嵌入式系統(tǒng)設(shè)計：CPS與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（原書第3版）
定 價：119 元
叢書名：計算機(jī)科學(xué)叢書
- 作者：[德] 彼得?馬韋德爾（Peter Marwedel）
- 出版時間：2020/9/1
- ISBN：9787111662877
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP360.21
- 頁碼：0
- 紙張：
- 版次：
- 開本：16開
本書全面講解嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識，包括在信息物理系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。首先對嵌入式和CPS的規(guī)范模型和語言進(jìn)行簡單概述，然后介紹了相關(guān)的硬件設(shè)備和系統(tǒng)軟件，包括實時操作系統(tǒng)。書中還討論了嵌入式系統(tǒng)的評估和驗證技術(shù)，并概述了將應(yīng)用程序映射到執(zhí)行平臺(包括多核心平臺)的技術(shù)。嵌入式系統(tǒng)必須在嚴(yán)格的約束下運行，因此，本書還討論了優(yōu)化技術(shù)。第3版進(jìn)行了重要更新和修訂，以反映新的趨勢，例如：信息物理系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)的重要性，從單核處理器到多核處理器的發(fā)展，以及能源效率和熱量問題的重要性。
出版者的話
譯者序
前言
致謝
作者簡介
常用數(shù)學(xué)符號
第 1 章 引言1
1.1 術(shù)語演化史111.2 機(jī)遇3
1.3 挑戰(zhàn)5
1.4 共性特征11
1.5 嵌入式系統(tǒng)的課程綜合12
1.6 設(shè)計流11
41.7 本書的組織結(jié)構(gòu) 17
1.8 習(xí)題18
第 2 章 規(guī)格與建模19
2.1 需求19
2.2 計算模型23
2.3 早期設(shè)計階段27
2.3.1 用例27
2.3.2�。ㄏⅲ┬蛄袌D以及時間 / 距離圖128
2.3.3 微分方程 30
2.4 通信有限狀態(tài)機(jī) 31
2.4.1 時間自動機(jī)32
2.4.2 StateCharts：隱式共享內(nèi)存通信33
2.4.3 同步語言40
2.4.4 消息傳遞：以SDL為例41
2.5 數(shù)據(jù)流46
2.5.1 范疇46
2.5.2 卡恩進(jìn)程網(wǎng)絡(luò)47
2.5.3 同步數(shù)據(jù)流49
2.5.4 Simulink51
2.6 Petri網(wǎng)52
2.6.1 概述52
2.6.2 條件/事件網(wǎng)54
2.6.3 庫所/變遷網(wǎng)55
2.6.4 謂詞/變遷網(wǎng)58
2.6.5 評價59
2.7 基于離散事件的語言60
2.7.1 基本的離散事件仿真周期60
2.7.2 多值邏輯62
2.7.3 事務(wù)級建模65
2.7.4 SpecC67
2.7.5 SystemC68
2.7.6 VHDL69
2.7.7 Verilog和SystemVerilog77
2.8 馮·諾依曼語言78
2.8.1 CSP78
2.8.2 Ada78
2.8.3 Java80
2.8.4 通信庫81
2.8.5 其他語言82
2.9 硬件建模級別83
2.10 計算模型的比較84
2.10.1 標(biāo)準(zhǔn)84
2.10.2 UML86
2.10.3 Ptolemy II88
2.11 習(xí)題88
第3章 嵌入式系統(tǒng)硬件91
3.1 概述91
3.2 輸入92
3.2.1 傳感器92
3.2.2 時間離散化：采樣保持電路94
3.2.3 信號的傅里葉近似94
3.2.4 值的離散化：模-數(shù)轉(zhuǎn)換器97
3.3 處理單元101
3.3.1 專用集成電路102
3.3.2 處理器102
3.3.3 可重構(gòu)邏輯118
3.4 存儲器120
3.4.1 一組沖突的目標(biāo)120
3.4.2 分層存儲結(jié)構(gòu)121
3.4.3 寄存器文件122
3.4.4 高速緩存122
3.4.5 暫存存儲器124
3.5 通信124
3.5.1 要求124
3.5.2 電氣魯棒性125
3.5.3 確保實時行為126
3.5.4 示例127
3.6 輸出128
3.6.1 數(shù)-模轉(zhuǎn)換器129
3.6.2 采樣定理130
3.6.3 脈沖寬度調(diào)制134
3.6.4 作動器135
3.7 電能：能源效率、能源產(chǎn)生及存儲136
3.7.1 硬件組件的能源效率136
3.7.2 電能來源138
3.7.3 能量存儲138
3.8 安全硬件140
3.9 習(xí)題141
第4章 系統(tǒng)軟件144
4.1 嵌入式操作系統(tǒng)144
4.1.1 基本要求144
4.1.2 實時操作系統(tǒng)147
4.1.3 虛擬機(jī)149
4.2 資源訪問協(xié)議149
4.2.1 優(yōu)先級翻轉(zhuǎn)149
4.2.2 優(yōu)先級繼承151
4.2.3 優(yōu)先級天花板協(xié)議153
4.2.4 棧資源策略154
4.3 ERIKA156
4.4 嵌入式Linux158
4.4.1 嵌入式Linux的結(jié)構(gòu)與大小159
4.4.2 實時屬性160
4.4.3 flash存儲器文件系統(tǒng)161
4.4.4 減少RAM使用162
4.4.5 uClinux——面向無MMU系統(tǒng)的Linux163
4.4.6 評估嵌入式系統(tǒng)中Linux的使用164
4.5 硬件抽象層164
4.6 中間件165
4.6.1 OSEK/VDX COM165
4.6.2 CORBA165
4.6.3 POSIX線程166
4.6.4 UPnP、DPWS和JXTA166
4.7 實時數(shù)據(jù)庫167
4.8 習(xí)題167
第5章 評估與驗證169
5.1 概述169
5.1.1 范疇169
5.1.2 多目標(biāo)優(yōu)化169
5.1.3 一組相關(guān)目標(biāo)171
5.2 性能評估171
5.2.1 早期階段171
5.2.2 WCET估計172
5.2.3 實時演算176
5.3 質(zhì)量度量179
5.3.1 近似計算179
5.3.2 簡單的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)180
5.3.3 數(shù)據(jù)分析的標(biāo)準(zhǔn)182
5.4 能量和功率模型183
5.4.1 一般屬性183
5.4.2 存儲器分析184
5.4.3 指令和指令間影響分析184
5.4.4 主功能處理器單元分析184
5.4.5 處理器與存儲器能耗分析185
5.4.6 整體應(yīng)用分析186
5.4.7 支持多線程的多應(yīng)用分析187
5.4.8 Android手機(jī)中的通信分析188
5.4.9 最壞情況能耗189
5.5 熱模型189
5.6 可信度與風(fēng)險分析194
5.6.1 可信度的幾個方面194
5.6.2 可靠安全性分析195
5.6.3 防護(hù)安全性分析196
5.6.4 可靠性分析196
5.6.5 故障樹分析、失效模式與影響分析201
5.7 仿真202
5.8 快速原型與模擬203
5.9 形式化驗證204
5.10 習(xí)題205
第6章 應(yīng)用映射207
6.1?調(diào)度問題的定義207
6.1.1 設(shè)計問題的詳細(xì)闡述207
6.1.2 調(diào)度問題的類型209
6.2 單處理器調(diào)度213
6.2.1 相互獨立的作業(yè)213
6.2.2 帶有優(yōu)先序約束的調(diào)度217
6.2.3 無優(yōu)先序約束的周期性調(diào)度218
6.2.4 帶有優(yōu)先序約束的周期性調(diào)度223
6.2.5 零星事件224
6.3 相同多處理器上獨立作業(yè)的調(diào)度224
6.3.1 隱式截止期任務(wù)的分區(qū)調(diào)度224
6.3.2 面向隱式截止期的全局動態(tài)優(yōu)先級調(diào)度227
6.3.3 面向隱式截止期的全局固定作業(yè)優(yōu)先級調(diào)度228
6.3.4 面向隱式截止期的全局固定任務(wù)優(yōu)先級調(diào)度231
6.4 同構(gòu)多處理器上的關(guān)聯(lián)作業(yè)232
6.4.1 ASAP調(diào)度233
6.4.2 ALAP調(diào)度234
6.4.3 列表調(diào)度235
6.4.4 基于整數(shù)線性規(guī)劃的最優(yōu)調(diào)度236
6.5 異構(gòu)多處理器上的關(guān)聯(lián)作業(yè)237
6.5.1 問題描述237
6.5.2 采用局部啟發(fā)的靜態(tài)調(diào)度237
6.5.3 采用整數(shù)線性規(guī)劃的靜態(tài)調(diào)度240
6.5.4 采用進(jìn)化算法的靜態(tài)調(diào)度240
6.5.5 動態(tài)混合調(diào)度244
6.6 習(xí)題244
第7章 優(yōu)化246
7.1?高級優(yōu)化246
7.1.1?簡單循環(huán)變換246
7.1.2?循環(huán)分塊248
7.1.3?循環(huán)分裂249
7.1.4?數(shù)組折疊250
7.1.5?浮點到定點的轉(zhuǎn)換251
7.2?任務(wù)級并發(fā)管理252
7.3?嵌入式系統(tǒng)編譯器255
7.3.1?概述255
7.3.2?能量感知編譯255
7.3.3?存儲體系感知編譯256
7.3.4?協(xié)調(diào)編譯與時間分析262
7.4?功率與熱管理263
7.4.1?動態(tài)電壓與頻率調(diào)節(jié)263
7.4.2?動態(tài)電源管理265
7.4.3?MPSoC的熱管理265
7.5?習(xí)題266
第8章 測試268
8.1?范疇268
8.2?測試過程269
8.2.1?門級模型的測試模式生成269
8.2.2?自檢程序269
8.3?測試模式集與系統(tǒng)魯棒性的評估270
8.3.1?故障覆蓋率270
8.3.2?故障模擬270
8.3.3?故障注入271
8.4?可測試性的設(shè)計271
8.4.1?動機(jī)271
8.4.2?掃描設(shè)計272
8.4.3?特征分析273
8.4.4?偽隨機(jī)測試模式生成274
8.4.5?內(nèi)置邏輯塊觀察器275
8.5?習(xí)題276
附錄A 整數(shù)線性規(guī)劃277
附錄B 基爾霍夫定律與運算放大器279
附錄C 分頁與內(nèi)存管理單元283
參考文獻(xiàn)
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