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嵌入式系统设计——嵌入式信息物理系统基础(原书第2版)

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标签: 嵌入式

嵌入式

本书针对近年来电子与通信技术的发展对嵌入式系统的需求,从总体上介绍了嵌入式系统的设计模式与方法,从系统的规范与建模、嵌入式硬件、嵌入式操作系统、系统的评估与验证、应用程序的实现与优化等方面,对信息—物理系统的嵌入式设计进行了讲述。透过本书,读者可以学习到更多关于嵌入式领域的前沿知识与设计方法,也可以进一步巩固嵌入式系统知识。本书对工程实践也有着较强的指导意义。

本书可以作为工程师的嵌入式学习资料,也可以作为本科、硕士和研究人员的参考书,对当前的课程教学能起到很好的补充作用。

第1章简介

1.1应用领域与实例

1.2共同特征

1.3嵌入式系统设计的挑战

1.4设计流程

1.5本书的结构

1.6思考题

第2章规范与建模

2.1需求

2.2计算模型

2.3早期设计阶段

2.3.1用例

2.3.2(消息)序列图

2.4通信有限状态机

2.4.1时间自动机

2.4.2状态图:隐性共享内存通信

2.4.3同步语言

2.4.4SDL:消息传递的场景

2.5数据流

2.5.1范围

2.5.2Kahn处理网络

2.5.3同步数据流

2.5.4Simulink

2.6Petri网

2.6.1简介

2.6.2条件/事件网

2.6.3库所/变迁网

2.6.4预测/变迁网

2.6.5评估

2.7基于离散事件的语言

2.7.1VHDL

2.7.2SystemC

2.7.3Verilog与SystemVerilog

2.7.4SpecC

2.8冯·诺依曼语言

2.8.1CSP

2.8.2ADA

2.8.3Java

2.8.4Pearl与Chill

2.8.5通信库

目录

2.9硬件建模的层次

2.10计算模型的比较

2.10.1比较的标准

2.10.2UML

2.10.3Ptolemy  Ⅱ

2.11思考题

第3章嵌入式系统硬件

3.1简介

3.2输入

3.2.1传感器

3.2.2离散系统:采样保持电路

3.2.3数值离散化:A?D转换器

3.3处理单元

3.3.1概述

3.3.2ASIC

3.3.3处理器

3.3.4可编程序逻辑

3.4内存

3.5通信

3.5.1需求

3.5.2电气健壮性

3.5.3实时性的保证

3.5.4例子

3.6输出

3.6.1D?A转换器

3.6.2采样定理

3.6.3执行器

3.7安全硬件

3.8思考题

第4章系统软件

4.1嵌入式操作系统

4.1.1总体需求

4.1.2实时操作系统

4.1.3虚拟机

4.1.4资源访问协议

4.2ERIKA

4.3硬件抽象层

4.4中间件

4.4.1OSEK/VDXCOM

4.4.2CORBA

4.4.3MPI

4.4.4POSIX线程(Pthreads)

4.4.5OpenMP

4.4.6UPnP、DPWS和JXTA

4.5实时数据库

4.6思考题

第5章评估和验证

5.1简介

5.1.1范围

5.1.2多目标优化

5.1.3相关目标

5.2性能评估

5.2.1早期阶段

5.2.2WCET估算

5.2.3实时微积分学

5.3资源与功耗模型

5.4热模型

5.5风险及可靠性分析

5.6仿真

5.7快速原型及仿真

5.8形式验证

5.9思考题

第6章应用程序映射

6.1问题定义

6.2实时系统中的调度

6.2.1调度算法分类

6.2.2没有优先级约束的非周期性调度

6.2.3有优先级约束的非周期性调度

6.2.4没有优先级约束的周期调度

6.2.5有优先约束的周期调度

6.2.6零散事件

6.3硬件/软件分割

6.3.1简介

6.3.2COOL

6.4映射至异构多处理器

6.5思考题

第7章优化

7.1任务级并发性管理

7.2上层优化

7.2.1浮点至定点转换

7.2.2简单循环转换

7.2.3循环分块

7.2.4循环分割

7.2.5数组折叠

7.3用于嵌入式系统的编译器

7.3.1简介

7.3.2高效节能编译

7.3.3基于内存架构的编译

7.3.4调和编译器以及时序分析

7.3.5DSP编译

7.3.6多媒体处理器的编译

7.3.7用于VLIW处理器的编译器

7.3.8用于网络处理器的编译器

7.3.9编译器的产生、重定向以及设计空间的研究

7.4电源管理以及温度管理

7.4.1动态电压调节

7.4.2动态电源管理

7.5思考题

第8章测试

8.1总览

8.2测试过程

8.2.1门级别测试用例生成

8.2.2自测程序

8.3测试模式集的评估以及系统的鲁棒性

8.3.1故障覆盖率

8.3.2故障仿真

8.3.3故障输入

8.4可测试性设计

8.4.1动机

8.4.2扫描设计

8.4.3特征分析

8.4.4伪随机测试模式生成

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