嵌入式系統(tǒng)導論：CPS方法（原書第2版）

出版者的話

譯者序

前言

第1章　緒論 1

1.1　應用 1

1.2　啟發(fā)式示例 4

1.3　設計過程 5

1.3.1　建模 7

1.3.2　設計 8

1.3.3　分析 8

1.4　小結 9

第一部分　動態(tài)行為建模

第2章　連續(xù)動態(tài) 12

2.1　牛頓力學 12

2.2　參元模型 15

2.3　系統(tǒng)特性 17

2.3.1　因果系統(tǒng) 17

2.3.2　無記憶系統(tǒng) 18

2.3.3　線性與時不變性 18

2.3.4　穩(wěn)定性 19

2.4　反饋控制 19

2.5　小結 22

習題 23

第3章　離散動態(tài) 25

3.1　離散系統(tǒng) 25

3.2　狀態(tài)的概念 28

3.3　有限狀態(tài)機 28

3.3.1　遷移 29

3.3.2　響應 31

3.3.3　更新函數(shù) 32

3.3.4　確定性與接受性 34

3.4　擴展狀態(tài)機 35

3.5　非確定性 37

3.5.1　形式化模型 38

3.5.2　非確定性的用途 39

3.6　行為與軌跡 39

3.7　小結 41

習題 41

第4章　混合系統(tǒng) 45

4.1　模態(tài)模型 45

4.1.1　狀態(tài)機的參元模型 45

4.1.2　連續(xù)輸入 45

4.1.3　狀態(tài)精化 46

4.2　混合系統(tǒng)分類 47

4.2.1　時間自動機 47

4.2.2　高階動態(tài)性 49

4.2.3　監(jiān)督控制 53

4.3　小結 56

習題 57

第5章　狀態(tài)機組合 61

5.1　并發(fā)組合 62

5.1.1　平行同步組合 63

5.1.2　平行異步組合 64

5.1.3　共享變量 66

5.1.4　級聯(lián)組合 68

5.1.5　通用組合 70

5.2　分層狀態(tài)機 70

5.3　小結 72

習題 72

第6章　并發(fā)計算模型 75

6.1　模型的結構 75

6.2　同步響應模型 77

6.2.1　反饋模型 78

6.2.2　形式非良好模型與形式良好模型 79

6.2.3　推定一個不動點 80

6.3　數(shù)據(jù)流計算模型 81

6.3.1　數(shù)據(jù)流原理 82

6.3.2　同步數(shù)據(jù)流 84

6.3.3　動態(tài)數(shù)據(jù)流 86

6.3.4　結構化數(shù)據(jù)流 87

6.3.5　進程網(wǎng)絡 88

6.4　時間計算模型 89

6.4.1　時間觸發(fā)模型 89

6.4.2　離散事件系統(tǒng) 92

6.4.3　時間連續(xù)系統(tǒng) 93

6.5　小結 95

習題 95

第二部分　嵌入式系統(tǒng)設計

第7章　傳感器與執(zhí)行器 100

7.1　傳感器與執(zhí)行器模型 101

7.1.1　線性與仿射模型 101

7.1.2　量程 101

7.1.3　動態(tài)量程 102

7.1.4　量化 102

7.1.5　噪聲 104

7.1.6　采樣 105

7.1.7　諧波失真 107

7.1.8　信號調理 108

7.2　一些常用傳感器 109

7.2.1　測量傾斜度與加速度 109

7.2.2　測量位置和速度 110

7.2.3　測量旋轉 111

7.2.4　測量聲音 111

7.2.5　其他傳感器 111

7.3　執(zhí)行器 112

7.3.1　發(fā)光二極管 112

7.3.2　電機控制 112

7.4　小結 115

習題 115

第8章　嵌入式處理器 117

8.1　處理器類型 117

8.1.1　微控制器 117

8.1.2　DSP處理器 119

8.1.3　圖形處理器 123

8.2　并行機制 123

8.2.1　并行與并發(fā) 123

8.2.2　流水線 125

8.2.3　指令級并行 127

8.2.4　多核體系結構 132

8.3　小結 132

習題 132

第9章　存儲器體系結構 134

9.1　存儲器技術 134

9.1.1　RAM 134

9.1.2　非易失性存儲器 135

9.2　存儲器分級體系 135

9.2.1　存儲器映射 136

9.2.2　寄存器文件 137

9.2.3　暫存器與高速緩存 138

9.3　存儲器模型 140

9.3.1　存儲器地址 140

9.3.2　棧 141

9.3.3　存儲器保護單元 142

9.3.4　動態(tài)內存分配 142

9.3.5　C程序的存儲模型 143

9.4　小結 143

習題 144

第10章　輸入與輸出 146

10.1　I/O硬件 146

10.1.1　脈沖寬度調制 147

10.1.2　通用數(shù)字I/O 147

10.1.3　串行接口 149

10.1.4　并行接口 151

10.1.5　總線 151

10.2　并發(fā)世界中的順序軟件 152

10.2.1　中斷與異常 152

10.2.2　原子性 154

10.2.3　中斷控制器 155

10.2.4　中斷建模 155

10.3　小結 158

習題 158

第11章　多任務機制 163

11.1　命令式程序 163

11.2　線程 166

11.2.1　創(chuàng)建線程 166

11.2.2　實現(xiàn)線程 168

11.2.3　互斥 169

11.2.4　死鎖 171

11.2.5　內存一致性模型 172

11.2.6　多線程機制帶來的問題 173

11.3　進程與消息傳遞 174

11.4　小結 177

習題 178

第12章　調度機制 181

12.1　調度基礎 181

12.1.1　調度決策 181

12.1.2　任務模型 182

12.1.3　調度器比較 184

12.1.4　調度器的實現(xiàn) 184

12.2　單調速率調度 185

12.3　最早截止期優(yōu)先調度 187

12.4　調度與互斥 190

12.4.1　優(yōu)先級翻轉 190

12.4.2　優(yōu)先級繼承協(xié)議 191

12.4.3　優(yōu)先級天花板協(xié)議 192

12.5　多處理器調度 193

12.6　小結 195

習題 196

第三部分　分析與驗證

第13章　不變量與時態(tài)邏輯 200

13.1　不變量 200

13.2　線性時態(tài)邏輯 201

13.2.1　命題邏輯公式 202

13.2.2　線性時態(tài)邏輯公式 203

13.2.3　運用線性時態(tài)邏輯公式 205

13.3　小結 206

習題 207

第14章　等價與精化 209

14.1　規(guī)格模型 209

14.2　類型等價與精化 209

14.3　語言等價與包含 211

14.4　模擬 215

14.4.1　模擬關系 216

14.4.2　形式化模型 217

14.4.3　傳遞性 217

14.4.4　模擬關系的非唯一性 218

14.4.5　模擬與語言包含的對比 218

14.5　互模擬
......