《Linux技术与应用丛书 Linux嵌入式系统开发从小白到大牛》赵凯作|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《Linux技术与应用丛书 Linux嵌入式系统开发从小白到大牛》

【作　者】赵凯作

【丛书名】Linux技术与应用丛书

【页 数】 287

【出版社】 北京：机械工业出版社 , 2021.07

【ISBN号】978-7-111-68310-0

【参考文献】 赵凯作. Linux技术与应用丛书 Linux嵌入式系统开发从小白到大牛. 北京：机械工业出版社, 2021.07.

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图书目录：

《Linux技术与应用丛书 Linux嵌入式系统开发从小白到大牛》内容提要：

《Linux嵌入式系统开发从小白到大牛》的宗旨是让读者紧跟书中内容的安排顺序并结合具体案例进行学习，*终可以独立编写个人的嵌入式Linux系统。全书共16章，在章节安排上本着由易到难、深入浅出的原则，具体内容如下。第1-3章主要介绍Linux嵌入式开发的基础知识；第4、5章分别从硬件角度和软件角度分析嵌入式Linux学习的相关工具；第6-9章是本书的重点，分别对Makefile、U-boot、内核和根文件系统进行了详细介绍。第10-12章介绍了Linux的驱动开发，是本书的难点内容，也是嵌入式Linux系统工程师必须掌握的内容。第13-16章结合当下物联网、车联网等热门技术领域知识，完成了4个综合项目案例。《Linux嵌入式系统开发从小白到大牛》适合广大从事嵌入式Linux系统开发的技术人员、嵌入式Linux系统开发爱好者以及大中专院校相关专业的学生阅读，相关培训院校及高校教师亦可将本书作为教材或参考书。

《Linux技术与应用丛书 Linux嵌入式系统开发从小白到大牛》内容试读

第1章

Linux嵌入式系统入门

Liux嵌入式系统整合了嵌入式硬件平台和Linux操作系统，多应用于处理复杂度较高、任务数较多的系统中。Liux嵌入式系统兼顾了硬件平台的差异性和软件系统良好的可移植

性，在一些高端应用领域，如路由器、POS机、工业主机等嵌入式行业中，有着其他嵌入式

系统无可比拟的优势。

1.1小白也要懂一嵌入式系统的应用和发展

嵌入式系统自计算机诞生以来，逐渐渗透到人们生活的衣、食、住、行、用等各个方面，从当下流行的智能穿戴产品，如智能手环、谷歌眼镜等，到购买饮料的自助售货机，再到越来越火的智能家居系统、自驾游的车载终端以及自动驾驶系统…不难发现，在人们日常生活中越来越离不开嵌入式系统。人们熟知的单片机系统多应用在智能小家电、电机驱动、自动化控制以及自然资源勘测等领域，这种系统功能单一、任务少，不需要复杂的时间

调度。而像手机、路由器、POS机、多功能自助售货机以及智能机器人里面的嵌入式系统

由于系统复杂、架构分层明确，普通的裸机程序已经不能满足用户的需求，因此嵌入式操作系统渐渐发展壮大起来。

那么未来嵌入式系统发展趋势如何？下面从以下4个方面进行介绍。

1.嵌入式系统的生态化

嵌入式系统包含硬件系统和软件系统，硬件系统平台化、软件系统模块化，采用整体封装的思想，将嵌入式系统看成一个生态系统，就是要求系统供应商在提供硬件系统的同时，也要提供与之配套的软件、工具链等。

2.嵌入式系统的专用性

嵌入式系统在某个领域长时间积累经验后，会将技术经验封装在芯片里，或将程序固化

在芯片里，比如现在的W模块、蓝牙模块、电量芯片等专用化程度非常高的芯片，降低

了嵌人式系统的复杂度。

3.嵌入式系统的精简化

目前的嵌入式系统伴随着处理器向片上系统(SOC)的发展，指令集也越来越精简。硬

件模组化也是目前芯片厂商的一个重要发展方向，而且硬件的模块化设计，使得接口逐渐统

一，嵌入式系统的开发也变得越来越简单。加上程序运行调试工具越来越精细化，未来的嵌

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Liux嵌入式系统开发从小白到大牛

入式系统势必要将软硬件精简化，从而提高产品的开发速度。

4.嵌入式系统的人性化

人性化要求嵌入式系统在设计之初就要深入调查市场需求，设计友好的人机交互界面，重视用户的体验感。这就要求嵌入式系统的开源化。开源的嵌入式系统，更有利于工程师之间的交流，也有利于问题的检查。

国家新基建的方向着重向着人工智能、大数据以及5G基站方向发展，这些技术背后不

是单独一个芯片裸机就能支持的，而是需要强大芯片以外的另一个强大的操作系统。因此，学习嵌人式Liux系统开发就是我们“后浪”乐此不疲、迎难而上的表现。嵌人式系统市场

巨大的需求量，导致大部分T公司（无论大小）都要组建自己的嵌入式系统开发团队，因

此我们应该深刻领悟嵌入式系统于个人、家庭、国家的意义。

1.2嵌入式系统与嵌入式操作系统

嵌入式系统是区别于通用计算机系统的，它是内嵌在设备或者机器内部、对用户无感交互的计算机系统。嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地进行设计，量体裁衣、去除冗余。由于嵌人式系统的相关产品通常需要进行大批量生产，所以单个产品的成本能否节省，会随着产量的增加形成千百倍放大的效果。因此，嵌入式系统开发的专用性和灵活度都很高。

1.2.1什么是嵌人式系统

在讨论什么是嵌人式系统这个概念之前，先看两组图片，图1-1为单片机裸机嵌入式系统应用，图1-2为嵌人式Linux系统应用。

B2阿特拉斯机器人

B电机控制器

C2双频路由器

CGPS定位器

A智能插座

A2智能POS机

嵌入式

单片机裸机

Linux

嵌入式系统

系统

E2智能手机

D2智能指纹密码锁

D温湿度记录仪

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。

图1-1单片机裸机嵌入式系统应用

图1-2嵌入式Linux系统应用

从图1-1和图1-2我们可以感受到：第一，图1-1的产品相对低端，图1-2的产品档次比较高：第二，用户并不能从产品的外观看出哪个是嵌入式单片机系统，哪个是嵌入式2

第1章Linux嵌入式系统入门

Liux系统；第三，图1-1产品的功能单一，图1-2产品的功能复杂。首先可以肯定这种直观感受是正确的，下面从专业的角度再来看这两组图有什么相同点和不同点。

首先，这两组图用户都看不到电路板、芯片以及软件系统，这部分内容都被整机设备内嵌在内部。其次，用户对两组产品的侧重点不同，图1-1用户只关注使用的效果和稳定性：而图1-2用户更多关注的是系统的交互性，要方便用户操作使用。我们可以简单给嵌人式系统做个总结：嵌人式系统是一种内嵌在机器（设备）内部、能够独自运行的计算机系统单元。嵌人式系统就是计算机系统在各个领域对系统剪裁使之适用于某个领域或者行业的计算机处理单元。

1.2.2什么是嵌人式操作系统

嵌入式操作系统(Embedded Operating System,EOS)是指用于嵌入式板卡上运行的操作系统。操作系统有很多种，比如人们熟知的Windows操作系统、安卓操作系统以及IOS系

统等，这些都是通用的操作系统而非嵌入式操作系统。常用的嵌人式操作系统有C/OS-Ⅱ、

FreeRTOS、RTOS、Vx Works、Linux以及UNIX等。

嵌入式系统要内嵌在专用的应用设备中，从而实现对设备的智能化控制，所以它在技术上和普通计算机系统发展方向是不尽相同的。普通的计算机系统更注重娱乐功能和快速的数据处理能力，嵌入式系统的技术发展方向总是提高计算机处理能力和速度，因此迭代速度比较快。嵌入式系统技术发展方向是应用领域细分化、功能专用化、智能化以及高可靠性。

这里要提到剪裁的概念，它指的是硬件以及软件上的剪裁。硬件检查主要根据应用领域对嵌人式系统板卡的硬件功能需求，比如温湿度记录仪，用户只关心对温、湿度环境参数的感知，没有过多延伸的需求，这在设计电路板卡时，只需要处理单元、显示单元以及传感器，其他系统单元比如存储单元、网络处理单元就可以剪裁掉。软件剪裁是指根据设备的使

用场景，定制软件功能，比如POS主要定制联网刷卡购物的功能，可以忽略它的娱乐功能。

嵌入式系统灵活自由的剪裁功能，能够降低劳动成本，提高工作效率。

进入21世纪，随着社会的快速发展，嵌入式系统快速增长，嵌入式系统密切联系着人们

生活的各个领域。随着5G技术、人工智能技术、大数据处理、物联网、车联网、工业4.0等

概念的兴起，嵌入式技术正在进入自己的“红海”期，这时作为一名合格的嵌人式系统工程师，更需要不断学习，勇于接受新技术、新事物，才能不被社会的发展淘汰。

1.3嵌入式系统的分类与特点

嵌入式系统大致根据处理器性能、系统实时性、系统软件复杂度以及系统的应用领域划分为四大类，除了嵌入式系统的应用领域以外，其他三个方面都是嵌入式系统发展的阶段性产物。嵌入式系统以自身高效的处理能力、灵活的裁剪功能、低廉的生产成本，以及专用的技术领域等，成为当下最热门的技术之一。

1.3.1嵌人式系统的分类

嵌入式系统大致可以划分为处理器、系统性能、系统软件复杂度以及嵌入式系统的行业应用领域四大类，如图13所示。

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Liux嵌入式系统开发从小白到大牛

1.4嵌入式操作系统架构

操作系统的体系结构设计是指选择合适的结构，按照这一结构可以对操作系统进行分层、分模块或分资源等方式的功能划分，通过逐步地分解、抽象和综合，使操作系统功能完备、结构清晰。常用的操作系统体系结构有层次结构和微内核结构两种，本小节对层次结构进行讨论。

图1-4是嵌入式操作系统架构，它属于金字塔形，最顶层为应用层，比如聊天软件、人机交互界面以及文件系统等：接着就是系统层，其中的核心是内核，内核的主要作用是管理内存系统、文件系统、外部设备和系统资源：再往下就是驱动层，主要是针对物理硬件的为内核提供调用的接口，像硬件抽象层以及板级支持包都属于驱动层；最后一层为物理层，主要是电子元器件的连接和电平信号的标准等。

应用层

用户联网应用程序用户使用L读取数据CPU使用状态应用程序

系统层

系统内核

驱动层OPIO的驱动ADC接口驱动接口驱动核口驱动USS接口驱动网口接口驱动CSB接口驱动LCD接口驱动

底层物理板卡单片机微处理器存储单元通用的输入输出接口0AD数据采集接口接口接口US接口网口接口LSB接口LCD接口

图1-4嵌入式操作系统架构

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···试读结束···