计算机科学丛书嵌入式系统导论:CPS方法(原书第2版)

出版者的话

译者序

前言

第1章　绪论 1

1.1　应用 1

1.2　启发式示例 4

1.3　设计过程 5

1.3.1　建模 7

1.3.2　设计 8

1.3.3　分析 8

1.4　小结 9

**部分　动态行为建模

第2章　连续动态 12

2.1　牛顿力学 12

2.2　参元模型 15

2.3　系统特性 17

2.3.1　因果系统 17

2.3.2　无记忆系统 18

2.3.3　线性与时不变性 18

2.3.4　稳定性 19

2.4　反馈控制 19

2.5　小结 22

习题 23

第3章　离散动态 25

3.1　离散系统 25

3.2　状态的概念 28

3.3　有限状态机 28

3.3.1　迁移 29

3.3.2　响应 31

3.3.3　更新函数 32

3.3.4　确定性与接受性 34

3.4　扩展状态机 35

3.5　非确定性 37

3.5.1　形式化模型 38

3.5.2　非确定性的用途 39

3.6　行为与轨迹 39

3.7　小结 41

习题 41

第4章　混合系统 45

4.1　模态模型 45

4.1.1　状态机的参元模型 45

4.1.2　连续输入 45

4.1.3　状态精化 46

4.2　混合系统分类 47

4.2.1　时间自动机 47

4.2.2　高阶动态性 49

4.2.3　监督控制 53

4.3　小结 56

习题 57

第5章　状态机组合 61

5.1　并发组合 62

5.1.1　平行同步组合 63

5.1.2　平行异步组合 64

5.1.3　共享变量 66

5.1.4　级联组合 68

5.1.5　通用组合 70

5.2　分层状态机 70

5.3　小结 72

习题 72

第6章　并发计算模型 75

6.1　模型的结构 75

6.2　同步响应模型 77

6.2.1　反馈模型 78

6.2.2　形式非良好模型与形式良好模型 79

6.2.3　推定一个不动点 80

6.3　数据流计算模型 81

6.3.1　数据流原理 82

6.3.2　同步数据流 84

6.3.3　动态数据流 86

6.3.4　结构化数据流 87

6.3.5　进程网络 88

6.4　时间计算模型 89

6.4.1　时间触发模型 89

6.4.2　离散事件系统 92

6.4.3　时间连续系统 93

6.5　小结 95

习题 95

第二部分　嵌入式系统设计

第7章　传感器与执行器 100

7.1　传感器与执行器模型 101

7.1.1　线性与仿射模型 101

7.1.2　量程 101

7.1.3　动态量程 102

7.1.4　量化 102

7.1.5　噪声 104

7.1.6　采样 105

7.1.7　谐波失真 107

7.1.8　信号调理 108

7.2　一些常用传感器 109

7.2.1　测量倾斜度与加速度 109

7.2.2　测量位置和速度 110

7.2.3　测量旋转 111

7.2.4　测量声音 111

7.2.5　其他传感器 111

7.3　执行器 112

7.3.1　发光二极管 112

7.3.2　电机控制 112

7.4　小结 115

习题 115

第8章　嵌入式处理器 117

8.1　处理器类型 117

8.1.1　微控制器 117

8.1.2　DSP处理器 119

8.1.3　图形处理器 123

8.2　并行机制 123

8.2.1　并行与并发 123

8.2.2　流水线 125

8.2.3　指令级并行 127

8.2.4　多核体系结构 132

8.3　小结 132

习题 132

第9章　存储器体系结构 134

9.1　存储器技术 134

9.1.1　RAM 134

9.1.2　非易失性存储器 135

9.2　存储器分级体系 135

9.2.1　存储器映射 136

9.2.2　寄存器文件 137

9.2.3　暂存器与高速缓存 138

9.3　存储器模型 140

9.3.1　存储器地址 140

9.3.2　栈 141

9.3.3　存储器保护单元 142

9.3.4　动态内存分配 142

9.3.5　C程序的存储模型 143

9.4　小结 143

习题 144

第10章　输入与输出 146

10.1　I/O硬件 146

10.1.1　脉冲宽度调制 147

10.1.2　通用数字I/O 147

10.1.3　串行接口 149

10.1.4　并行接口 151

10.1.5　总线 151

10.2　并发世界中的顺序软件 152

10.2.1　中断与异常 152

10.2.2　原子性 154

10.2.3　中断控制器 155

10.2.4　中断建模 155

10.3　小结 158

习题 158

第11章　多任务机制 163

11.1　命令式程序 163

11.2　线程 166

11.2.1　创建线程 166

11.2.2　实现线程 168

11.2.3　互斥 169

11.2.4　死锁 171

11.2.5　内存一致性模型 172

11.2.6　多线程机制带来的问题 173

11.3　进程与消息传递 174

11.4　小结 177

习题 178

第12章　调度机制 181

12.1　调度基础 181

12.1.1　调度决策 181

12.1.2　任务模型 182

12.1.3　调度器比较 184

12.1.4　调度器的实现 184

12.2　单调速率调度 185

12.3　*早截止期优先调度 187

12.4　调度与互斥 190

12.4.1　优先级翻转 190

12.4.2　优先级继承协议 191

12.4.3　优先级天花板协议 192

12.5　多处理器调度 193

12.6　小结 195

习题 196

第三部分　分析与验证

第13章　不变量与时态逻辑 200

13.1　不变量 200

13.2　线性时态逻辑 201

13.2.1　命题逻辑公式 202

13.2.2　线性时态逻辑公式 203

13.2.3　运用线性时态逻辑公式 205

13.3　小结 206

习题 207

第14章　等价与精化 209

14.1　规格模型 209

14.2　类型等价与精化 209

14.3　语言等价与包含 211

14.4　模拟 215

14.4.1　模拟关系 216

14.4.2　形式化模型 217

14.4.3　传递性 217

14.4.4　模拟关系的非唯一性 218

14.4.5　模拟与语言包含的对比 218

14.5　互模拟

......