Embedded Controller Hardware Design (Embedded Technology Series) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Newnes

作者:Ken Arnold

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2001-01-29

价格:USD 68.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781878707529

丛书系列:

图书标签:

• 嵌入式系统
• 硬件设计
• 控制器
• 嵌入式技术
• 电子工程
• 微控制器
• 数字电路
• 嵌入式开发
• 硬件工程
• 单片机

好的，这是一份不包含《嵌入式控制器硬件设计》（Embedded Controller Hardware Design - Embedded Technology Series）具体内容的图书简介，着重于介绍嵌入式系统设计领域相关但不同的主题。 --- 图书名称：面向实时系统的先进嵌入式软件架构与固件工程 作者： [此处留空，或填入其他相关领域专家名] 出版信息： [此处留空] 内容提要： 本书深入探讨了现代嵌入式系统的核心——软件架构与固件工程的复杂性和前沿技术。在当前物联网（IoT）、工业控制和汽车电子等领域对系统性能、可靠性及实时性提出更高要求的背景下，传统的、基于简单轮询或固定优先级调度（FSS）的软件设计方法已显现出局限性。本书旨在为读者提供一套全面、系统的方法论，以构建高效、可维护且严格满足时间约束的嵌入式固件。 核心内容聚焦： 第一部分：实时操作系统的原理与应用（RTOS Deep Dive） 本部分首先对实时操作系统（RTOS）进行了深入剖析。不同于通用操作系统，RTOS 的核心在于其可预测性（Predictability）和确定性（Determinism）。我们将详细介绍时间片调度、优先级继承协议（PIP）、优先级天花板协议（PCP）等多种实时调度算法的数学模型、实现细节及在实际系统中的权衡考量。 任务与线程管理： 探讨了任务的创建、同步、通信机制，包括信号量、互斥锁、消息队列、事件标志以及管道（Pipe）的正确使用模式。特别关注在多核处理器（SMP）环境中，如何有效管理共享资源以避免死锁和竞态条件。 中断处理与延迟分析： 深入研究中断服务程序（ISR）的设计原则，强调最小化 ISR 内部处理时间的重要性。通过对中断延迟、上下文切换延迟的精确测量与建模，帮助读者理解系统响应时间的可行性分析方法。 内存管理在实时系统中的挑战： 实时系统中的动态内存分配（如 `malloc`）常因其不可预测的延迟而受到限制。本书将介绍静态内存池（Static Pool Allocation）和伙伴系统（Buddy System）在 RTOS 环境下的优化策略，以及如何设计无内存碎片化的高效内存分配方案。 第二部分：嵌入式软件架构模式（Architectural Patterns for Embedded Systems） 构建大型、复杂的嵌入式软件需要清晰的架构指导。本部分将重点介绍适应不同规模和领域需求的软件架构模式。 分层架构与接口定义： 讨论如何通过清晰的分层结构（如应用层、服务层、驱动层）来解耦系统组件，并利用接口定义语言（IDL）或特定协议来规范模块间的交互，提高代码的可移植性和复用性。 事件驱动架构（EDA）的应用： 详细阐述如何将系统行为建模为一系列事件的响应过程。我们将比较基于状态机（State Machine）的事件处理模型与更灵活的发布-订阅（Publish-Subscribe）模型，并讨论如何在资源受限的环境下高效实现这些模式。 模型驱动设计（MDD）与代码生成： 介绍使用 UML、SysML 或特定领域语言（DSL）进行系统建模，并自动化部分代码生成的过程。重点分析如何确保生成的代码能满足实时性要求，以及如何将人工编写的底层驱动与模型生成的上层逻辑有效集成。 第三部分：固件的可靠性、安全性和可维护性工程 现代嵌入式设备面临越来越严峻的可靠性和安全挑战。本部分侧重于在固件层面实现这些关键属性。 故障检测、容错与恢复（FDIR）： 探讨各种硬件和软件故障的检测机制，包括看门狗定时器（Watchdog Timer）的高级用法（如多级喂狗）、运行时断言（Assertion）和内存保护单元（MPU）的应用。重点讲解冗余设计和状态恢复机制，确保系统在发生单点故障后能够安全降级或重启。 代码质量与静态/动态分析： 介绍 MISRA C/C++ 等编码规范在嵌入式开发中的重要性。深入讲解如何利用 Lint 工具进行静态分析，以及如何使用覆盖率工具（Coverage Tools）和内存泄漏检测工具在嵌入式平台上进行动态测试，提升代码的健壮性。 安全启动与OTA更新机制： 随着设备联网能力的增强，固件的安全至关重要。本章将详细介绍安全启动（Secure Boot）流程，包括签名验证、信任根（Root of Trust）的建立。同时，探讨健壮的空中下载（OTA）更新机制设计，包括双备份分区（A/B Partitioning）、原子更新（Atomic Update）与回滚策略，以应对更新失败带来的风险。 面向读者： 本书面向具有一定 C/C++ 编程基础，并从事或计划从事实时嵌入式系统、物联网设备、机载控制系统或工业自动化产品开发的软件工程师、固件架构师和系统设计师。对于正在学习高级嵌入式系统课程的研究生和高年级本科生，本书也将提供深入的理论支撑和实践指导。通过对这些关键软件工程主题的系统梳理，读者将能设计出更具前瞻性、更可靠的下一代嵌入式解决方案。

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