第1章 嵌入式系统及其软件与嵌入技术……………………………………………………… 1
1．1 嵌入式系统概述………………………………………………………………………… 1
1．1．1 一般性描述………………………………………………………………………… 1
1．1．2 国际电气与电子工程协会(IEEE)定义…………………………………………… 1
1．1．3 ?ARTEMIS?报告定义…………………………………………………………… 1
1．1．4 从应用的角度看…………………………………………………………………… 2
1．1．5 从与信息技术相关性的角度看…………………………………………………… 2
1．2 嵌入式系统、嵌入式软件发展前景展望………………………………………………… 3
1．3 新的视角………………………………………………………………………………… 3
1．3．1 一部曲嵌入技术的前世今生……………………………………………………… 4
1．3．2 二部曲军阀混战…………………………………………………………………… 5
1．3．3 三部曲中国人的登场……………………………………………………………… 7
1．4 各国竞相发展嵌入技术………………………………………………………………… 7
1．4．1 中国核高基………………………………………………………………………… 7
1．4．2 欧美也启动了嵌入式技术的国家和多国合作专项开发项目…………………… 8
1．4．3 工业4．0和中国制造2025 ……………………………………………………… 16
1．5 从最新技术发展看嵌入技术…………………………………………………………… 17
1．5．1 从应用来看………………………………………………………………………… 17
1．5．2 从技术上看………………………………………………………………………… 25
第2章 软件和嵌入式软件的开发技术和测试……………………………………………… 27
2．1 软件的概念……………………………………………………………………………… 27
2．1．1 一般软件的定义…………………………………………………………………… 27
2．1．2 软件的特性………………………………………………………………………… 27
2．1．3 软件担当的角色…………………………………………………………………… 28
2．1．4 软件的分类………………………………………………………………………… 28
2．2 嵌入式应用……………………………………………………………………………… 29
2．3 嵌入式软件……………………………………………………………………………… 29
2．3．1 嵌入式软件的复杂度在增高……………………………………………………… 30
2．3．2 嵌入式系统软硬件紧密耦合……………………………………………………… 30
2．3．3 嵌入式系统及其软件的其他特点………………………………………………… 31
2．4 嵌入式开发技术………………………………………………………………………… 32
2．4．1 嵌入式调试………………………………………………………………………… 33
2．4．2 嵌入式软件调试器的实现技术…………………………………………………… 33
2．4．3 片上调试(OnChipDebugging,OCD) ………………………………………… 34
2．4．4 嵌入式软件调试工具……………………………………………………………… 34
2．4．5 参考资料…………………………………………………………………………… 35
2．4．6 ROM 监控器(ROM monitor)…………………………………………………… 37
2．5 从嵌入式软件测试开始新基本认知…………………………………………………… 37
2．5．1 对嵌入式软件测试的基本认识…………………………………………………… 37
2．5．2 嵌入式软件的测试………………………………………………………………… 38
2．6 嵌入式软件测试的通用策略和一般流程……………………………………………… 39
2．6．1 嵌入式软件测试各个阶段的通用策略…………………………………………… 39
2．6．2 嵌入式软件测试一般流程………………………………………………………… 42
第3章 嵌入式系统及其软件的新理论体系………………………………………………… 43
3．1 嵌入式系统及其软件的基本理论和原则概述………………………………………… 43
3．1．1 从嵌入式软件测试说起…………………………………………………………… 43
3．1．2 嵌入式技术的基础理论…………………………………………………………… 43
3．1．3 嵌入技术仿真平台建立及嵌入式系统工程的理论与方法论…………………… 45
3．1．4 仿真平台及嵌入式系统工程理论与方法论的国学方法论……………………… 45
3．2 实现的原则(原理)……………………………………………………………………… 46
第4章 全数字虚拟化方法…………………………………………………………………… 62
4．1 单机系统的全数字仿真技术…………………………………………………………… 62
4．1．1 嵌入式系统及其软件开发环境的仿真方式……………………………………… 62
4．1．2 传统“白盒”测试工具的局限性…………………………………………………… 62
4．1．3 传统“黑盒”测试工具的局限性…………………………………………………… 63
4．2 全数字虚拟化软硬件的分离需要考虑的方面………………………………………… 64
4．3 全数字仿真用于嵌入式系统及其软件的解决方案…………………………………… 65
4．3．1 全数字仿真概念…………………………………………………………………… 65
4．3．2 全数字仿真工作方式……………………………………………………………… 66
4．4 全数字仿真嵌入式软件测试的功能…………………………………………………… 67
4．4．1 外部事件仿真技术………………………………………………………………… 67
4．4．2 各种白盒测试……………………………………………………………………… 68
4．4．3 汇编语言(目标码、机器码)全数字仿真………………………………………… 69
4．4．4 高级语言全数字仿真……………………………………………………………… 70
4．4．5 对通用开发环境的测试支持与集成……………………………………………… 71
4．4．6 全数字仿真的实时………………………………………………………………… 71
4．5 详论全数字仿真侵入/干预/插桩方式………………………………………………… 71
4．5．1 非嵌入式打点与嵌入式打点的例子……………………………………………… 72
4．5．2 嵌入式插桩的例子………………………………………………………………… 74
4．6 简化的自动化单元测试………………………………………………………………… 75
4．6．1 过 程……………………………………………………………………………… 75
4．6．2 环境构造器………………………………………………………………………… 75
4．6．3 测试实例执行管理器……………………………………………………………… 76
4．6．4 测试报告生成器…………………………………………………………………… 76
4．6．5 代码覆盖率………………………………………………………………………… 76
4．7 超实时、欠实时全数字仿真…………………………………………………………… 77
4．8 软硬件协同验证全数字仿真技术……………………………………………………… 77
4．8．1 EDA 设计概述…………………………………………………………………… 77
4．8．2 问题的提出………………………………………………………………………… 77
4．8．3 协同仿真CoSimulation环境…………………………………………………… 77
4．8．4 软硬件协同验证的模型开发……………………………………………………… 79
4．8．5 里程与实施………………………………………………………………………… 79
4．8．6 计划实施的时间与内容分配……………………………………………………… 80
4．9 全数字仿真嵌入式软件测试应用适用性……………………………………………… 80
4．9．1 适用性……………………………………………………………………………… 80
4．9．2 局限性……………………………………………………………………………… 81
第5章 半数字/半物理固件方法……………………………………………………………… 82
5．1 基于仿真目标机的嵌入式仿真(单机系统)…………………………………………… 82
5．1．1 原 则……………………………………………………………………………… 82
5．1．2 软硬件分离………………………………………………………………………… 82
5．1．3 构 成……………………………………………………………………………… 82
5．1．4 基本概念…………………………………………………………………………… 83
5．1．5 目 的……………………………………………………………………………… 84
5．1．6 仿真实时(SimulatedRealTime)(源自原则(8))……………………………… 85
5．1．7 特点(Features)…………………………………………………………………… 85
5．1．8 开环测试…………………………………………………………………………… 87
5．1．9 闭环测试…………………………………………………………………………… 87
5．1．10 故障注入………………………………………………………………………… 88
5．1．11 测 试…………………………………………………………………………… 88
5．1．12 广义测试(源自原则(7))………………………………………………………… 88
5．1．13 总 结…………………………………………………………………………… 89
5．2 基于真实目标机的半数字半物理嵌入式仿真(单机系统)…………………………… 89
5．2．1 原 则……………………………………………………………………………… 89
5．2．2 软硬件分离………………………………………………………………………… 89
5．2．3 构 成……………………………………………………………………………… 90
5．2．4 基本概念…………………………………………………………………………… 90
5．2．5 目 的……………………………………………………………………………… 91
5．2．6 仿真的实时SimulatedRealTime(原则(8))…………………………………… 91
5．2．7 特 点……………………………………………………………………………… 91
5．2．8 开环测试…………………………………………………………………………… 91
5．2．9 闭环测试…………………………………………………………………………… 92
5．2．10 故障注入………………………………………………………………………… 92
5．2．11 测 试…………………………………………………………………………… 92
5．2．12 总 结…………………………………………………………………………… 92
5．3 基于原型目标机半数字仿真嵌入式仿真(单机系统)………………………………… 93
5．3．1 原 则……………………………………………………………………………… 93
5．3．2 软硬件分离………………………………………………………………………… 93
5．3．3 构 成……………………………………………………………………………… 94
5．3．4 基本概念…………………………………………………………………………… 94
5．3．5 目 的……………………………………………………………………………… 95
5．3．6 仿真的实时(SimulatedRealTime)(原则(8))………………………………… 95
5．3．7 特 点……………………………………………………………………………… 95
5．3．8 开环测试…………………………………………………………………………… 95
5．3．9 闭环测试…………………………………………………………………………… 96
5．3．10 故障注入………………………………………………………………………… 96
5．3．11 测 试…………………………………………………………………………… 96
5．3．12 总 结…………………………………………………………………………… 96
5．4 对通用开发环境的测试支持与集成…………………………………………………… 97
5．4．1 测发一体化原则的应用…………………………………………………………… 97
5．4．2 GPS原则的应用………………………………………………………………… 97
5．5 半物理仿真侵入/干预/插桩方式……………………………………………………… 97
5．5．1 侵入(干预,插桩)的基本思想…………………………………………………… 97
5．5．2 侵入/干预/插桩方式的功能……………………………………………………… 97
5．6 半物理半数字仿真嵌入式软件测试应用适用性……………………………………… 98
5．6．1 适用性……………………………………………………………………………… 98
5．6．2 局限性……………………………………………………………………………… 98
第6章 嵌入式在环的全物理方法…………………………………………………………… 99
6．1 对真实目标机进行实时白盒开发/测试(硬件辅助实时在线)……………………… 99
6．1．1 问题的提出………………………………………………………………………… 99
6．1．2 方案比较和基本方法……………………………………………………………… 99
6．1．3 软件系统的“逻辑分析仪”……………………………………………………… 102
6．2 实时仿真技术概述…………………………………………………………………… 104
6．2．1 概 述…………………………………………………………………………… 104
6．2．2 实时仿真的概念/构成实例……………………………………………………… 108
6．3 嵌入式快速原型目标机……………………………………………………………… 111
6．3．1 一般仿真原型机系统构建……………………………………………………… 111
6．3．2 嵌入式快速原型目标机………………………………………………………… 113
6．4 全物理仿真…………………………………………………………………………… 113
6．4．1 全物理仿真黑盒开发/仿真/测试原理………………………………………… 114
6．4．2 全物理仿真黑盒开发/仿真/测试拓扑………………………………………… 114
6．4．3 全物理仿真黑盒开发/仿真/测试功能………………………………………… 114
6．4．4 实时操作系统简介……………………………………………………………… 116
6．4．5 系统测试………………………………………………………………………… 116
6．4．6 嵌入式仿真测试环境…………………………………………………………… 117
6．5 虚拟仪器技术………………………………………………………………………… 117
6．5．1 概 念…………………………………………………………………………… 117
6．5．2 思想的形成……………………………………………………………………… 118
6．5．3 虚拟仪器系统…………………………………………………………………… 118
6．5．4 虚拟仪器的组成………………………………………………………………… 118
6．5．5 虚拟仪器的功能………………………………………………………………… 118
6．5．6 虚拟仪器的特点………………………………………………………………… 118
6．5．7 虚拟仪器的数据采集(DAQ)方式……………………………………………… 119
6．5．8 虚拟仪器技术的发展…………………………………………………………… 119
6．6 全物理黑、白盒结合(灰盒)的测试…………………………………………………… 120
6．6．1 如何结合………………………………………………………………………… 120
6．6．2 黑、白盒结合的结构……………………………………………………………… 120
6．7 全物理仿真应用适用性……………………………………………………………… 121
6．7．1 适用性…………………………………………………………………………… 121
6．7．2 局限性…………………………………………………………………………… 121
第7章 基于嵌入式系统的复杂系统………………………………………………………… 122
第8章 新一代系统论及其基础上的人/机/物工程管理…………………………………… 148
第9章 理论结合实践———工具平台及其实施……………………………………………… 177
附录1 TCL脚本语言教程…………………………………………………………………… 211
附录2 卫星导航定位与位置服务产品及软件测评………………………………………… 233
附录3 卫星导航定位与位置服务公共云服务平台………………………………………… 265
参考文献………………………………………………………………………………………… 292
鄂公网安备 42010302001612号 