嵌入式Linux程式設計（第四版）(附範例光碟) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

圖書標籤:

• 嵌入式Linux
• Linux係統
• 嵌入式係統
• 程序設計
• 開發
• 技術
• 電子工程
• 計算機
• 範例光碟
• 第四版

本書在培訓學生具備Linux C程式設計、Linux IPC程式設計及Linux通訊程式設計等能力。採用的教學平颱為Linux作業係統、Red-Builder發展軟體、及ECM-3412嵌入式模組，採用的程式語言，則為Linux C語言。書中包含瞭24個實習、1個專題、及10題習題。所有範例力求準確性，且每個實習皆附上參考程式解答，以激發學生的應用能力，學習如何完成一個嵌入式Linux應用係統。適用於科大電機係、資訊係、資管係之「程式設計」、「嵌入式係統設計」課程使用。

本書特色

　　1. 藉由本書可以讓讀者瞭解LINUX程式語言的應用，加強讀者撰寫程式之經驗。
　　2. 透過本書每一章的實習，可以在編寫的過程中，激發齣讀者多元的應用能力。
　　3. 深入淺齣的介紹，適閤對嵌入式LINUX程式設計有興趣的讀者使用。

《嵌入式係統設計與實踐：基於現代處理器架構的深度解析》 書籍簡介 本書旨在為尋求深入理解現代嵌入式係統構建與實現的工程師、高級技術學生以及資深開發者提供一份全麵而嚴謹的技術藍圖。不同於側重特定操作係統的應用編程指南，本書的核心焦點在於嵌入式係統設計的基礎理論、底層硬件交互機製，以及跨平颱軟件架構的構建能力。 第一部分：嵌入式係統基石與現代處理器架構 本部分將係統地梳理嵌入式係統的基本概念，並深入探討當前主導市場的處理器架構，重點解析其對係統設計的影響。 處理器核心演進與選擇標準： 我們將詳細分析馮·諾依曼與哈佛架構的差異，對比RISC（如ARM Cortex-M/A係列）與CISC（x86在特定嵌入式場景的應用）的指令集特性、流水綫深度和能效比。內容涵蓋從超低功耗微控製器（MCU）到高性能應用處理器（MPU）的選型決策過程，包括緩存一緻性、內存管理單元（MMU）與內存保護單元（MPU）的配置對實時性和安全性的影響。 係統總綫與互連技術： 深入剖析片上係統（SoC）內部的關鍵總綫結構，例如AXI、AHB和APB協議的層次化設計。重點講解數據傳輸效率、仲裁機製以及DMA（直接內存訪問）控製器的工作原理，這是優化數據吞吐量的核心技術。 時鍾、復位與電源管理： 係統地介紹係統時鍾樹的生成、分頻與同步機製。詳細闡述上電復位（POR）和看門狗（Watchdog）在確保係統穩定運行中的作用。電源域劃分、動態電壓與頻率調節（DVFS）在功耗敏感型設計中的應用策略將被詳盡討論。 第二部分：底層軟件棧與硬件抽象 本部分緻力於揭示如何在硬件之上構建可靠、可移植的軟件抽象層，這是開發復雜嵌入式應用的前提。 啓動序列與引導加載（Bootloader）： 全麵解析從芯片上電到操作係統（或裸機程序）開始執行的完整流程。涵蓋ROM Code、內部SRAM初始化、外部Flash/eMMC的初始化、以及安全啓動（Secure Boot）機製的實現思路。 內存映射與設備尋址： 闡述設備寄存器如何映射到虛擬地址空間，以及如何安全地進行內存訪問。講解設備樹（Device Tree）的結構、語法及其在不同引導階段如何嚮內核傳遞硬件配置信息。 中斷係統與異常處理： 深入講解中斷控製器（如NVIC或GIC）的編程模型，包括中斷嚮量錶、優先級分組與搶占機製。對比輪詢（Polling）與中斷驅動（Interrupt-driven）編程模式的優劣，並提供高效的上下文切換與保存/恢復策略。 第三部分：實時性與並發控製 本部分聚焦於嵌入式係統中至關重要的實時性能保證與多任務並發管理。 實時性分析基礎： 介紹硬實時與軟實時的定義，以及關鍵性能指標如抖動（Jitter）、最壞情況執行時間（WCET）的概念。探討如何通過設計約束來滿足嚴格的時序要求。 同步原語與競態條件避免： 詳細分析互斥鎖（Mutex）、信號量（Semaphore）、事件標誌（Event Flags）和消息隊列等同步機製的底層實現邏輯。重點剖析死鎖的預防、檢測與解除策略。 上下文切換與內核調度： 闡述內核如何實現任務切換，包括任務控製塊（TCB）的管理。分析搶占式調度、優先級繼承（Priority Inheritance）和優先級天花闆（Priority Ceiling）協議在解決優先級反轉問題中的作用。 第四部分：外設驅動開發與接口通信 本部分提供構建穩健外設驅動的框架性知識，強調模塊化和可復用性。 串行通信協議深度解析： 詳述UART/USART、SPI、I2C協議的物理層與時序要求，並提供基於寄存器級操作和硬件抽象層（HAL）的驅動程序設計範例。特彆關注總綫仲裁、錯誤檢測與恢復機製的實現。 網絡協議棧基礎（TCP/IP精簡實現）： 概述嵌入式設備中TCP/IP協議棧的精簡與裁剪技術。講解MAC層、IP層和傳輸層的關鍵數據結構，以及如何高效地處理網絡數據包（如ARP解析與Socket編程的基礎）。 存儲介質接口： 分析eMMC、SD/MMC卡的初始化流程和數據傳輸模式。探討NAND/NOR Flash的磨損均衡（Wear Leveling）和錯誤校驗碼（ECC）機製在數據持久化中的重要性。 第五部分：係統調試、測試與可靠性增強 確保嵌入式産品可靠運行，調試和測試環節至關重要。 硬件級調試工具與方法： 深入講解JTAG/SWD接口的原理與配置，以及如何利用斷點、單步執行、寄存器監控等功能進行硬件級調試。介紹邏輯分析儀和示波器在分析時序問題中的應用。 軟件調試技術： 探討基於日誌係統、內存泄漏檢測工具（如內存池的邊界檢查）以及係統跟蹤工具（如ETM/ITM）的有效使用。 固件空中更新（OTA）架構： 設計安全可靠的OTA升級機製，包括A/B分區策略、加密校驗和迴滾機製，以保障係統在遠程更新過程中的健壯性。 本書通過嚴密的理論推導和基於通用嵌入式芯片的實踐方法論，旨在培養讀者從底層硬件視角審視和解決復雜嵌入式係統挑戰的能力，為構建下一代高性能、高可靠性的智能設備奠定堅實的技術基礎。

第1章　編譯Linux C
1-1　第1個Linux C程式 1-2
1-2　實習1：編譯Linux C 1-6
1-3　分割檔案 1-8
1-4　實習2：編譯多個Linux程式 1-10
1-5　使用GNU gcc編譯器 1-13
1-6　Make命令與makefiles 1-13
1-7　實習3：建立makefile 1-16
1-8　亂數的産生 1-19
1-9　makefile變數的使用 1-19
1-10　實習4：makefile變數的使用 1-22
1-11　陣列、指標的應用 1-26
1-12　本章重點 1-27

第2章　LINUX檔案處理
2-1　Linux檔案係統 2-2
2-2　檔案命名 2-4
2-3　檔案權限 2-5
2-4　檔案目錄權限修改 2-6
2-5　檔案權限遮罩 2-8
2-6　實習5：改變係統的檔案權限 2-10
2.7　低階檔案處理函數 2-13
2-8　實習6：Copy程式 2-17
2-9　本章重點 2-20

第3章　程　序
3-1　程序簡介 3-2
3-2　程序相關函數 3-3
3-3　實習7：復製程序 3-9
3-4　一些字串處理函數 3-13
3-5　zombie程序 3-14
3-6　實習8：zombie程序 3-16
3-7　函數指標 3-21
3-8　本章重點 3-22

第4章　訊　號
4-1　訊號簡介 4-2
4-2　訊號的處理 4-3
4-3　實習9：SIGINT訊號處理 4-5
4-4　結構資料型態 4-8
4-5　訊號相關函數 4-9
4-6　實習10：SIGALRM訊號處理 4-11
4-7　使用typedef來分割名稱 4-14
4-8　本章重點 4-15

第5章　程序通訊
5-1　管道 5-2
5-2　低階管道函數 5-3
5-3　實習11：讀寫PIPE 5-5
5-4　高階管道函數 5-9
5-5　實習12：popen讀寫pipe 5-10
5-6　二進位檔的存取 5-14
5-7　具名管道：FIFO 5-15
5-8　FIFO函數 5-16
5-9　實習13：讀寫FIFO 5-20
5-10　本章重點 5-25

第6章　Linux RS-232程式設計
6-1　終端機界麵 6-2
6-2　Termios結構 6-4
6-3　終端機相關函數 6-13
6-4　實習14：RS-232通訊 6-17
6-5　實習15：刷卡機應用 6-23
6-6　本章重點 6-27

第7章　Socket程式設計
7-1　TCP/IP簡介 7-2
7-2　Socket基本觀念 7-3
7-3　IPv4 Socket定址結構 7-3
7-4　設定IPv4 socket定址結構 7-4
7-5　Socket相關函數 7-6
7-6　設計TCP 網路程式 7-10
7-7　TCP輸齣入函數 7-14
7-8　實習16：TCP程式設計 7-17
7-9　指令列引數 7-25
7-10　設計UDP網路程式 7-26
7-11　UDP輸齣入函數 7-29
7-12　實習17：UDP程式設計 7-31
7-13　本章重點 7-38

第8章　網路多工與網路廣播
8-1　網路多工 8-2
8-2　處理SIGCHILD訊息 8-6
8-3　實習18：網路多工程式 8-7
8-4　廣播 8-15
8-5　設定socket屬性 8-18
8-6　實習19：UDP廣播程式 8-19
8-7　本章重點 8-28

第9章　LINUX監控分散式模組
9-1　分散式監控 9-2
9-2　分散式模組 9-2
9-3　Linux PC監控分散式模組 9-3
9-4　I-7000分散式模組指令 9-5
9-5　數位輸齣入模組7060 9-6
9-6　i7k模組函數庫 9-9
9-7　實習20：監控數位輸齣入模組 9-13
9-8　類比輸入模組7012 9-19
9-9　類比輸齣模組7021 9-21
9-10　實習21：監控AD/DA模組 9-23
9-11　實習22：I-7000模組綜閤練習 9-27
9-12　本章重點 9-31

第10章　Internet程式設計：CGI
10-1　CGI簡介 10-2
10-2　環境變數 10-3
10-3　如何呼叫CGI 10-4
10-4　在CGI中傳送訊息 10-4
10-5　錶單資料的編碼原則 10-5
10-6　CGI輸齣格式 10-6
10-7　CGI解碼程式 10-6
10-8　錶單應用：POST方法 10-13
10-9　錶單應用：GET方法 10-16
10-10　實習23：讀卡機CGI程式 10-19
10-11　本章重點 10-27

第11章　嵌入式Linux發展係統
11-1　嵌入式係統 11-2
11-2　嵌入式模組 11-2
11-3　嵌入式軟體 11-4
11-4　使用Red-Builder 11-5
11-5　建置嵌入式Linux係統 11-6
11-6　實習24：架設嵌入式server 11-13
11-7　本章重點 11-21

第12章　專題：Embedded Linux 監控分散式模組
12-1　研究目的 12-2
12-2　硬體配置 12-2
12-3　程　式 12-6
12-4　將程式下載至嵌入式電腦 12-30
12-5　操作流程 12-39
12-6　專題實際設備圖 12-43
12-7　結　論 12-44
附錄A
附錄B

评分☆☆☆☆☆

這本《嵌入式Linux程式設計（第四版）》的書名，一看到「嵌入式Linux」和「程式設計」，就知道這絕對是想踏入這個領域的硬底子新手或是想精進的開發者們的首選。我之前就聽聞這係列的書籍在業界頗具口碑，尤其這次是第四版，代錶經過瞭市場的考驗與不斷的更新，應該涵蓋瞭最新的技術趨勢。光是「附範例光碟」這點就讓人覺得很實在，畢竟理論學得再好，實際動手操作纔能真正學到東西。光碟裡的程式碼範例，我猜想應該會涵蓋從基本的開發環境搭建、核心係統操作，到更進階的硬體驅動程式開發、網路通訊、甚至是多媒體應用等等。對於初學者來說，能跟著範例一步步做，絕對能大大縮短摸索的時間，少走許多彎路。我特別期待裡頭關於Linux核心的介紹，像是記憶體管理、行程排程、中斷處理這些底層的機製，如果能有深入淺齣的解釋，那絕對是無價之寶。而且，第四版應該會針對ARM架構或是一些新的開發闆進行優化和介紹，畢竟現在主流的嵌入式係統都離不開這些。總之，光從書名和附帶的資源來看，這是一本內容紮實、非常實用的技術書籍，絕對值得入手。

评分☆☆☆☆☆

說真的，現在市麵上關於嵌入式Linux的書不少，但要找到一本像《嵌入式Linux程式設計（第四版）》這樣，能兼顧廣度與深度的，卻不是那麼容易。我之前有碰觸過一些嵌入式專案，有些書講解得太過學術，離實際開發太遠，有些又太偏重單一硬體平颱，無法觸類旁通。這本第四版，從「程式設計」這三個字來看，它應該是從開發者的角度齣發，不會僅止於理論的講解，更著重於如何在Linux環境下，實際寫齣高效、穩定的程式。我特別在意它在「多執行緒與同步機製」的處理上，這在嵌入式係統中至關重要，一個處理不好就可能導緻死鎖或資源爭搶，影響係統穩定性。另外，我對它在「網路程式設計」部分的介紹也很有興趣，畢竟很多嵌入式設備都需要透過網路進行通訊，例如物聯網裝置。若能詳細講解TCP/IP協定棧的應用、Socket程式設計，甚至是一些高階的網路框架，那絕對能讓我的專案開發事半功倍。而「錯誤處理與除錯技巧」的章節，更是必不可少，畢竟嵌入式開發的除錯往往比桌麵應用來得複雜許多，能學到一些有效的除錯策略，絕對能省下不少寶貴的時間。

评分☆☆☆☆☆

我對這本《嵌入式Linux程式設計（第四版）》的期待，主要聚焦在它如何引導讀者進入Linux核心的世界。畢竟，要成為一個優秀的嵌入式Linux工程師，光是會使用上層的API是不夠的，深入理解Linux核心的運作機製，纔能做齣更優化、更有效率的係統。我特別希望書中能詳細講解「行程管理與排程演算法」，這直接關係到係統的響應速度和資源分配的公平性。例如， CFS（Completely Fair Scheduler）的原理、多核心環境下的排程策略，甚至是針對嵌入式需求的客製化排程，如果能有清晰的闡述，我將受益匪淺。另外，我對「記憶體管理與虛擬記憶體」的介紹也非常感興趣。在資源受限的嵌入式係統中，如何有效利用有限的記憶體，理解分頁、分段機製，以及如何避免記憶體洩漏，都是至關重要的。光碟裡的範例，我期望能包含一些演示記憶體使用情況的工具或程式，這樣我可以更直觀地理解書中的概念。最後，「係統呼叫與函式庫」的部分，如果能深入剖析常見的係統呼叫，並講解如何利用標準C函式庫和POSIX API來開發應用，這將為我日後的開發打下堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

這本《嵌入式Linux程式設計（第四版）》書名中的「附範例光碟」，光是這點就讓我非常心動。我認為，對於學習任何程式設計，尤其是嵌入式Linux這種相對複雜的領域，光有理論是不夠的，一定要有實作的練習。這張光碟的價值，我預期會非常高，它應該包含瞭許多實際專案會用到的程式碼範例，從簡單的LED閃爍，到複雜的驅動程式開發，甚至是網路通訊的應用。我特別關注書中關於「硬體驅動程式開發」的章節。如何在Linux使用者空間和核心空間之間進行資料傳輸，如何撰寫SPI、I2C、UART等週邊的驅動程式，以及如何使用Linux Kernel Modules的機製來開發和載入驅動，這些都是我急需學習的技能。此外，對於「使用者介麵與圖形化程式設計」的部分，我希望書中能介紹一些嵌入式Linux上常用的GUI框架，比如Qt for Embedded，或者是一些更輕量級的圖形庫，並提供相關的程式範例，這對於開發需要人機互動的嵌入式產品來說，是非常關鍵的。最後，我對「係統調校與效能最佳化」的章節也充滿期待，如何分析係統瓶頸，如何優化程式碼，如何減少功耗，這些都是提高嵌入式產品競爭力的重要因素。

评分☆☆☆☆☆

這本《嵌入式Linux程式設計（第四版）》，光是「附範例光碟」就讓我眼睛一亮。我一直覺得，學程式設計，理論再怎麼講得天花亂墜，不如實際動手敲敲程式碼來得實在。光碟裡麵的範例，我猜測應該會涵蓋許多實際應用場景，比如如何利用Linux係統提供的API來控製GPIO，如何與感測器進行資料交換，甚至是如何建立一個簡單的Web伺服器讓嵌入式設備能被遠端存取。我個人比較關注的是「檔案係統與儲存管理」的部分，對於嵌入式設備來說，儲存空間往往有限，如何有效地管理和利用儲存資源，例如使用嵌入式檔案係統（如UBIFS、YAFFS2）的技巧，以及如何進行資料持久化，這都是非常重要的考量。再者，「即時性考量與即時作業係統」這塊，也是嵌入式Linux開發的熱門領域。我希望這本書能深入探討如何優化Linux係統以滿足嚴格的即時性要求，比如行程優先級的設定、中斷延遲的分析，甚至是如何與RTLinux或PREEMPT_RT Patch等即時性補丁結閤使用。這些內容如果能詳盡地介紹，對於需要高可靠性和低延遲的嵌入式應用來說，絕對是不可或缺的知識。