嵌入式计算系统设计原理

.1.4.1 结构描述14
1.4.2 行为描述19
1.5 设计示例：模型火车控制器21
1.5.1 需求22
1.5.2 概念性规格说明22
1.5.3 详细的规格说明25
1.5.4 本节所学内容31
1.6 本书导读31
1.6.1 第2章：指令系统31
1.6.2 第3章：cpu32
1.6.3 第4章：嵌入式计算平台32
1.6.4 第5章：程序设计和分析32
1.6.5 第6章：进程和操作系统33
1.6.6 第7章：硬件加速器33
1.6.7 第8章：网络34
1.6.8 第9章：系统设计技术34
1.7 小结35
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习题35
实习题36
第2章 指令系统37
2.1 引言37
2.2 预备知识37
2.2.1 计算机体系结构分类37
2.2.2 汇编语言39
2.3 arm处理器40
2.3.1 处理器和存储器组织40
2.3.2 数据操作41
2.3.3 控制流47
2.4 sharc处理器53
2.4.1 存储器组织53
2.4.2 数据操作54
2.4.3 控制流60
2.4.4 指令的并行性64
2.5 小结64
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习题65
实习题67
第3章 cpu68
3.1 引言68
3.2 输入输出编程68
3.2.1 输入输出设备68
3.2.2 输入输出原语69
3.2.3 忙等i/o70
3.2.4 中断71
3.3 管态、异常和陷阱82
3.3.1 管态82
3.3.2 异常82
3.3.3 陷阱83
3.4 协处理器83
3.5 存储系统机制83
3.5.1 高速缓存84
3.5.2 存储管理单元和地址转换89
3.6 cpu的性能93
3.6.1 流水线技术93
3.6.2 超标量执行96
3.6.3 高速缓存97
3.7 cpu的功耗97
3.8 设计示例：数据压缩器101
3.8.1 需求和算法101
3.8.2 规格说明103
3.8.3 程序设计105
3.8.4 测试109
3.9 小结110
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习题111
实习题113
第4章 嵌入式计算平台114
4.1 引言114
4.2 cpu总线114
4.2.1 总线协议114
4.2.2 dma119
4.2.3 系统总线配置121
4.2.4 arm总线123
4.2.5 sharc总线123
4.3 存储设备125
4.3.1 存储设备组织125
4.3.2 随机存储器125
4.3.3 只读存储器129
4.4 i/o设备130
4.4.1 定时器和计数器130
4.4.2 a/d和d/a转换器131
4.4.3 键盘131
4.4.4 发光二极管133
4.4.5 显示器133
4.4.6 触摸屏134
4.5 组件接口135
4.5.1 存储器接口135
4.5.2 设备接口136
4.6 用微处理器设计137
4.6.1 系统的体系结构137
4.6.2 硬件设计138
4.6.3 pc作为平台139
4.7 开发与调试142
4.7.1 开发环境142
4.7.2 调试方法143
4.7.3 调试难点146
4.8 制造测试147
4.9 设计示例：闹钟150
4.9.1 需求150
4.9.2 规格说明151
4.9.3 系统体系结构154
4.9.4 构件设计与测试154
4.9.5 系统集成与测试155
4.10 小结155
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习题155
实习题157
第5章 程序设计和分析158
5.1 引言158
5.2 程序设计158
5.2.1 设计范型158
5.2.2 嵌入式系统设计范型159
5.3 编程模型162
5.3.1 数据流图162
5.3.2 控制/数据流图164
5.4 汇编和链接166
5.4.1 汇编程序166
5.4.2 链接169
5.5 基本编译技术170
5.5.1 语句翻译171
5.5.2 过程175
5.5.3 数据结构176
5.5.4 表达式简化177
5.5.5 死代码清除177
5.5.6 过程内嵌178
5.5.7 循环变换178
5.5.8 寄存器分配180
5.5.9 调度183
5.5.10 指令选择184
5.5.11 理解并使用你的编译程序185
5.5.12 解释程序与jit编译程序185
5.6 执行时间的分析与优化186
5.6.1 程序性能的要素187
5.6.2 跟踪驱动的性能分析189
5.6.3 优化执行速度194
5.7 能量和功率的分析和优化195
5.8 程序长度的分析及优化198
5.9 程序验证和测试200
5.9.1 白盒测试200
5.9.2 黑盒测试206
5.9.3 评估功能测试206
5.9.4 性能测试207
5.10 设计示例：软件调制解调器207
5.10.1 工作原理和需求208
5.10.2 规格说明209
5.10.3 系统体系结构210
5.10.4 构件设计和测试210
5.10.5 系统集成和测试210
5.11 小结211
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习题211
实习题217
第6章 进程和操作系统218
6.1 引言218
6.2 多任务和多进程219
6.2.1 多速率系统220
6.2.2 早期多任务技术：协同例程221
6.3 进程222
6.4 文境切换224
6.4.1 协作多任务处理224
6.4.2 抢先式多任务处理227
6.4.3 进程和面向对象设计228
6.5 操作系统228
6.5.1 进程状态和进程调度229
6.5.2 操作系统结构230
6.5.3 进程中的计时需求231
6.5.4 进程间通信233
6.5.5 操作系统的其他功能236
6.6 调度策略237
6.6.1 单一速率调度237
6.6.2 期限最近者优先调度241
6.6.3 rms和edf比较244
6.6.4 对建模假设的进一步分析244
6.6.5 其他posix调度策略246
6.7 进程间通信机制246
6.7.1 信号246
6.7.2 uml中的信号248
6.7.3 共享内存通信248
6.7.4 基于消息的通信250
6.8 评估操作系统的性能251
6.9 进程的功率优化策略253
6.10 设计示例：电话应答机255
6.10.1 工作原理和需求255
6.10.2 规格说明257
6.10.3 系统体系结构259
6.10.4 构件设计和测试261
6.10.5 系统集成和测试261
6.11 小结261
推荐读物262
习题262
实习题266
第7章 硬件加速器267
7.1 引言267
7.2 cpu和加速器267
7.2.1 为什么使用加速器268
7.2.2 加速器的设计269
7.3 加速系统的设计270
7.3.1 性能分析270
7.3.2 系统体系结构框架273
7.3.3 划分275
7.3.4 调度和分配276
7.3.5 系统集成和调试278
7.4 设计示例：视频加速器278
7.4.1 算法和需求278
7.4.2 规格说明281
7.4.3 体系结构282
7.4.4 构件设计283
7.4.5 系统测试284
7.5 小结284
推荐读物284
习题284
实习题285
第8章 网络286
8.1 引言286
8.2 分布式嵌入体系结构286
8.2.1 为什么使用分布式系统287
8.2.2 网络抽象模型287
8.2.3 硬件和软件体系结构288
8.2.4 报文传递编程291
8.3 嵌入式系统网络292
8.3.1 i2c总线292
8.3.2 can总线296
8.3.3 sharc链接端口298
8.3.4 以太网300
8.3.5 myrinet301
8.3.6 因特网301
8.4 基于网络的设计303
8.4.1 通信分析303
8.4.2 系统性能分析306
8.4.3 硬件平台设计、分配和调度308
8.5 可达internet系统309
8.6 设计示例：电梯控制器310
8.6.1 工作原理和需求310
8.6.2 规格说明312
8.6.3 体系结构314
8.6.4 测试314
8.7 小结315
推荐读物315
习题315
实习题317
第9章 系统设计技术318
9.1 引言318
9.2 设计方法学318
9.2.1 为什么研究设计方法学318
9.2.2 设计流程319
9.3 需求分析324
9.4 规格说明325
9.4.1 面向控制的规格说明语言325
9.4.2 高级规格说明327
9.5 系统分析和体系结构设计329
9.6 质量保证332
9.6.1 质量保证技术334
9.6.2 验证规格说明335
9.6.3 设计评审337
9.6.4 测量驱动的质量保证338
9.7 设计示例：电话用户交换机341
9.7.1 工作原理341
9.7.2 系统体系结构343
9.8 设计示例：喷墨打印机344
9.8.1 硬件设计346
9.8.2 软件设计349
9.9 设计示例：个人数字助理351
9.10 设计示例：机顶盒353
9.11 片上系统355
9.12 小结357
推荐读物357
习题357
实习题358
附录a uml符号359
附录b 硬件设计附注363
术语表371
参考文献385
索引395