【预订】Programming the Beaglebone Black: pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： McGraw-Hill Tab Electronics

ISBN：9780071832120

商品编码：1391862253

页数：216

  详情信息：

  Product Details 基本信息

ISBN-13 书号:9780071832120

Author 作者:Monk, Simon

出版社:McGraw-Hill/Tab Electronics

Publication Date 出版日期:20140415

Shipping Weight 商品重量:0.29kg

Shipping Weight Language 语种:ENG

pages 页数:216

  Book Contents 内容简介

    Program your own BeagleBone Black projects

Build creative BeagleBone Black devices--no prior programming or electronics experience required. In "Programming the BeagleBone Black," electronics guru Simon Monk explains essential application development methods through straightforward directions and cool downloadable examples. Discover how to navigate the board, write and debug code, use expansion capes, and control external hardware. Easy-to-follow plans show you how to wire up and program a Web-controlled roving robot and an e-mail notifier that lights an incandescent lamp. Set up the BeagleBone Black and explore its features Connect to your computer via USB or Ethernet Use the BeagleBone Black as a stand-alone PC Write and execute BoneScript code Use JavaScript functions and timers Perform analog and digital I/O Work with expansion capes and modules Design Web interfaces that control electronics Assemble and program a robot and an e-mail notifier

【预订】深入解析Linux嵌入式系统开发与硬件交互实战 本书籍聚焦于现代嵌入式系统开发的核心技术栈，特别是面向需要对底层硬件有深度控制和进行高性能应用开发的工程师和高级爱好者。 本书避开了对特定单板机（如BeagleBone Black）的平台依赖性介绍，而是将重点放在了更具通用性和前瞻性的嵌入式软件架构、操作系统选择与内核定制、以及高效的硬件接口编程范式上。 第一部分：嵌入式系统基础与交叉编译环境构建 本部分将系统性地梳理嵌入式系统开发的基石。我们将从理解SoC（系统级芯片）的架构开始，探讨ARM Cortex-A系列处理器的流水线、内存管理单元（MMU）和缓存机制，这些是编写高效代码的前提。 1.1 嵌入式Linux的选型与系统初始化流程： 深入分析了多种主流嵌入式Linux发行版的特性对比，包括但不限于Yocto Project、Buildroot以及Debian/Ubuntu的嵌入式分支。重点讲解了系统启动序列（Boot Sequence），从Bootloader（如U-Boot）的加载、内核的解压与初始化，到根文件系统的挂载和用户空间的启动过程。这一章节将包含对CFI（Code Fragment Identifier）和设备树（Device Tree Source, DTS）文件的详尽解读，展示如何通过DTS准确描述硬件资源。 1.2 高效的交叉编译链与工具链定制： 掌握使用GCC/Clang构建适用于目标架构的编译器、链接器和标准库（如glibc, musl）是嵌入式开发的必备技能。本书将提供一套详尽的指南，指导读者从零开始构建定制化的交叉编译工具链，包括针对特定C标准（如C11/C18）和ABI的优化。此外，还会介绍如何配置和使用CMake、Autotools等现代构建系统，以实现复杂的模块化编译和依赖管理。 1.3 内存管理与性能调优基础： 探讨嵌入式环境下虚拟内存与物理内存的映射关系，分析页表机制。重点介绍如何使用`mmap()`进行高效的内存映射文件I/O和匿名内存分配。性能调优部分将涵盖CPU亲和性（CPU Affinity）、中断处理延迟的测量与优化，并介绍Linux性能分析工具集（如`perf`）在嵌入式场景下的应用。 第二部分：Linux内核驱动开发与硬件抽象层（HAL）构建 本书将驱动开发提升到抽象层设计的高度，着重于编写可移植、健壮的内核模块。 2.1 字符设备驱动与I/O模型： 详细讲解Linux字符设备驱动模型的生命周期，包括`file_operations`结构体的填充、用户空间与内核空间的交互（`copy_to_user`/`copy_from_user`的安全性考量）。我们将重点分析同步与互斥机制在并发访问设备时的应用，如自旋锁、互斥体和信号量。 2.2 中断处理与实时性保障： 中断是嵌入式系统响应外部事件的核心。本章深入剖析了中断服务程序（ISR）的编写规范，区分上半部（快速、原子操作）和下半部（如Tasklets、Workqueues、Softirqs）的处理策略。针对需要严格时序的应用，将引入PREEMPT_RT（实时补丁）的概念及其在内核配置中的应用，并演示如何使用高精度事件定时器（HRTIMER）。 2.3 总线通信协议的内核实现： 关注主流的片上总线接口，如SPI、I2C和UART的内核框架。本书将侧重于如何利用内核提供的通用框架（如SPI子系统、I2C client/driver模型）来编写抽象的驱动程序，而不是直接操作寄存器。例如，如何注册一个SPI控制器驱动，并为其上的特定设备编写通信协议层。 2.4 设备树（Device Tree）在驱动加载中的角色深化： 超越简单的引脚定义，深入探讨如何通过DTS向内核传递复杂的硬件信息，例如IOMMU配置、电源域管理信息等，并展示驱动程序如何安全地从设备树中解析和获取这些参数。 第三部分：用户空间的高效编程与系统服务集成 本部分着眼于如何构建稳定、高效的用户空间应用，并确保其与底层硬件驱动的平滑交互。 3.1 用户空间与内核通信的高级技术： 除了标准的`read`/`write`，本书将介绍更灵活的通信机制： Netlink Sockets： 用于实现与内核模块间灵活的、面向消息的双向通信。 ioctl的替代方案： 探讨使用自定义的/proc或/sys接口来暴露内核状态和参数，以及使用`ioctl`时的版本控制和安全性考虑。 3.2 嵌入式数据库与数据持久化： 针对需要本地存储的应用，分析SQLite、LevelDB等嵌入式数据库在资源受限环境下的性能特点和适用场景。重点讨论如何优化数据库的写操作以减少对NAND/eMMC闪存的磨损（Wear Leveling）。 3.3 多任务并发与服务管理： 介绍systemd在嵌入式环境中的应用（如果资源允许），或使用更轻量级的Init系统。重点在于使用POSIX Threads和C++标准库的并发工具（``, ``, ``）来设计健壮的服务进程，确保服务的自动重启、日志记录和资源隔离。 3.4 硬件加速与并行计算： 探讨如何利用SoC中集成的特定硬件加速器（如DSP、NPU或GPU的OpenCL/Vulkan接口），以卸载CPU密集型任务。讲解如何通过用户空间的API调用，安全地将数据缓冲区共享给加速器进行处理，并同步执行结果。 附录：系统调试、故障排除与固件更新策略 本书最后将提供一套实用的调试和维护方法论。 JTAG/SWD调试： 介绍OpenOCD配合GDB的调试流程，用于内核启动早期和Bootloader阶段的硬调试。 日志系统与调试接口： 建立分级的日志记录系统，并利用eBPF或tracepoints进行非侵入式的运行时性能分析。 OTA（Over-The-Air）固件更新机制设计： 讨论原子更新（Atomic Updates）、A/B分区策略、以及如何设计可靠的电源故障保护机制，以防止升级过程中系统变砖。 本书旨在为读者提供一个坚实的、不受特定硬件平台限制的嵌入式Linux开发知识体系，使其能够胜任从底层驱动到上层应用的完整系统设计工作。

评分☆☆☆☆☆

我是一个偏爱从项目驱动角度学习的实践者，这本书在这方面做得尤为出色。它并没有采用那种“先学语法，再做项目”的传统套路，而是直接将最新的嵌入式系统设计范式融入到了贯穿全书的核心案例中。比如，关于如何利用 BeagleBone Black 强大的 PRU（Programmable Real-time Unit）核心进行超低延迟数据采集的章节，简直是教科书级别的范例。作者没有敷衍了事地扔给你一个能跑起来的程序，而是详细拆解了 PRU 汇编语言的编写规范、共享内存的同步机制，以及如何安全地从用户空间与 PRU 交互。这种深入到硬件加速层面的讲解，让我对这块板子的性能潜力有了全新的认识，它远不止是一个简单的树莓派替代品，而是一个真正的工业级嵌入式计算平台。对于那些追求极限性能的应用场景，这本书提供了坚实的理论和实践支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配图和电路图清晰度简直是行业标杆。在这个时代，很多技术书籍的插图要么模糊不清，要么就是那种廉价的矢量图，根本看不清细节。然而，这本书里的硬件连接图和波形示意图，无论是分辨率还是标注的准确性都无可挑剔。我记得有一次我正在调试一个复杂的 I2C 通信问题，对着电路图反复比对，终于在书中的时序图里发现了我们设计时忽略的一个时钟延时问题。这种对视觉辅助材料的极致追求，极大地降低了跨平台调试的难度。它不仅仅是“展示”硬件，更是在“解释”硬件的工作原理。再者，书中的代码块格式化做得也极好，不同语言和关键变量的颜色高亮区分，使得即便是面对长达几十行的 C 语言代码，眼睛也不会感到疲劳，阅读体验非常顺畅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当朴素，那种硬朗的工业风感觉一下子就抓住了我的眼球，让人联想到 BeagleBone Black 那种坚固耐用的硬件特质。我拿到手的时候，那种纸张的质感就很厚实，装订也看得出是下了功夫的，感觉能经受住我这种经常在电路板和工具堆里翻腾的“硬核”读者的折腾。光是翻阅目录，我就能感受到作者在内容组织上的匠心独运，逻辑层次非常清晰，从最基础的硬件初始化讲起，一步步深入到复杂的实时操作系统和外设驱动的编程实践。那种排版布局的疏密有致，没有丝毫的冗余感，让我在快速浏览时就能锁定我最需要关注的核心章节。特别是章节间的过渡衔接，处理得非常自然流畅，不像有些技术书籍那样，读起来像是在机械地堆砌知识点。整体而言，这本书给我的第一印象就是：这是一本为真正想把 BeagleBone Black “玩透彻”的工程师和高级爱好者量身打造的工具书，而不是那种浮光掠影的入门指南。它散发着一种沉甸甸的专业气息，让人充满信任感。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本书的时候，心里是带着点忐忑的，毕竟 BeagleBone Black 这种平台，资料的深度和广度一直是个挑战。但这本书的讲解方式，简直像是一位经验老到的导师在你旁边手把手地指导。它的叙述风格非常务实，几乎没有那种空洞的理论阐述，而是直接切入实际应用场景。我尤其欣赏作者在讲解每一个代码示例时，都会附带对底层硬件寄存器和系统调用层面的深入剖析，这极大地帮助我理解“为什么”要这么写，而不是仅仅停留在“怎么写”的层面。这种由浅入深，兼顾宏观架构和微观细节的处理方式，让我在学习过程中少走了很多弯路。读完关于 GPIO 和 PWM 控制的那几个章节后，我立刻着手修改了我手头一个项目的定时器逻辑，效果立竿见影，程序的健壮性和实时性都有了显著提升。这种能立即转化为生产力的知识，才是技术书籍的真正价值所在。

评分☆☆☆☆☆

如果非要挑剔一点，我会说这本书的篇幅对于初学者来说可能略显厚重，它对背景知识的假设起点相对较高，可能需要读者对 Linux 操作系统和C语言有一定的基础。但从另一个角度看，正是这种“不妥协”的深度，才使得它成为了一个值得长期珍藏的参考手册。它不是那种读完一遍就束之高阁的快餐读物，而是伴随我项目迭代过程中不断被翻阅的“活字典”。每一次重新审视书中的某个章节，我都能从中领悟到上次阅读时因为经验不足而忽略掉的细节和更优的实现思路。这种随着自身能力提升而不断解锁新层次理解的体验，是衡量一本优秀技术书籍的终极标准。它成功地架起了理论知识与实际工程应用之间的鸿沟，提供了一条清晰、坚实且充满挑战的攀登路径。