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『簡體書』嵌入式系统原理与开发——基于RISC-V和Linux系统

書城自編碼： 3999604
分類：簡體書→大陸圖書→計算機/網絡→操作系統/系統開發
作者： 王剑 刘鹏 陈景伟
國際書號(ISBN)： 9787302665205
出版社： 清华大学出版社
出版日期： 2024-06-01

頁數/字數： /
書度/開本： 16开 釘裝： 平装

售價：HK$ 102.4

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編輯推薦：
本书以当前嵌入式系统领域里具有代表性的RISC-V技术和Linux操作系统为分析对象，首先介绍嵌入式系统的基础知识，RISC-V指令集和赛昉科技公司出品的VisionFive 2（中文名：昉·星光 2）单板计算机；然后在此基础上阐述嵌入式Linux相关知识；最后介绍采用Python语言在RISC-V单板计算机和嵌入式Linux系统上的开发设计案例。
? 深入阐述，抓住本质 本书是基于RISC-V指令集的单板计算机和嵌入式Linux操作系统的深度结合的嵌入式图书。
? 支持认证，实用性强 本书及配套资源全面支持RISC-V核心能力认证课程体系，是RISC-V国际人才培养认证中心职业技能培训指定用书。
? 完整系统，与时俱进 在参考ACM&IEEE联合制定的计算机学科的课程体系（2020版）中Embedded System课程要求的基础上，结合国内高校计算机学科课程大纲要求进行撰写，参考资料主要来自RISC-V社区、Linux官网、赛昉科技官网以及知名嵌入式设备公司。
? 例程丰富，注释翔实 本书案例源码丰富，并且从编写小组从事的科研项目和实践活动出发，选择具有一定实用价值，包含交
內容簡介：
《嵌入式系统原理与开发——基于RISC-V和Linux系统》以当前嵌入式系统领域里具有代表性的RISC-V技术和嵌入式Linux操作系统作为分析对象。本书首先介绍嵌入式系统的基础知识，RISC-V指令集和赛昉科技公司出品的VisionFive 2(中文名： 昉·星光 2)单板计算机； 在此基础上阐述嵌入式Linux相关知识，主要包括Linux内核、文件系统、移植方法、驱动程序等内容； 最后介绍采用Python语言在RISC-V单板计算机和嵌入式Linux系统上的开发设计案例。
《嵌入式系统原理与开发——基于RISC-V和Linux系统》可以作为高等学校计算机、电子、电信类专业的教材，也可以作为RISC-V相关嵌入式开发人员的参考用书。
目錄：
第1章嵌入式系统概述
1．1嵌入式系统简介
1．1．1嵌入式系统的产生
1．1．2嵌入式系统的定义、特点和分类
1．1．3嵌入式系统的典型组成
1．2嵌入式微处理器
1．2．1嵌入式微处理器简介
1．2．2主流嵌入式微处理器
1．3嵌入式操作系统
1．3．1嵌入式Linux
1．3．2QNX
1．3．3Huawei LiteOS
1．3．4Android
1．3．5μC/OS-Ⅱ
1．3．6VxWorks
1．3．7RT-Thread
1．4嵌入式系统的应用领域和发展趋势
1．4．1嵌入式系统的应用领域
1．4．2嵌入式系统的发展趋势
1．5本章小结
第2章RISC-V处理器架构
2．1RISC-V架构简介
2．1．1RISC-V架构的发展及推广
2．1．2RISC-V架构特点
2．1．3RISC-V架构处理器芯片
2．2RISC-V寄存器
2．2．1通用寄存器
2．2．2控制与状态寄存器
2．2．3程序指针寄存器PC
2．3RISC-V权限模式
2．4RISC-V指令集
2．4．1RISC-V指令编码格式
2．4．2RISC-V指令长度编码
2．4．3RISC-V寻址方式
2．4．4RV32I指令简介
2．5RISC-V异常与中断
2．5．1同步异常和异步异常
2．5．2RV32权限模式和异常
2．5．3机器模式异常相关的CSR寄存器
2．5．4异常与中断响应过程
2．6本章小结
第3章昉·星光 2(VisionFive 2)RISC-V单板计算机
3．1JH-7110(昉·惊鸿-7110)处理器
3．1．1JH-7110处理器简介
3．1．2JH-7110处理器内部各模块介绍
3．1．3JH-7110处理器地址映射
3．2VisionFive 2 RISC-V单板计算机简介
3．2．1VisionFive 2 RISC-V单板计算机组成
3．2．2VisionFive 2 RISC-V单板计算机外设
3．3快速使用 VisionFive 2 RISC-V单板计算机
3．3．1将操作系统烧录到Micro-SD卡上并扩展分区
3．3．2更新SPL和U-Boot
3．4本章小结
第4章Linux基础
4．1Linux和Shell
4．2常见Linux发行版本
4．3Linux文件管理
4．3．1查看文件
4．3．2元字符
4．3．3隐藏文件
4．3．4查看文件内容
4．3．5统计单词数目
4．3．6复制文件
4．3．7重命名文件
4．3．8删除文件
4．4Linux目录
4．4．1主目录
4．4．2绝对路径和相对路径
4．4．3创建目录
4．4．4删除目录
4．4．5改变所在目录
4．4．6重命名目录
4．5Linux文件权限和访问模式
4．5．1查看文件权限
4．5．2文件访问模式
4．5．3目录访问模式
4．5．4改变权限
4．5．5更改所有者和用户组
4．6Linux环境变量
4．6．1．profile文件
4．6．2设置终端类型
4．6．3设置PATH变量
4．6．4设置命令提示符
4．6．5常用环境变量
4．7Linux yum 和Linux apt 软件包管理器
4．7．1Linux yum软件包管理器
4．7．2Linux apt 软件包管理器
4．8Linux常用服务
4．8．1Linux磁盘管理
4．8．2SSH服务
4．8．3minicom
4．9本章小结
第5章Linux内核
5．1Linux内核概述
5．1．1GNU/Linux的基本体系结构
5．1．2Linux内核版本及特点
5．1．3Linux内核的主要架构及功能
5．1．4Linux内核源码目录结构
5．2Linux进程管理
5．2．1进程的表示和切换
5．2．2进程、线程和内核线程
5．2．3进程描述符task_struct的几个特殊字段
5．2．4kernel_clone函数
5．2．5进程的创建
5．2．6线程和内核线程的创建
5．2．7进程的执行——exec函数族
5．2．8进程的终止
5．2．9进程的调度
5．3Linux内存管理
5．3．1Linux内存管理概述
5．3．2Linux虚拟存储空间及分布
5．3．3进程空间描述
5．3．4物理内存管理(页管理)
5．3．5基于Slab分配器的管理技术
5．3．6内核非连续内存分配(vmalloc)
5．3．7页面回收简述
5．4Linux模块
5．4．1LKM 的编写和编译
5．4．2LKM的内核表示
5．4．3模块的加载与卸载
5．4．4模块主要命令
5．5Linux中断管理
5．5．1Linux中断的一些基本概念
5．5．2通用中断子系统
5．5．3主要数据结构
5．6本章小结
第6章Linux文件系统
6．1Linux文件系统概述
6．2Ext2/Ext3/Ext4文件系统
6．3嵌入式文件系统
6．3．1嵌入式文件系统概述
6．3．2JFFS2嵌入式文件系统
6．4ramfs和ramdisk文件系统
6．4．1ramfs
6．4．2ramdisk文件系统
6．5根文件系统
6．5．1根文件系统概述
6．5．2根文件系统的制作工具——Busybox
6．5．3制作根文件系统
6．6本章小结
第7章嵌入式Linux系统移植
7．1BootLoader基础
7．1．1BootLoader基本概念
7．1．2BootLoader的操作模式
7．1．3BootLoader的典型结构
7．1．4常见的BootLoader
7．1．5U-Boot概述
7．1．6RISC-V架构的 U-Boot 引导过程
7．1．7U-Boot环境变量
7．1．8U-Boot命令
7．1．9U-Boot对设备树的支持
7．2JH-7110的启动流程分析
7．2．1启动模式设置
7．2．2启动资源
7．2．3BootROM
7．2．4SPL
7．2．5OpenSBI
7．2．6U-Boot
7．3JH-7110的U-Boot编程基础知识
7．3．1配置
7．3．2接口描述
7．3．3调试方法
7．4交叉开发环境与交叉编译工具链
7．4．1主机与目标机的连接方式和文件传输方式
7．4．2交叉编译环境的建立
7．4．3交叉编译工具链概述
7．4．4交叉编译工具链的主要工具
7．4．5RISC-V gcc工具链
7．4．6Makefile基础
7．4．7clang与LLVM
7．5嵌入式RISC-V Linux系统移植过程
7．5．1BootLoader移植
7．5．2内核的配置、编译和移植
7．6本章小结
第8章设备驱动程序设计
8．1设备驱动程序开发概述
8．1．1Linux 设备驱动程序分类
8．1．2驱动程序的处理过程
8．1．3设备驱动程序框架
8．1．4驱动程序的加载
8．2内核设备模型
8．2．1设备模型功能
8．2．2sysfs概述
8．2．3sysfs的实现机制kobject
8．2．4设备模型的组织——platform总线
8．3设备树
8．4GPIO设计案例
8．4．1GPIO概述
8．4．2配置
8．4．3接口描述
8．4．4示例
8．5I2C总线设计案例
8．5．1I2C总线介绍
8．5．2I2C驱动程序框架
8．5．3配置
8．5．4接口描述
8．5．5通用示例
8．6SPI设计案例
8．6．1配置
8．6．2SPI驱动程序框架
8．6．3接口描述
8．6．4示例
8．7UART设计案例
8．7．1简介
8．7．2配置
8．7．3接口描述
8．7．4UART示例
8．8本章小结
第9章VisionFive 2单板机开发案例
9．1Python驱动蜂鸣器案例
9．1．1连接硬件
9．1．2执行演示代码
9．1．3程序源码
9．2Python开发温湿度监测系统案例
9．2．1连接硬件
9．2．2执行演示代码
9．2．3程序源码
9．3Python驱动LCD屏显案例
9．3．1连接硬件
9．3．2执行演示代码
9．3．3程序源码
9．4Python读取GPS数据案例
9．4．1连接硬件
9．4．2执行演示代码
9．4．3程序源码
9．5本章小结
参考文献
內容試閱：
RISCV指令集是基于精简指令集计算机(Reduced Instruction Set Computer，RISC)计算原理建立的开放指令集架构(Instruction Set Architecture，ISA)。RISCV是在指令集不断发展和成熟的基础上建立的全新指令。RISCV指令集完全开源、设计简单、易于移植UNIX系统、模块化设计、工具链完整，同时有丰富的开源实现和流片案例。基于RISCV指令集架构可以设计服务器中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、移动CPU、边缘CPU和家用电器CPU、工控CPU、传感器中的CPU等。嵌入式计算机已广泛应用于通信设备、消费电子、数字家电、汽车电子、医疗电子、工业控制、金融电子、航空航天等领域。嵌入式系统已经成为航空航天、汽车、医疗设备、通信和工业自动化行业的主要技术。技术的发展和生产力的提高离不开人才的培养。目前业界对嵌入式技术人才的需求十分巨大，尤其在迅速发展的电子、通信、计算机等领域，这种需求更为显著。另外，企业越来越重视嵌入式系统开发从业者的工程实践能力、经验要求，因此目前国内外很多专业协会和高校都在致力于嵌入式相关课程体系的建设，结合嵌入式系统的特点，在课程内容设计、师资队伍建设、教学方法探索、教学条件和实验体系建设等方面加大了投入。嵌入式Linux是嵌入式领域内较重要的操作系统，是RISCV技术系列上操作系统之一，也是嵌入式系统领域和物联网领域占有份额较大的操作系统。

本书的特色包括以下几点。
(1) 本书是基于RISCV指令集的单板计算机和嵌入式Linux操作系统的深度结合的图书，本书得到了赛昉科技的大力支持。
(2) 本书在参考ACM&IEEE联合制定的新版计算机学科的课程体系(2020版)中Embedded System课程要求的基础上，结合国内高校计算机学科课程大纲要求进行撰写，参考资料主要来自近3年国内外出版的嵌入式相关图书、Linux官网、RISCV社区和赛昉科技官网、知名嵌入式设备公司相关资料和实践活动，具有较好的时效性和实用性。
(3) 本书在技术上与时俱进，所阐述的先进单板计算机采用JH7110，操作系统采用Linux内核5．15版本，设计案例采用Python语言。
(4) 本书案例源码丰富。从编写小组从事的科研项目和实践活动出发，选择具有一定实用价值，包含交叉学科知识且反映RISCV技术、嵌入式Linux与物联网技术结合的项目实例。
本书共分9章，第1章介绍了嵌入式系统的基本概念、特点、分类、应用领域和发展趋势等。第2章介绍了RISCV指令集的相关知识。第3章介绍了VisionFive 2单板计算机的相关知识。第4章介绍了Linux的基础知识。第5章介绍了Linux内核相关知识。第6章介绍了Linux文件系统。第7章介绍了基于VisionFive 2单板计算机的嵌入式Linux系统移植。第8章介绍了在VisionFive 2单板计算机上开发嵌入式Linux驱动程序。第9章介绍了基于Python语言的开发案例。
在本书编写过程中，王剑负责第1章、第5~8章的编写和全书的统稿。刘鹏负责第2~4章的编写，陈景伟负责第9章的编写。本书的编写得到了赛昉科技公司相关工作人员的鼎力相助。本书的编写得到了叶玲和王子瑜小朋友的鼓励和支持，清华大学出版社的刘星老师也给予了大力的帮助，在此表示衷心的感谢。
本书提供程序代码、工程文件、教学课件、教学大纲等资源，请扫描下方二维码获取。

配套资源

本书参考了国内外的许多最新的技术资料，书末有具体的参考文献，有兴趣的读者可以查阅相关信息。限于作者水平，书中不妥之处在所难免，敬请广大读者批评指正和提出宝贵意见。

作者
2024年3月

 

 

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