.2 简单I/O交互框图
    2.1.3 设计实现
    2.1.4 实验API参考指南
    2.1.5 实验回顾
    2.2 实验1 创建并运行连续执行的单个任务
    2.2.1 任务框图
    2.2.2 设计实现
    2.2.3 使用osDelay函数实现延时
    2.2.4 使用FreeRTOS原生API实现延时
    2.2.5 进一步实验
    2.2.6 实验回顾
    2.2.7 实验附录
    2.3 实验2 周期任务实现
    2.3.1 延时实现
    2.3.2 周期任务实现
    2.3.3 实验分析
    2.3.4 补充实验
    2.3.5 实验回顾
    2.3.6 实验附录:DelayUntil函数描述
    2.4 实验3 创建和运行多个独立的周期任务
    2.4.1 背景介绍
    2.4.2 设计框图
    2.4.3 设计实现
    2.4.4 实验回顾
    2.5 实验4 优先级抢占调度策略分析
    2.5.1 背景介绍
    2.5.2 设计概述
    2,5.3 实验描述
    2.5.4 实验细节
    2.5.5 实验回顾
    第3章 共享资源使用
    3.1 实验5 访问竞争问题分析
    3.1.1 竞争问题介绍
    3.1.2 竞争问题概述
    3.1.3 实验细节
    3.1.4 实验回顾
    3.2 实验6 通过挂起调度器消除资源竞争
    3.2.1 方法介绍
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    3.2.3 实验回顾
    3.3 实验7 演示系统性能的降低
    3.3.1 介绍
    3.3.2 实验细节
    3.3.3 实验回顾
    3.4 实验8 使用信号量保护临界代码
    ……
    第三篇 使用Tracealyzer可视化软件行为
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