嵌入式系統(tǒng)及其軟件理論與實(shí)踐：基于超系統(tǒng)論

定　價(jià)：￥49.00

作　者：	鄭琪
出版社：	北京航空航天大學(xué)出版社
叢編項(xiàng)：
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ISBN：	9787512418837	出版時(shí)間：	2015-12-01	包裝：
開本：	16開	頁(yè)數(shù)：		字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　在今天所處的大時(shí)代背景下，3G/4G/5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)4．0等，儼然已陸續(xù)成為信息IT產(chǎn)業(yè)、工業(yè)及其兩化融合的主旋律；而嵌入式系統(tǒng)以其高集成、高可靠、功能強(qiáng)、成本低的優(yōu)點(diǎn)已成為這些產(chǎn)業(yè)應(yīng)用技術(shù)中最核心、最關(guān)鍵的基礎(chǔ)部分。信息時(shí)代、數(shù)字時(shí)代使得嵌入式產(chǎn)品、技術(shù)獲得了巨大的發(fā)展契機(jī)，21世紀(jì)全球嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，在應(yīng)用數(shù)量上已遠(yuǎn)超過通用計(jì)算機(jī)。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球嵌入式軟件的銷售規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了500億美元，而嵌入式體系產(chǎn)品的產(chǎn)值達(dá)到6000億美元。估計(jì)全世界嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品潛在的市場(chǎng)將超過100000億美元。在中國(guó)，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明2012年中國(guó)電子制造規(guī)模達(dá)5．45萬億元，位居世界第二。同時(shí)，隨著當(dāng)前信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各行各業(yè)的飛快普及，嵌入式系統(tǒng)在技術(shù)領(lǐng)域也迎來一個(gè)快速更新與融合的時(shí)代。嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)廣闊，主要用于各種信號(hào)處理與控制，目前已在國(guó)防、國(guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)生活各領(lǐng)域普遍采用；嵌入式軟件滲透到各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)方面，在其全壽命周期內(nèi)，嵌入技術(shù)的需求將是一個(gè)無可估量的巨大的市場(chǎng)。國(guó)際市場(chǎng)經(jīng)過培育、導(dǎo)入等階段，目前已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)成熟期，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)正在經(jīng)歷市場(chǎng)導(dǎo)入期到成熟期的快速發(fā)展階段?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)嵌入式系統(tǒng)及其軟件正從全部引進(jìn)到部分自主研發(fā)，進(jìn)入要求自主研發(fā)高性能價(jià)格比的嵌入技術(shù)時(shí)代。國(guó)內(nèi)新一代的通信、廣播基礎(chǔ)、三網(wǎng)合一等設(shè)施建設(shè)，工業(yè)自動(dòng)化，航空/航天，高速鐵路領(lǐng)域等先進(jìn)設(shè)備制造業(yè)，家用電器、智能家居、衛(wèi)星導(dǎo)航及其位置服務(wù)、智能終端的迅猛發(fā)展和產(chǎn)品的不斷改進(jìn)，也給新一代嵌入式系統(tǒng)及其軟件提供了更大的市場(chǎng)和機(jī)遇。

作者簡(jiǎn)介

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圖書目錄

第1章　嵌入式系統(tǒng)及其軟件與嵌入技術(shù)……………………………………………………… 1
1．1　嵌入式系統(tǒng)概述………………………………………………………………………… 1
1．1．1　一般性描述………………………………………………………………………… 1
1．1．2　國(guó)際電氣與電子工程協(xié)會(huì)(IEEE)定義…………………………………………… 1
1．1．3　?ARTEMIS?報(bào)告定義…………………………………………………………… 1
1．1．4　從應(yīng)用的角度看…………………………………………………………………… 2
1．1．5　從與信息技術(shù)相關(guān)性的角度看…………………………………………………… 2
1．2　嵌入式系統(tǒng)、嵌入式軟件發(fā)展前景展望………………………………………………… 3
1．3　新的視角………………………………………………………………………………… 3
1．3．1　一部曲嵌入技術(shù)的前世今生……………………………………………………… 4
1．3．2　二部曲軍閥混戰(zhàn)…………………………………………………………………… 5
1．3．3　三部曲中國(guó)人的登場(chǎng)……………………………………………………………… 7
1．4　各國(guó)競(jìng)相發(fā)展嵌入技術(shù)………………………………………………………………… 7
1．4．1　中國(guó)核高基………………………………………………………………………… 7
1．4．2　歐美也啟動(dòng)了嵌入式技術(shù)的國(guó)家和多國(guó)合作專項(xiàng)開發(fā)項(xiàng)目…………………… 8
1．4．3　工業(yè)4．0和中國(guó)制造2025 ……………………………………………………… 16
1．5　從最新技術(shù)發(fā)展看嵌入技術(shù)…………………………………………………………… 17
1．5．1　從應(yīng)用來看………………………………………………………………………… 17
1．5．2　從技術(shù)上看………………………………………………………………………… 25
第2章　軟件和嵌入式軟件的開發(fā)技術(shù)和測(cè)試……………………………………………… 27
2．1　軟件的概念……………………………………………………………………………… 27
2．1．1　一般軟件的定義…………………………………………………………………… 27
2．1．2　軟件的特性………………………………………………………………………… 27
2．1．3　軟件擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧?28
2．1．4　軟件的分類………………………………………………………………………… 28
2．2　嵌入式應(yīng)用……………………………………………………………………………… 29
2．3　嵌入式軟件……………………………………………………………………………… 29
2．3．1　嵌入式軟件的復(fù)雜度在增高……………………………………………………… 30
2．3．2　嵌入式系統(tǒng)軟硬件緊密耦合……………………………………………………… 30
2．3．3　嵌入式系統(tǒng)及其軟件的其他特點(diǎn)………………………………………………… 31
2．4　嵌入式開發(fā)技術(shù)………………………………………………………………………… 32
2．4．1　嵌入式調(diào)試………………………………………………………………………… 33
2．4．2　嵌入式軟件調(diào)試器的實(shí)現(xiàn)技術(shù)…………………………………………………… 33
2．4．3　片上調(diào)試(OnChipDebugging,OCD) ………………………………………… 34
2．4．4　嵌入式軟件調(diào)試工具……………………………………………………………… 34
2．4．5　參考資料…………………………………………………………………………… 35
2．4．6　ROM 監(jiān)控器(ROM monitor)…………………………………………………… 37
2．5　從嵌入式軟件測(cè)試開始新基本認(rèn)知…………………………………………………… 37
2．5．1　對(duì)嵌入式軟件測(cè)試的基本認(rèn)識(shí)…………………………………………………… 37
2．5．2　嵌入式軟件的測(cè)試………………………………………………………………… 38
2．6　嵌入式軟件測(cè)試的通用策略和一般流程……………………………………………… 39
2．6．1　嵌入式軟件測(cè)試各個(gè)階段的通用策略…………………………………………… 39
2．6．2　嵌入式軟件測(cè)試一般流程………………………………………………………… 42
第3章　嵌入式系統(tǒng)及其軟件的新理論體系………………………………………………… 43
3．1　嵌入式系統(tǒng)及其軟件的基本理論和原則概述………………………………………… 43
3．1．1　從嵌入式軟件測(cè)試說起…………………………………………………………… 43
3．1．2　嵌入式技術(shù)的基礎(chǔ)理論…………………………………………………………… 43
3．1．3　嵌入技術(shù)仿真平臺(tái)建立及嵌入式系統(tǒng)工程的理論與方法論…………………… 45
3．1．4　仿真平臺(tái)及嵌入式系統(tǒng)工程理論與方法論的國(guó)學(xué)方法論……………………… 45
3．2　實(shí)現(xiàn)的原則(原理)……………………………………………………………………… 46
第4章　全數(shù)字虛擬化方法…………………………………………………………………… 62
4．1　單機(jī)系統(tǒng)的全數(shù)字仿真技術(shù)…………………………………………………………… 62
4．1．1　嵌入式系統(tǒng)及其軟件開發(fā)環(huán)境的仿真方式……………………………………… 62
4．1．2　傳統(tǒng)“白盒”測(cè)試工具的局限性…………………………………………………… 62
4．1．3　傳統(tǒng)“黑盒”測(cè)試工具的局限性…………………………………………………… 63
4．2　全數(shù)字虛擬化軟硬件的分離需要考慮的方面………………………………………… 64
4．3　全數(shù)字仿真用于嵌入式系統(tǒng)及其軟件的解決方案…………………………………… 65
4．3．1　全數(shù)字仿真概念…………………………………………………………………… 65
4．3．2　全數(shù)字仿真工作方式……………………………………………………………… 66
4．4　全數(shù)字仿真嵌入式軟件測(cè)試的功能…………………………………………………… 67
4．4．1　外部事件仿真技術(shù)………………………………………………………………… 67
4．4．2　各種白盒測(cè)試……………………………………………………………………… 68
4．4．3　匯編語(yǔ)言(目標(biāo)碼、機(jī)器碼)全數(shù)字仿真………………………………………… 69
4．4．4　高級(jí)語(yǔ)言全數(shù)字仿真……………………………………………………………… 70
4．4．5　對(duì)通用開發(fā)環(huán)境的測(cè)試支持與集成……………………………………………… 71
4．4．6　全數(shù)字仿真的實(shí)時(shí)………………………………………………………………… 71
4．5　詳論全數(shù)字仿真侵入/干預(yù)/插樁方式………………………………………………… 71
4．5．1　非嵌入式打點(diǎn)與嵌入式打點(diǎn)的例子……………………………………………… 72
4．5．2　嵌入式插樁的例子………………………………………………………………… 74
4．6　簡(jiǎn)化的自動(dòng)化單元測(cè)試………………………………………………………………… 75
4．6．1　過　程……………………………………………………………………………… 75
4．6．2　環(huán)境構(gòu)造器………………………………………………………………………… 75
4．6．3　測(cè)試實(shí)例執(zhí)行管理器……………………………………………………………… 76
4．6．4　測(cè)試報(bào)告生成器…………………………………………………………………… 76
4．6．5　代碼覆蓋率………………………………………………………………………… 76
4．7　超實(shí)時(shí)、欠實(shí)時(shí)全數(shù)字仿真…………………………………………………………… 77
4．8　軟硬件協(xié)同驗(yàn)證全數(shù)字仿真技術(shù)……………………………………………………… 77
4．8．1　EDA 設(shè)計(jì)概述…………………………………………………………………… 77
4．8．2　問題的提出………………………………………………………………………… 77
4．8．3　協(xié)同仿真CoSimulation環(huán)境…………………………………………………… 77
4．8．4　軟硬件協(xié)同驗(yàn)證的模型開發(fā)……………………………………………………… 79
4．8．5　里程與實(shí)施………………………………………………………………………… 79
4．8．6　計(jì)劃實(shí)施的時(shí)間與內(nèi)容分配……………………………………………………… 80
4．9　全數(shù)字仿真嵌入式軟件測(cè)試應(yīng)用適用性……………………………………………… 80
4．9．1　適用性……………………………………………………………………………… 80
4．9．2　局限性……………………………………………………………………………… 81
第5章　半數(shù)字/半物理固件方法……………………………………………………………… 82
5．1　基于仿真目標(biāo)機(jī)的嵌入式仿真(單機(jī)系統(tǒng))…………………………………………… 82
5．1．1　原　則……………………………………………………………………………… 82
5．1．2　軟硬件分離………………………………………………………………………… 82
5．1．3　構(gòu)　成……………………………………………………………………………… 82
5．1．4　基本概念…………………………………………………………………………… 83
5．1．5　目　的……………………………………………………………………………… 84
5．1．6　仿真實(shí)時(shí)(SimulatedRealTime)(源自原則(8))……………………………… 85
5．1．7　特點(diǎn)(Features)…………………………………………………………………… 85
5．1．8　開環(huán)測(cè)試…………………………………………………………………………… 87
5．1．9　閉環(huán)測(cè)試…………………………………………………………………………… 87
5．1．10　故障注入………………………………………………………………………… 88
5．1．11　測(cè)　試…………………………………………………………………………… 88
5．1．12　廣義測(cè)試(源自原則(7))………………………………………………………… 88
5．1．13　總　結(jié)…………………………………………………………………………… 89
5．2　基于真實(shí)目標(biāo)機(jī)的半數(shù)字半物理嵌入式仿真(單機(jī)系統(tǒng))…………………………… 89
5．2．1　原　則……………………………………………………………………………… 89
5．2．2　軟硬件分離………………………………………………………………………… 89
5．2．3　構(gòu)　成……………………………………………………………………………… 90
5．2．4　基本概念…………………………………………………………………………… 90
5．2．5　目　的……………………………………………………………………………… 91
5．2．6　仿真的實(shí)時(shí)SimulatedRealTime(原則(8))…………………………………… 91
5．2．7　特　點(diǎn)……………………………………………………………………………… 91
5．2．8　開環(huán)測(cè)試…………………………………………………………………………… 91
5．2．9　閉環(huán)測(cè)試…………………………………………………………………………… 92
5．2．10　故障注入………………………………………………………………………… 92
5．2．11　測(cè)　試…………………………………………………………………………… 92
5．2．12　總　結(jié)…………………………………………………………………………… 92
5．3　基于原型目標(biāo)機(jī)半數(shù)字仿真嵌入式仿真(單機(jī)系統(tǒng))………………………………… 93
5．3．1　原　則……………………………………………………………………………… 93
5．3．2　軟硬件分離………………………………………………………………………… 93
5．3．3　構(gòu)　成……………………………………………………………………………… 94
5．3．4　基本概念…………………………………………………………………………… 94
5．3．5　目　的……………………………………………………………………………… 95
5．3．6　仿真的實(shí)時(shí)(SimulatedRealTime)(原則(8))………………………………… 95
5．3．7　特　點(diǎn)……………………………………………………………………………… 95
5．3．8　開環(huán)測(cè)試…………………………………………………………………………… 95
5．3．9　閉環(huán)測(cè)試…………………………………………………………………………… 96
5．3．10　故障注入………………………………………………………………………… 96
5．3．11　測(cè)　試…………………………………………………………………………… 96
5．3．12　總　結(jié)…………………………………………………………………………… 96
5．4　對(duì)通用開發(fā)環(huán)境的測(cè)試支持與集成…………………………………………………… 97
5．4．1　測(cè)發(fā)一體化原則的應(yīng)用…………………………………………………………… 97
5．4．2　GPS原則的應(yīng)用………………………………………………………………… 97
5．5　半物理仿真侵入/干預(yù)/插樁方式……………………………………………………… 97
5．5．1　侵入(干預(yù),插樁)的基本思想…………………………………………………… 97
5．5．2　侵入/干預(yù)/插樁方式的功能……………………………………………………… 97
5．6　半物理半數(shù)字仿真嵌入式軟件測(cè)試應(yīng)用適用性……………………………………… 98
5．6．1　適用性……………………………………………………………………………… 98
5．6．2　局限性……………………………………………………………………………… 98
第6章　嵌入式在環(huán)的全物理方法…………………………………………………………… 99
6．1　對(duì)真實(shí)目標(biāo)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)白盒開發(fā)/測(cè)試(硬件輔助實(shí)時(shí)在線)……………………… 99
6．1．1　問題的提出………………………………………………………………………… 99
6．1．2　方案比較和基本方法……………………………………………………………… 99
6．1．3　軟件系統(tǒng)的“邏輯分析儀”……………………………………………………… 102
6．2　實(shí)時(shí)仿真技術(shù)概述…………………………………………………………………… 104
6．2．1　概　述…………………………………………………………………………… 104
6．2．2　實(shí)時(shí)仿真的概念/構(gòu)成實(shí)例……………………………………………………… 108
6．3　嵌入式快速原型目標(biāo)機(jī)……………………………………………………………… 111
6．3．1　一般仿真原型機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建……………………………………………………… 111
6．3．2　嵌入式快速原型目標(biāo)機(jī)………………………………………………………… 113
6．4　全物理仿真…………………………………………………………………………… 113
6．4．1　全物理仿真黑盒開發(fā)/仿真/測(cè)試原理………………………………………… 114
6．4．2　全物理仿真黑盒開發(fā)/仿真/測(cè)試拓?fù)洹?114
6．4．3　全物理仿真黑盒開發(fā)/仿真/測(cè)試功能………………………………………… 114
6．4．4　實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介……………………………………………………………… 116
6．4．5　系統(tǒng)測(cè)試………………………………………………………………………… 116
6．4．6　嵌入式仿真測(cè)試環(huán)境…………………………………………………………… 117
6．5　虛擬儀器技術(shù)………………………………………………………………………… 117
6．5．1　概　念…………………………………………………………………………… 117
6．5．2　思想的形成……………………………………………………………………… 118
6．5．3　虛擬儀器系統(tǒng)…………………………………………………………………… 118
6．5．4　虛擬儀器的組成………………………………………………………………… 118
6．5．5　虛擬儀器的功能………………………………………………………………… 118
6．5．6　虛擬儀器的特點(diǎn)………………………………………………………………… 118
6．5．7　虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集(DAQ)方式……………………………………………… 119
6．5．8　虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展…………………………………………………………… 119
6．6　全物理黑、白盒結(jié)合(灰盒)的測(cè)試…………………………………………………… 120
6．6．1　如何結(jié)合………………………………………………………………………… 120
6．6．2　黑、白盒結(jié)合的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………… 120
6．7　全物理仿真應(yīng)用適用性……………………………………………………………… 121
6．7．1　適用性…………………………………………………………………………… 121
6．7．2　局限性…………………………………………………………………………… 121
第7章　基于嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜系統(tǒng)………………………………………………………… 122
第8章　新一代系統(tǒng)論及其基礎(chǔ)上的人/機(jī)/物工程管理…………………………………… 148
第9章　理論結(jié)合實(shí)踐———工具平臺(tái)及其實(shí)施……………………………………………… 177
附錄1　TCL腳本語(yǔ)言教程…………………………………………………………………… 211
附錄2　衛(wèi)星導(dǎo)航定位與位置服務(wù)產(chǎn)品及軟件測(cè)評(píng)………………………………………… 233
附錄3　衛(wèi)星導(dǎo)航定位與位置服務(wù)公共云服務(wù)平臺(tái)………………………………………… 265
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………… 292