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1 嵌入式系统介绍1

1.1 嵌入式系统的定义1

1.2 嵌入式系统的历史和未来2

1.3 理解嵌入式实时系统（real-time system）2

1.4 嵌入式软件的作用和影响3

1.5 嵌入式系统的设计要求3

1.6 分布式嵌入式系统开发过程5

2 嵌入式软件开发原则方法8

2.1 嵌入式系统开发过程描述8

2.2 软件需求分析阶段9

2.2.1 软件需求的特点和目的9

2.2.2 软件需求跟踪和管理9

2.3 软件架构设计阶段10

2.3.1 软件架构设计的内容10

2.3.2 软件架构设计的目标11

2.4 组件设计阶段12

2.5 组件编码阶段12

2.6 单元测试阶段13

2.7 集成测试阶段14

2.8 软件接收测试阶段15

3 初识嵌入式系统软件16

3.1 第一个嵌入式软件16

3.2 超级循环与世界末日18

4 了解嵌入式目标机环境21

4.1 嵌入式目标机环境的一般结构21

4.2 嵌入式微处理器22

4.3 硬件资源的编址23

4.4 嵌入式系统存储器24

4.4.1 存储器分类24

4.4.2 存储器的存储和访问25

4.4.3 运行时存储器空间结构26

4.5 晶振电路——心脏起搏器26

4.6 IO设备控制方式28

4.6.1 无条件传送控制方式29

4.6.2 程序查询传送控制方式29

4.6.3 中断控制方式30

4.7 I/O端口读写方法33

4.8 嵌入式系统的初始化35

5 编译、链接、定位和调试37

5.1 了解编译器的结构37

5.2 编译（Compile）、链接（Link）和定位（Locate）38

5.2.1 编译器一般工作过程（Build Process）38

5.2.2 编译（Compile）40

5.2.3 链接（Link）41

5.2.4 定位（Locate）42

5.3 下载和调试方法44

5.3.1 使用烧写器（Memory Chip Programmer）44

5.3.2 远程调试器（remote-debuger）46

5.3.3 仿真开发和调试47

6 操作系统基本概念49

6.1 实时的概念49

6.2 代码的临界段49

6.3 共享资源49

6.4 多任务50

6.5 任务切换（context switch）50

6.6 内核50

6.7 调度51

6.8 不可剥夺型内核（Non-Preemptive Kernel）51

6.9 可剥夺型内核51

6.10 可重入函数52

6.11 任务优先级53

6.12 互斥条件的实现53

6.12.1 关中断和开中断53

6.12.2 测试置位操作54

6.12.3 禁止任务切换54

6.12.4 信号量（semaphores）54

6.13 了解中断55

6.13.1 中断延迟55

6.13.2 中断响应55

6.13.3 中断恢复55

6.13.4 中断处理时间56

6.14 嵌入式实时OS存储器需求56

6.15 嵌入式实时OS优缺点57

6.16 实现简单的嵌入式操作系统57

7 透彻理解嵌入式C63

7.1 理解编程语言的作用63

7.2 为何选择C语言64

7.3 从“0”开始学习C语言64

7.4 基于最小软件模块（函数）的开发65

7.5 高度灵活的语言69

7.6 C语言标点符号70

7.7 优先级控制71

7.8 代码注释72

7.9 声明和定义74

7.10 标识符命名75

7.11 数据存储和表示77

7.11.1 二进制表示法77

7.11.2 无符号整数78

7.11.3 有符号整数79

7.11.4 字符和字符串80

7.12 理解字节序和比特序概念81

7.13 关于布尔量的处理83

7.14 变量和常量84

7.14.1 常量（const）84

7.14.2 静态变量（statics）84

7.14.3 注意变量的易失性（volatile）85

7.14.4 自动变量（Automatics）87

7.14.5 理解自动变量本质87

7.14.6 外部声明（extern）89

7.14.7 变量声明和定义90

7.14.8 变量和常量的初始化90

7.15 指针91

7.15.1 地址和指针92

7.15.2 指针长度92

7.15.3 使用指针读存储器地址93

7.16 数组和字符串93

7.16.1 数组下标93

7.16.2 数组定义94

7.16.3 数组和指针操作94

7.16.4 数组负值下标95

7.16.5 地址运算95

7.16.6 字符串库函数95

7.16.7 数组应用——实现队列95

7.17 枚举（enum）98

7.18 结构体99

7.18.1 结构体定义方法99

7.18.2 结构体成员访问100

7.18.3 结构体的初始化101

7.18.4 使用指针来访问结构体102

7.18.5 结构体函数参数103

7.19 联合体（union）105

7.19.1 联合体的定义105

7.19.2 联合体应用举例——机器序识别106

7.19.3 联合体应用举例——通讯协议相关应用107

7.19.4 联合体应用举例——模块间共享数据107

7.20 函数及模块化109

7.20.1 函数操作和宏定义操作110

7.20.2 函数声明111

7.20.3 函数定义112

7.20.4 函数指针113

7.20.5 函数调用114

7.20.6 参数传递115

7.20.7 公共函数和私有函数116

7.20.8 模块化开发中API的管理和调用116

7.21 if和switch123

7.22 switch应用-多状态系统实现124

7.23 预编译命令128

7.23.1 宏定义的作用128

7.23.2 条件编译129

7.23.3 头文件包含处理132

7.23.4 预定义宏132

7.23.5 其他预定义指令133

7.24 难点提示134

7.24.1 整数、数组和指针134

7.24.2 关键字static135

7.24.3 关键字const136

8 安全性和可靠性138

8.1 正确看待MISRA C编程规范139

8.2 使用看门狗（watchdog）改善嵌入式系统的可靠性142

8.2.1 看门狗的工作原理142

8.2.2 看门狗的软件控制142

8.2.3 看门狗的局限性及应对措施143

8.3 数据和函数安全保护144

8.3.1 数据和函数的本地化144

8.3.2 “只读化”数据和函数参数145

8.3.3 数据校验及一致性检查146

8.4 了解目标机及开发工具149

8.5 重视编译器警告149

8.6 数据运算的上溢和下溢150

8.6.1 数据溢出的检测151

8.6.2 数据溢出的过程151

8.6.3 数据溢出的纠正和避免153

8.7 共享资源的保护157

8.8 断言（Assertion）158

8.9 软件故障诊断及调试错误定位160

8.9.1 软件故障诊断160

8.9.2 软件错误定位（软件调试支持）161

9 执行效率和资源消耗163

9.1 深刻了解堆栈（the stack）163

9.1.1 栈的定义163

9.1.2 栈的功能163

9.1.3 栈的使用164

9.1.4 栈的测试165

9.2 关键性能指标优化165

9.2.1 ROM优化166

9.2.2 RAM优化166

9.2.3 运行时间优化166

9.3 选择适合的算法和数据结构167

9.4 选择合适的数据类型169

9.5 降低CPU的运算强度170

9.5.1 选择能生成高质量代码的写法170

9.5.2 求余运算的优化170

9.5.3 平方运算的优化171

9.5.4 使用移位来实现乘除法运算171

9.5.5 循环的优化171

9.5.6 使用查表代替复杂运算172

10 可移植性和可维护性173

10.1 组件封装和可配置173

10.1.1 基本类型封装174

10.1.2 数据范围定义174

10.1.3 特殊数据类型定义175

10.1.4 组件接口封装176

10.1.5 组件配置文件177

10.1.6 CPU字节序调整179

10.1.7 定点数据类型优化184

10.1.8 存储器分配宏定义189

10.2 组件源文件组织189

10.3 组件Debug版本和Release版本192

10.4 屏蔽硬件的异构193

10.5 选择分支结构的优化194

参考文献196