嵌入式回顾

1. 前言

• 嵌入式系统设计可以划分为软件设计和硬件设计
  • 硬件设计
    • 外部驱动(eg: CAN、UART、USB等)
    • CPU
    • 电源管理
    • 开门狗和复位电路
    • 外部存储等
  • 软件设计
    • CPU内核(ARM、PowerPC、X86、MIPS等)
    • 操作系统
    • 应用程序设计
    • 驱动程序设计
• 同样也可以划分为应用设计、操作系统和底层设计
  • 底层设计
    • 硬件设计
    • BSP(板级支持包，也就是驱动)
  • 操作系统(可有可无)
    • 硬实时操作系统
    • 软实时操作系统
  • 应用设计
• 虽然，底层设计决定上层建筑的好坏，但是系统真正关键和具有创造性的还是应用的设计，也就是嵌入式系统设计方法的问题

2. 实时嵌入式软件设计方法

? 嵌入式系统的设计由控制工程和计算机工程两部分组成，控制工程使用反应式系统来描述目标系统，而计算机工程使用实时系统来描述目标系统。反应式系统可以看作是面向状态的实时系统(eg: FSM, PetriNet)。

图：简单描述实时系统设计

st=>start: 需求分析
ed=>end: 需求检验和确认
model=>operation: 需求建模
modelcheck=>condition: 模型是否满足需求？
task=>operation: 根据模型划分任务到实时系统
valid=>condition: 实时系统可调度性、可靠性、
性能分析等,是否可行？
gen=>operation: 代码实现

st->model->modelcheck
modelcheck(no)->model
modelcheck(yes)->task->valid
valid(no)->task
valid(yes)->gen->ed

建模方法有很多，按照特点可以将建模方法分类为以下

表：建模方法分类

实时系统分析设计方法

• 结构化方法
  • DARTS
• 面向对象的方法
  • UML
• 基于组件的方法

结构化分析方法

• JSD(Jackscn System Development)
• SCR(Software Cost Reduction)
• RTSAD(Real-Time Structured Analysis and Design)
• DARTS(Design Approach for Real-Time Systems)
  • ADARTS：支持基于Ada的设计
  • CODARTS(Concurrent DARTS)
  • COMET/RTE

3. 工具

• 状态机
  • Simulink
  • Polis+Ptolemy
  • UPPAAL
  • VisualSTATE
• 模型检验(时态逻辑：LTL, CTL, RTL)
  • 时态逻辑模型检验工具：SMV/NuSMV、SPIN 、UPPAAL
  • 行为一致性检验工具：FDR、Cospan/Formal Checker
  • 复合检验工具：HSIS、METAFrame
• AADL语言 eg: OSATE+Cheddar
• 同步语言
  • Esterel
  • Signal and Lustre
• 异步语言
  • Ada
  • PEARL
• EA设计工具
  • TimeWiz
• 可调度性分析工具
  • TimeWiz
  • Cheddar
• WECT分析工具
  • SWEET
  • aiT
  • Bound-T
  • OTAWA
• 实时操作系统
  • uC/OS-II
  • uC/OS-III
  • FreeRTOS
  • Embeded Linux
  • VxWorks
  • RTX(Keil)

4. 资料

• 《嵌入式系统设计·嵌入式CPS系统基础》，Peter Marwedel
• Real-Time Systems: Design Principles for Distributed Embedded Applications，2nd Edition，Hermann Kopetz
• Real-Time Software Design for Embedded Systems，Hassan Gomaa
• 《ARM Cortex-M3权威指南》，Joseph Yiu，姚文详
• 《嵌入式实时操作系统μC/OS-II》，Jean J. Labrosse
• Hard Real-Time Computing Systems: Predictable Scheduling Algorithms and Applications，Giorgio C Buttazzo
• Multiprocessor Scheduling for Real-Time Systems，Giorgio C Buttazzo
• 《实时系统》，Jane W.S.Liu(張韻詩，美)
• A Practitioner’s Handbook for Real-Time Analysis: Guide to Rate Monotonic Analysis for Real-Time Systems，1993
• 《嵌入式实时系统：调度、分析与验证》，Albert M.K. Cheng
• Model-Based Engineering with AADL，Peter H. Feiler
• Modeling and Analysis of Real-Time and Embedded Systems with UML and MARTE: Developing Cyber-Physical Systems，Bran Selic
• http://staff.ustc.edu.cn/~llxx/embedded/

嵌入式回顾

原文：https://www.cnblogs.com/oneflyleader/p/13284261.html