嵌入式軟件設計

第1章嵌入式系統(tǒng)基礎知識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學習嵌入式系統(tǒng)應具備哪些
基礎知識6
1.2嵌入式系統(tǒng)硬件基礎知識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)同設計34
3.1軟硬件分開設計34
3.1.1先硬件后軟件設計34
3.1.2先軟件后硬件設計36
3.2軟硬件協(xié)同設計36
3.2.1軟硬件協(xié)同設計模型37
3.2.2協(xié)同設計的系統(tǒng)分析與
系統(tǒng)設計38
3.2.3軟硬件任務劃分與軟硬件
接口40
3.2.4仿真驗證45
3.2.5集成調試與綜合實現(xiàn)46
3.3開發(fā)平臺選擇47
3.4嵌入式系統(tǒng)設計應注意的問題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)合應用設計62
4.4.3嵌入式系統(tǒng)需求定義常見的
問題63
4.4.4面向對象需求定義64
4.5需求分析72
4.5.1需求分析技術發(fā)展72
4.5.2結構化需求分析：數(shù)據(jù)流分析73
4.5.3面向對象需求分析78
4.6需求規(guī)格說明書87
第5章嵌入式軟件架構設計89
5.1確定系統(tǒng)設計目標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軟件體系結構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)管理基礎設施的選擇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人機界面設計112
5.11應對預期變化的設計114
5.12架構設計中應注意的問題114
第6章實時軟件分析設計方法
DARTS115
6.1實時軟件分析設計概述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)設計120
6.3.1數(shù)據(jù)流分析121
6.3.2劃分任務121
6.3.3定義任務接口123
6.3.4人員進出房間系統(tǒng)實例
系統(tǒng)設計124
6.4任務設計129
6.4.1任務設計概念129
6.4.2人員進出房間系統(tǒng)實例
任務設計129
6.5模塊構筑134
6.5.1模塊設計134
6.5.2人員進出房間系統(tǒng)實例
模塊設計134
6.6任務與系統(tǒng)集成135
6.7CODARTS實時軟件分析設計方法136
第7章板級支持包技術138
7.1BSP技術概述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141
7.2嵌入式系統(tǒng)的硬件初始化技術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)的引導技術146
7.3.1Boot Loader簡介146
7.3.2嵌入式Linux的Boot Loader
設計思想147
7.4嵌入式系統(tǒng)的設備驅動程序149
7.4.1驅動程序的重要性149
7.4.2機制與策略的問題150
7.4.3設備驅動的分層管理150
7.4.4設備類型和設備號151
7.4.5模塊化編程152
7.4.6設備文件接口152
7.4.7字符驅動程序編寫實例153
第8章嵌入式軟件圖形用戶界面設計158
8.1人機交互界面設計概述158
8.1.1人機交互技術158
8.1.2用戶界面設計原則159
8.1.3界面設計活動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圖形用戶界面的結構模型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的體系結構層次164
8.3.4嵌入式GUI主要技術分析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)庫的體系結構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基于內存方式178
9.2.2基于文件方式179
9.2.3基于網(wǎng)絡的嵌入式數(shù)據(jù)庫179
9.3嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計技術指標180
9.3.1嵌入式數(shù)據(jù)庫設計的
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185
9.4嵌入式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設計185
9.5嵌入式數(shù)據(jù)庫應用設計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
應用示例191
第10章設計模式195
10.1設計模式概述196
10.1.1什么是設計模式196
10.1.2設計模式的基本要素197
10.1.3如何描述設計模式198
10.2設計模式舉例198
10.3中斷設計模式200
10.4設計模式的應用204
第11章嵌入式軟件可靠性設計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)可靠性設計方法209
11.3.1嵌入式系統(tǒng)硬件可靠性設計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計224
12.1.3基于軟件的低功耗設計226
12.1.4嵌入式低功耗的軟硬件
協(xié)同設計230
12.2電源230
12.2.1電源基礎知識230
12.2.2電源管理技術231
12.2.3常用節(jié)電方法234
12.3內存管理235
12.3.1概述235
12.3.2基本內存管理方案238
12.3.3常見實時系統(tǒng)內存管理模式239
12.3.4內存泄露245
12.3.5內存保護246
第13章嵌入式系統(tǒng)與分布式應用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)相關技術248
13.2分布式嵌入式系統(tǒng)體系結構249
13.2.1企業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)的層次結構249
13.2.2移動網(wǎng)絡的層次結構251
13.2.3分布式嵌入式系統(tǒng)結構251
13.3嵌入式系統(tǒng)的廣域網(wǎng)絡接入261
13.3.1嵌入式系統(tǒng)的局域網(wǎng)與
網(wǎng)絡互連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)絡技術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應用開發(fā)環(huán)境295
14.4.1Windows CE內核定制工具
Platform Builder296
14.4.2Visual Studio .NET簡介297
14.4.3Embedded Visual C++簡介297
第15章嵌入式無線應用開發(fā)平臺
BREW301
15.1應用開發(fā)平臺301
15.2BREW平臺概述302
15.3BREW體系架構302
15.3.1BREW編程環(huán)境303
15.3.2BREW應用運行環(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
應用程序315
15.6.3將BREW應用移植到手機上319
參考文獻322