嵌入式軟件設(shè)計

第1章嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識1
1.1嵌入式系統(tǒng)概述1
1.1.1嵌入式系統(tǒng)的組成2
1.1.2嵌入式系統(tǒng)的特點4
1.1.3嵌入式系統(tǒng)的分類5
1.1.4學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)具備哪些
基礎(chǔ)知識6
1.2嵌入式系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)知識6
1.2.1輸入／輸出端口6
1.2.2時鐘振蕩電路和時鐘單元7
1.2.3存儲器7
1.2.4中斷控制器8
1.2.5嵌入式微處理器8
1.2.6總線12
1.3嵌入式系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)知識15
1.3.1嵌入式軟件的分類15
1.3.2嵌入式操作系統(tǒng)17
1.3.3嵌入式軟件的開發(fā)22
第2章系統(tǒng)基礎(chǔ)知識25
2.1系統(tǒng)思想25
2.1.1系統(tǒng)的定義及組成26
2.1.2系統(tǒng)分析中重要的系統(tǒng)概念27
2.1.3系統(tǒng)工程思想27
2.2系統(tǒng)生存周期28
2.2.1系統(tǒng)分析30
2.2.2系統(tǒng)設(shè)計31
2.2.3系統(tǒng)評價32
2.3工程系統(tǒng)建模33
第3章嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設(shè)計34
3.1軟硬件分開設(shè)計34
3.1.1先硬件后軟件設(shè)計34
3.1.2先軟件后硬件設(shè)計36
3.2軟硬件協(xié)同設(shè)計36
3.2.1軟硬件協(xié)同設(shè)計模型37
3.2.2協(xié)同設(shè)計的系統(tǒng)分析與
系統(tǒng)設(shè)計38
3.2.3軟硬件任務(wù)劃分與軟硬件
接口40
3.2.4仿真驗證45
3.2.5集成調(diào)試與綜合實現(xiàn)46
3.3開發(fā)平臺選擇47
3.4嵌入式系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)注意的問題49
第4章嵌入式系統(tǒng)軟件需求分析51
4.1需求概述51
4.2UML簡介52
4.2.1常見的模型元素52
4.2.2圖53
4.2.3視圖58
4.3嵌入式系統(tǒng)問題定義58
4.4嵌入式系統(tǒng)需求定義61
4.4.1需求定義的概念61
4.4.2與客戶協(xié)商的需求定義方法：
聯(lián)合應(yīng)用設(shè)計62
4.4.3嵌入式系統(tǒng)需求定義常見的
問題63
4.4.4面向?qū)ο笮枨蠖x64
4.5需求分析72
4.5.1需求分析技術(shù)發(fā)展72
4.5.2結(jié)構(gòu)化需求分析：數(shù)據(jù)流分析73
4.5.3面向?qū)ο笮枨蠓治?8
4.6需求規(guī)格說明書87
第5章嵌入式軟件架構(gòu)設(shè)計89
5.1確定系統(tǒng)設(shè)計目標90
5.2將系統(tǒng)分解為子系統(tǒng)93
5.2.1系統(tǒng)分解93
5.2.2軟件體系結(jié)構(gòu)95
5.3并發(fā)104
5.4開發(fā)環(huán)境和已有組件的選擇105
5.4.1開發(fā)環(huán)境選擇105
5.4.2組件設(shè)計106
5.5子系統(tǒng)到軟硬件的映射109
5.6持續(xù)數(shù)據(jù)管理基礎(chǔ)設(shè)施的選擇111
5.7完整性控制策略的選擇111
5.8全局控制流機制的選擇111
5.9邊界條件的處理112
5.10人機界面設(shè)計112
5.11應(yīng)對預(yù)期變化的設(shè)計114
5.12架構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的問題114
第6章實時軟件分析設(shè)計方法
DARTS115
6.1實時軟件分析設(shè)計概述116
6.1.1實時系統(tǒng)的性能要求116
6.1.2實時系統(tǒng)的設(shè)計要素117
6.1.3嵌入式實時軟件系統(tǒng)的
生存周期118
6.2需求分析與說明119
6.2.1人員進出房間系統(tǒng)實例介紹119
6.2.2人員進出房間系統(tǒng)實例需求
分析與說明119
6.3DARTS系統(tǒng)設(shè)計120
6.3.1數(shù)據(jù)流分析121
6.3.2劃分任務(wù)121
6.3.3定義任務(wù)接口123
6.3.4人員進出房間系統(tǒng)實例
系統(tǒng)設(shè)計124
6.4任務(wù)設(shè)計129
6.4.1任務(wù)設(shè)計概念129
6.4.2人員進出房間系統(tǒng)實例
任務(wù)設(shè)計129
6.5模塊構(gòu)筑134
6.5.1模塊設(shè)計134
6.5.2人員進出房間系統(tǒng)實例
模塊設(shè)計134
6.6任務(wù)與系統(tǒng)集成135
6.7CODARTS實時軟件分析設(shè)計方法136
第7章板級支持包技術(shù)138
7.1BSP技術(shù)概述138
7.1.1什么是BSP138
7.1.2BSP的作用與功能139
7.1.3常見的BSP實現(xiàn)方式和
開發(fā)方法140
7.1.4主流嵌入式操作系統(tǒng)及其
BSP技術(shù)141
7.2嵌入式系統(tǒng)的硬件初始化技術(shù)144
7.2.1嵌入式系統(tǒng)的硬件初始化144
7.2.2BSP與PC機中BIOS硬件
初始化的比較145
7.3嵌入式系統(tǒng)的引導(dǎo)技術(shù)146
7.3.1Boot Loader簡介146
7.3.2嵌入式Linux的Boot Loader
設(shè)計思想147
7.4嵌入式系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動程序149
7.4.1驅(qū)動程序的重要性149
7.4.2機制與策略的問題150
7.4.3設(shè)備驅(qū)動的分層管理150
7.4.4設(shè)備類型和設(shè)備號151
7.4.5模塊化編程152
7.4.6設(shè)備文件接口152
7.4.7字符驅(qū)動程序編寫實例153
第8章嵌入式軟件圖形用戶界面設(shè)計158
8.1人機交互界面設(shè)計概述158
8.1.1人機交互技術(shù)158
8.1.2用戶界面設(shè)計原則159
8.1.3界面設(shè)計活動160
8.1.4界面評價160
8.2圖形用戶界面概述160
8.2.1圖形用戶界面的基本特征161
8.2.2圖形用戶界面的結(jié)構(gòu)模型161
8.2.3圖形用戶界面實現(xiàn)162
8.3圖形用戶界面與嵌入式系統(tǒng)163
8.3.1嵌入式圖形用戶界面的特點163
8.3.2嵌入式系統(tǒng)的圖形界面
開發(fā)方案163
8.3.3嵌入式GUI的體系結(jié)構(gòu)層次164
8.3.4嵌入式GUI主要技術(shù)分析166
8.3.5幾種嵌入式GUI簡介169
8.4MiniGUI的安裝和使用170
8.4.1MiniGUI的組成170
8.4.2MiniGUI使用環(huán)境的建立171
8.4.3MiniGUI程序的編寫172
第9章嵌入式數(shù)據(jù)庫175
9.1概述175
9.1.1嵌入式數(shù)據(jù)庫的特點175
9.1.2嵌入式數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)176
9.1.3嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀178
9.2嵌入式數(shù)據(jù)庫的分類178
9.2.1基于內(nèi)存方式178
9.2.2基于文件方式179
9.2.3基于網(wǎng)絡(luò)的嵌入式數(shù)據(jù)庫179
9.3嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)指標180
9.3.1嵌入式數(shù)據(jù)庫設(shè)計的
數(shù)據(jù)模型180
9.3.2實時性182
9.3.3可靠性183
9.3.4并發(fā)控制183
9.3.5數(shù)據(jù)索引183
9.3.6查詢優(yōu)化184
9.3.7備份與恢復(fù)185
9.4嵌入式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計185
9.5嵌入式數(shù)據(jù)庫應(yīng)用設(shè)計187
9.6幾種嵌入式數(shù)據(jù)庫189
9.6.1非開源嵌入式數(shù)據(jù)庫189
9.6.2開源嵌入式數(shù)據(jù)庫Berkeley DB
與SQLite189
9.6.3SQLite開發(fā)環(huán)境移植與
應(yīng)用示例191
第10章設(shè)計模式195
10.1設(shè)計模式概述196
10.1.1什么是設(shè)計模式196
10.1.2設(shè)計模式的基本要素197
10.1.3如何描述設(shè)計模式198
10.2設(shè)計模式舉例198
10.3中斷設(shè)計模式200
10.4設(shè)計模式的應(yīng)用204
第11章嵌入式軟件可靠性設(shè)計207
11.1概述207
11.2可靠性涉及的性能指標208
11.3嵌入式系統(tǒng)可靠性設(shè)計方法209
11.3.1嵌入式系統(tǒng)硬件可靠性設(shè)計210
11.3.2常用元器件的可靠性分析211
11.3.3提高嵌入式系統(tǒng)可靠性的
具體措施212
11.4嵌入式軟件的可靠性設(shè)計213
11.4.1軟件可靠性與硬件可靠性的
區(qū)別214
11.4.2影響軟件可靠性的因素214
11.4.3提高軟件可靠性的方法
和技術(shù)215
11.4.4軟件產(chǎn)品可靠性的評估217
11.4.5嵌入式軟件的可靠性設(shè)計219
11.5可靠性的管理221
第12章資源管理222
12.1功耗222
12.1.1功耗簡介222
12.1.2基于硬件的低功耗設(shè)計224
12.1.3基于軟件的低功耗設(shè)計226
12.1.4嵌入式低功耗的軟硬件
協(xié)同設(shè)計230
12.2電源230
12.2.1電源基礎(chǔ)知識230
12.2.2電源管理技術(shù)231
12.2.3常用節(jié)電方法234
12.3內(nèi)存管理235
12.3.1概述235
12.3.2基本內(nèi)存管理方案238
12.3.3常見實時系統(tǒng)內(nèi)存管理模式239
12.3.4內(nèi)存泄露245
12.3.5內(nèi)存保護246
第13章嵌入式系統(tǒng)與分布式應(yīng)用247
13.1什么是嵌入式分布式系統(tǒng)247
13.1.1分布式系統(tǒng)的定義247
13.1.2分布式系統(tǒng)與單處理器系統(tǒng)的
比較248
13.1.3分布式嵌入式系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)248
13.2分布式嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)249
13.2.1企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)249
13.2.2移動網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)251
13.2.3分布式嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)251
13.3嵌入式系統(tǒng)的廣域網(wǎng)絡(luò)接入261
13.3.1嵌入式系統(tǒng)的局域網(wǎng)與
網(wǎng)絡(luò)互連261
13.3.2嵌入式系統(tǒng)的無線局域網(wǎng)263
13.3.3嵌入式系統(tǒng)的廣域網(wǎng)接入266
13.3.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)270
第14章嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境277
14.1嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境概述277
14.2嵌入式調(diào)試方法概述279
14.2.1駐留監(jiān)控軟件279
14.2.2基于JTAG方式的調(diào)試代理280
14.2.3指令集模擬器280
14.2.4在線仿真器281
14.2.5ARM中基于JTAG的
調(diào)試系統(tǒng)281
14.3Linux嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境282
14.3.1嵌入式Linux概述282
14.3.2嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境架構(gòu)283
14.3.3Linux開發(fā)工具286
14.3.4實例：建立嵌入式Linux-Arm
開發(fā)環(huán)境292
14.3.5實例：實現(xiàn)“hello world”
程序293
14.4Windows CE應(yīng)用開發(fā)環(huán)境295
14.4.1Windows CE內(nèi)核定制工具
Platform Builder296
14.4.2Visual Studio .NET簡介297
14.4.3Embedded Visual C++簡介297
第15章嵌入式無線應(yīng)用開發(fā)平臺
BREW301
15.1應(yīng)用開發(fā)平臺301
15.2BREW平臺概述302
15.3BREW體系架構(gòu)302
15.3.1BREW編程環(huán)境303
15.3.2BREW應(yīng)用運行環(huán)境303
15.3.3BREW的分發(fā)環(huán)境304
15.4BREW開發(fā)環(huán)境305
15.4.1搭建BREW開發(fā)環(huán)境305
15.4.2BREW SDK306
15.4.3常用的BREW配套工具309
15.5BREW開發(fā)指導(dǎo)原則312
15.6基于BREW平臺開發(fā)實例314
15.6.1開發(fā)BREW程序前的準備314
15.6.2在PC上開發(fā)一個BREW
應(yīng)用程序315
15.6.3將BREW應(yīng)用移植到手機上319
參考文獻322