嵌入式軟件設(shè)計(jì)

第1章嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)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(diǎn)4
1.1.3嵌入式系統(tǒng)的分類(lèi)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(shí)6
1.2嵌入式系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)知識(shí)6
1.2.1輸入／輸出端口6
1.2.2時(shí)鐘振蕩電路和時(shí)鐘單元7
1.2.3存儲(chǔ)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(xiàn)12
1.3嵌入式系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)知識(shí)15
1.3.1嵌入式軟件的分類(lèi)15
1.3.2嵌入式操作系統(tǒng)17
1.3.3嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)22
第2章系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)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(jì)31
2.2.3系統(tǒng)評(píng)價(jià)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(jì)34
3.1軟硬件分開(kāi)設(shè)計(jì)34
3.1.1先硬件后軟件設(shè)計(jì)34
3.1.2先軟件后硬件設(shè)計(jì)36
3.2軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)36
3.2.1軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)模型37
3.2.2協(xié)同設(shè)計(jì)的系統(tǒng)分析與
系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(yàn)證45
3.2.5集成調(diào)試與綜合實(shí)現(xiàn)46
3.3開(kāi)發(fā)平臺(tái)選擇47
3.4嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)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(jiǎn)介52
4.2.1常見(jiàn)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(wèn)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(hù)協(xié)商的需求定義方法：
聯(lián)合應(yīng)用設(shè)計(jì)62
4.4.3嵌入式系統(tǒng)需求定義常見(jiàn)的
問(wèn)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(shuō)明書(shū)87
第5章嵌入式軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)89
5.1確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)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(kāi)發(fā)環(huán)境和已有組件的選擇105
5.4.1開(kāi)發(fā)環(huán)境選擇105
5.4.2組件設(shè)計(jì)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(jī)制的選擇111
5.9邊界條件的處理112
5.10人機(jī)界面設(shè)計(jì)112
5.11應(yīng)對(duì)預(yù)期變化的設(shè)計(jì)114
5.12架構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題114
第6章實(shí)時(shí)軟件分析設(shè)計(jì)方法
DARTS115
6.1實(shí)時(shí)軟件分析設(shè)計(jì)概述116
6.1.1實(shí)時(shí)系統(tǒng)的性能要求116
6.1.2實(shí)時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素117
6.1.3嵌入式實(shí)時(shí)軟件系統(tǒng)的
生存周期118
6.2需求分析與說(shuō)明119
6.2.1人員進(jìn)出房間系統(tǒng)實(shí)例介紹119
6.2.2人員進(jìn)出房間系統(tǒng)實(shí)例需求
分析與說(shuō)明119
6.3DARTS系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jìn)出房間系統(tǒng)實(shí)例
系統(tǒng)設(shè)計(jì)124
6.4任務(wù)設(shè)計(jì)129
6.4.1任務(wù)設(shè)計(jì)概念129
6.4.2人員進(jìn)出房間系統(tǒng)實(shí)例
任務(wù)設(shè)計(jì)129
6.5模塊構(gòu)筑134
6.5.1模塊設(shè)計(jì)134
6.5.2人員進(jìn)出房間系統(tǒng)實(shí)例
模塊設(shè)計(jì)134
6.6任務(wù)與系統(tǒng)集成135
6.7CODARTS實(shí)時(shí)軟件分析設(shè)計(jì)方法136
第7章板級(jí)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(jiàn)的BSP實(shí)現(xiàn)方式和
開(kāi)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(jī)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(jiǎn)介146
7.3.2嵌入式Linux的Boot Loader
設(shè)計(jì)思想147
7.4嵌入式系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序149
7.4.1驅(qū)動(dòng)程序的重要性149
7.4.2機(jī)制與策略的問(wèn)題150
7.4.3設(shè)備驅(qū)動(dòng)的分層管理150
7.4.4設(shè)備類(lèi)型和設(shè)備號(hào)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(dòng)程序編寫(xiě)實(shí)例153
第8章嵌入式軟件圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì)158
8.1人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)概述158
8.1.1人機(jī)交互技術(shù)158
8.1.2用戶(hù)界面設(shè)計(jì)原則159
8.1.3界面設(shè)計(jì)活動(dòng)160
8.1.4界面評(píng)價(jià)160
8.2圖形用戶(hù)界面概述160
8.2.1圖形用戶(hù)界面的基本特征161
8.2.2圖形用戶(hù)界面的結(jié)構(gòu)模型161
8.2.3圖形用戶(hù)界面實(shí)現(xiàn)162
8.3圖形用戶(hù)界面與嵌入式系統(tǒng)163
8.3.1嵌入式圖形用戶(hù)界面的特點(diǎn)163
8.3.2嵌入式系統(tǒng)的圖形界面
開(kāi)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(jiǎn)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(xiě)172
第9章嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)175
9.1概述175
9.1.1嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)175
9.1.2嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)176
9.1.3嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀178
9.2嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的分類(lèi)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(kù)179
9.3嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)180
9.3.1嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的
數(shù)據(jù)模型180
9.3.2實(shí)時(shí)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(xún)優(yōu)化184
9.3.7備份與恢復(fù)185
9.4嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)185
9.5嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用設(shè)計(jì)187
9.6幾種嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)189
9.6.1非開(kāi)源嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)189
9.6.2開(kāi)源嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)Berkeley DB
與SQLite189
9.6.3SQLite開(kāi)發(fā)環(huán)境移植與
應(yīng)用示例191
第10章設(shè)計(jì)模式195
10.1設(shè)計(jì)模式概述196
10.1.1什么是設(shè)計(jì)模式196
10.1.2設(shè)計(jì)模式的基本要素197
10.1.3如何描述設(shè)計(jì)模式198
10.2設(shè)計(jì)模式舉例198
10.3中斷設(shè)計(jì)模式200
10.4設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用204
第11章嵌入式軟件可靠性設(shè)計(jì)207
11.1概述207
11.2可靠性涉及的性能指標(biāo)208
11.3嵌入式系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方法209
11.3.1嵌入式系統(tǒng)硬件可靠性設(shè)計(jì)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(jì)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(píng)估217
11.4.5嵌入式軟件的可靠性設(shè)計(jì)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(jiǎn)介222
12.1.2基于硬件的低功耗設(shè)計(jì)224
12.1.3基于軟件的低功耗設(shè)計(jì)226
12.1.4嵌入式低功耗的軟硬件
協(xié)同設(shè)計(jì)230
12.2電源230
12.2.1電源基礎(chǔ)知識(shí)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(jiàn)實(shí)時(shí)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(hù)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(dòng)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(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)270
第14章嵌入式軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境277
14.1嵌入式軟件開(kāi)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(xiàn)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(kāi)發(fā)環(huán)境282
14.3.1嵌入式Linux概述282
14.3.2嵌入式Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境架構(gòu)283
14.3.3Linux開(kāi)發(fā)工具286
14.3.4實(shí)例：建立嵌入式Linux-Arm
開(kāi)發(fā)環(huán)境292
14.3.5實(shí)例：實(shí)現(xiàn)“hello world”
程序293
14.4Windows CE應(yīng)用開(kāi)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(jiǎn)介297
14.4.3Embedded Visual C++簡(jiǎn)介297
第15章嵌入式無(wú)線(xiàn)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)
BREW301
15.1應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)301
15.2BREW平臺(tái)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(yùn)行環(huán)境303
15.3.3BREW的分發(fā)環(huán)境304
15.4BREW開(kāi)發(fā)環(huán)境305
15.4.1搭建BREW開(kāi)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(kāi)發(fā)指導(dǎo)原則312
15.6基于BREW平臺(tái)開(kāi)發(fā)實(shí)例314
15.6.1開(kāi)發(fā)BREW程序前的準(zhǔn)備314
15.6.2在PC上開(kāi)發(fā)一個(gè)BREW
應(yīng)用程序315
15.6.3將BREW應(yīng)用移植到手機(jī)上319
參考文獻(xiàn)322