译者序

关于作者

原书前言

原书致谢

第1章 简介

1．1 应用领域与实例

1．2 共同特征

1．3 嵌入式系统设计的挑战

1．4 设计流程

1．5 本书的结构

1．6 思考题

第2章 规范与建模

2．1 需求

2．2 计算模型

2．3 早期设计阶段

2．3．1 用例

2．3．2 (消息)序列图

2．4 通信有限状态机

2．4．1 时间自动机

2．4．2 状态图：隐性共享内存通信

2．4．3 同步语言

2．4．4 SDL：消息传递的场景

2．5 数据流

2．5．1 范围

2．5．2 Kahn处理网络

2．5．3 同步数据流

2．5．4 Simulink

2．6 Petri网

2．6．1 简介

2．6．2 条件/事件网

2．6．3 库所/变迁网

2．6．4 预测/变迁网

2．6．5 评估

2．7 基于离散事件的语言

2．7．1 VHDL

2．7．2 SystemC

2．7．3 Verilog与SystemVerilog

2．7．4 SpecC

2．8 冯·诺依曼语言

2．8．1 CSP

2．8．2 ADA

2．8．3 Java

2．8．4 Pearl与Chill

2．8．5 通信库

2．9 硬件建模的层次

2．10 计算模型的比较

2．10．1 比较的标准

2．10．2 UML

2．10．3 Ptolemy Ⅱ

2．11 思考题

第3章 嵌入式系统硬件

3．1 简介

3．2 输入

3．2．1 传感器

3．2．2 离散系统：采样保持电路

3．2．3 数值离散化：AD转换器

3．3 处理单元

3．3．1 概述

3．3．2 ASIC

3．3．3 处理器

3．3．4 可编程序逻辑

3．4 内存

3．5 通信

3．5．1 需求

3．5．2 电气健壮性

3．5．3 实时性的保证

3．5．4 例子

3．6 输出

3．6．1 DA转换器

3．6．2 采样定理

3．6．3 执行器

3．7 安全硬件

3．8 思考题

第4章 系统软件

4．1 嵌入式操作系统

4．1．1 总体需求

4．1．2 实时操作系统

4．1．3 虚拟机

4．1．4 资源访问协议

4．2 ERIKA

4．3 硬件抽象层

4．4 中间件

4．4．1 OSEK/VDXCOM

4．4．2 CORBA

4．4．3 MPI

4．4．4 POSIX线程（Pthreads）

4．4．5 OpenMP

4．4．6 UPnP、DPWS和JXTA

4．5 实时数据库

4．6 思考题

第5章 评估和验证

5．1 简介

5．1．1 范围

5．1．2 多目标优化

5．1．3 相关目标

5．2 性能评估

5．2．1 早期阶段

5．2．2 WCET估算

5．2．3 实时微积分学

5．3 资源与功耗模型

5．4 热模型

5．5 风险及可靠性分析

5．6 仿真

5．7 快速原型及仿真

5．8 形式验证

5．9 思考题

第6章 应用程序映射

6．1 问题定义

6．2 实时系统中的调度

6．2．1 调度算法分类

6．2．2 没有优先级约束的非周期性调度

6．2．3 有优先级约束的非周期性调度

6．2．4 没有优先级约束的周期调度

6．2．5 有优先约束的周期调度

6．2．6 零散事件

6．3 硬件/软件分割

6．3．1 简介

6．3．2 COOL

6．4 映射至异构多处理器

6．5 思考题

第7章 优化

7．1 任务级并发性管理

7．2 上层优化

7．2．1 浮点至定点转换

7．2．2 简单循环转换

7．2．3 循环分块

7．2．4 循环分割

7．2．5 数组折叠

7．3 用于嵌入式系统的编译器

7．3．1 简介

7．3．2 高效节能编译

7．3．3 基于内存架构的编译

7．3．4 调和编译器以及时序分析

7．3．5 DSP编译

7．3．6 多媒体处理器的编译

7．3．7 用于VLIW处理器的编译器

7．3．8 用于网络处理器的编译器

7．3．9 编译器的产生、重定向以及设计空间的研究

7．4 电源管理以及温度管理

7．4．1 动态电压调节

7．4．2 动态电源管理

7．5 思考题

第8章 测试

8．1 总览

8．2 测试过程

8．2．1 门级别测试用例生成

8．2．2 自测程序

8．3 测试模式集的评估以及系统的鲁棒性

8．3．1 故障覆盖率

8．3．2 故障仿真

8．3．3 故障输入

8．4 可测试性设计

8．4．1 动机

8．4．2 扫描设计

8．4．3 特征分析

8．4．4 伪随机测试模式生成

8．4．5 内置逻辑块观测

8．5 思考

附录

附录A 整数线性规划

附录B 基尔霍夫定律与运算放大器

参考文献

《嵌入式系统设计--嵌入式信息物理系统基础(原书第2版)》(作者马维戴尔)针对近年来电子与通信技术的发展对嵌入式系统的需求，从总体上介绍了嵌入式系统的设计模式与方法，从系统的规范与建模、嵌入式硬件、嵌入式操作系统、系统的评估与验证、应用程序的实现与优化等方面，对信息—物理系统的嵌入式设计进行了讲述。透过本书，读者可以学习到更多关于嵌入式领域的前沿知识与设计方法，也可以进一步巩固嵌入式系统知识。本书对工程实践也有着较强的指导意义。

《嵌入式系统设计--嵌入式信息物理系统基础(原书第2版)》可以作为工程师的嵌入式学习资料，也可以作为本科、硕士和研究人员的参考书，对当前的课程教学能起到很好的补充作用。

《嵌入式系统设计--嵌入式信息物理系统基础(原书第2版)》(作者马维戴尔)以全面而整体的视角，重新审视嵌入式系统，全面总结了嵌入式系统中常见的以及关键的设计模式及设计方法。这些模式及方法广泛应用于嵌入式系统或嵌入式软件中。本书还提出了很多新颖的设计模式，为嵌入式系统开发者提供了强有力的工具。通过这些模式，开发者可以用最短的时间设计出性能好、稳定性强、安全性高的嵌入式系统或软件，而且也能为系统日后的升级维护打下坚实的设计基础。读者能够从本书系统地掌握嵌入式系统的设计模式进行系统的开发。本书针对嵌入式系统中从硬件设计到操作系统选择、方案的评估及验证、应用程序的验证、系统的优化及测试出发，对嵌入式系统设计方面的知识进行了详细阐述，本书的读者可以从这些设计原则中进行良好的嵌入式架构设计。