دسترسی نامحدود
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
برای ارتباط با ما می توانید از طریق شماره موبایل زیر از طریق تماس و پیامک با ما در ارتباط باشید
در صورت عدم پاسخ گویی از طریق پیامک با پشتیبان در ارتباط باشید
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
درصورت عدم همخوانی توضیحات با کتاب
از ساعت 7 صبح تا 10 شب
ویرایش: [4 ed.]
نویسندگان: PETER MARWEDEL
سری:
ISBN (شابک) : 9783030609108, 3030609103
ناشر: SPRINGER NATURE
سال نشر: 2020
تعداد صفحات: [445]
زبان: English
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود)
حجم فایل: 12 Mb
در صورت تبدیل فایل کتاب EMBEDDED SYSTEM DESIGN embedded systems foundations of cyber-physical systems, and the... internet of things. به فرمت های PDF، EPUB، AZW3، MOBI و یا DJVU می توانید به پشتیبان اطلاع دهید تا فایل مورد نظر را تبدیل نمایند.
توجه داشته باشید کتاب طراحی سیستم تعبیه شده سیستم های تعبیه شده در سیستم های فیزیکی سایبری و ... اینترنت اشیاء. نسخه زبان اصلی می باشد و کتاب ترجمه شده به فارسی نمی باشد. وبسایت اینترنشنال لایبرری ارائه دهنده کتاب های زبان اصلی می باشد و هیچ گونه کتاب ترجمه شده یا نوشته شده به فارسی را ارائه نمی دهد.
ویژگی منحصر به فرد این کتاب درسی دسترسی آزاد، ارائه مقدمه ای جامع بر دانش بنیادی در سیستم های تعبیه شده، با کاربرد در سیستم های فیزیکی-سایبری و اینترنت اشیا است. با مقدمهای بر این زمینه و بررسی مدلها و زبانهای مشخصات برای سیستمهای جاسازی شده و سایبری-فیزیکی شروع میشود. این یک نمای کلی از دستگاه های سخت افزاری مورد استفاده برای چنین سیستم هایی را ارائه می دهد و ملزومات نرم افزار سیستم را برای سیستم های تعبیه شده از جمله سیستم عامل های بلادرنگ ارائه می دهد. نویسنده همچنین تکنیکهای ارزیابی و اعتبارسنجی را برای سیستمهای تعبیهشده مورد بحث قرار میدهد و مروری بر تکنیکهای نگاشت برنامههای کاربردی به پلتفرمهای اجرایی، از جمله پلتفرمهای چند هستهای ارائه میدهد. سیستمهای تعبیهشده باید تحت محدودیتهای شدید عمل کنند و از این رو، کتاب همچنین شامل مجموعهای از تکنیکهای بهینهسازی، از جمله تکنیکهای بهینهسازی نرمافزار است. کتاب با یک نظرسنجی مختصر در مورد آزمایش پایان می یابد. این نسخه چهارم بهروزرسانی و اصلاح شده است تا روندها و فناوریهای جدید را منعکس کند، مانند اهمیت سیستمهای فیزیکی سایبری (CPS) و اینترنت اشیا (IoT)، تکامل پردازندههای تک هستهای به پردازندههای چند هستهای، و اهمیت افزایش کارایی انرژی و مسائل حرارتی.
A unique feature of this open access textbook is to provide a comprehensive introduction to the fundamental knowledge in embedded systems, with applications in cyber-physical systems and the Internet of things. It starts with an introduction to the field and a survey of specification models and languages for embedded and cyber-physical systems. It provides a brief overview of hardware devices used for such systems and presents the essentials of system software for embedded systems, including real-time operating systems. The author also discusses evaluation and validation techniques for embedded systems and provides an overview of techniques for mapping applications to execution platforms, including multi-core platforms. Embedded systems have to operate under tight constraints and, hence, the book also contains a selected set of optimization techniques, including software optimization techniques. The book closes with a brief survey on testing. This fourth edition has been updated and revised to reflect new trends and technologies, such as the importance of cyber-physical systems (CPS) and the Internet of things (IoT), the evolution of single-core processors to multi-core processors, and the increased importance of energy efficiency and thermal issues.
Preface Why Should You Read This Book? Who Should Read the Book? How Is This Book Different from Earlier Editions? Acknowledgments Contents About the Author Frequently Used Mathematical Symbols 1 Introduction 1.1 History of Terms 1.2 Opportunities 1.3 Challenges 1.4 Common Characteristics 1.5 Curriculum Integration of Embedded Systems, CPS, and IoT 1.5.1 Prerequisites 1.5.2 Recommended Additional Courses 1.6 Design Flows 1.7 Structure of This Book 1.8 Problems 2 Specifications and Modeling 2.1 Requirements 2.2 Models of Computation 2.3 Early Design Phases 2.3.1 Use Cases 2.3.2 (Message) Sequence Charts and Time/Distance Diagrams 2.3.3 Differential Equations 2.4 Communicating Finite State Machines (CFSMs) 2.4.1 Timed Automata 2.4.2 StateCharts Modeling of Hierarchy Timers Edge Labels and StateMate Semantics Evaluation and Extensions 2.4.3 Synchronous Languages Motivation Examples of Synchronous Languages: Esterel, Lustre, and SCADE 2.4.4 Message Passing: SDL as an Example Features of the Language Evaluation of SDL 2.5 Data Flow 2.5.1 Scope 2.5.2 Kahn Process Networks 2.5.3 SDF 2.5.4 Simulink 2.6 Petri Nets 2.6.1 Introduction 2.6.2 Condition/Event Nets 2.6.3 Place/Transition Nets 2.6.4 Predicate/Transition Nets 2.6.5 Evaluation 2.7 Discrete Event-Based Languages 2.7.1 Basic Discrete Event Simulation Cycle 2.7.2 Multi-Valued Logic One Signal Strength (Two Logic Values) Two Signal Strengths (Three and Four Logic Values) Three Signal Strengths (Seven Signal Values) Four Signal Strengths (Ten Signal Values) Five Signal Strengths 2.7.3 Transaction-Level Modeling (TLM) 2.7.4 SpecC 2.7.5 SystemC 2.7.6 VHDL Introduction Entities and Architectures Assignments VHDL Processes The VHDL Simulation Cycle IEEE 1164 2.7.7 Verilog and SystemVerilog 2.8 von Neumann Languages 2.8.1 CSP 2.8.2 Ada 2.8.3 Communication Libraries MPI OpenMP 2.8.4 Additional Languages 2.9 Levels of Hardware Modeling 2.10 Comparison of Models of Computation 2.10.1 Criteria 2.10.2 Unified Modeling Language (UML) 2.10.3 Ptolemy II 2.11 Problems 3 Embedded System Hardware 3.1 Introduction 3.2 Input: Interface Between Physical and Cyber-World 3.2.1 Sensors 3.2.2 Discretization of Time: Sample-and-Hold Circuits 3.2.3 Fourier Approximation of Signals 3.2.4 Discretization of Values: Analog-to-Digital Converters Flash ADC Successive Approximation Pipelined Converters Other Converters Comparison of ADCs Quantization Noise 3.3 Processing Units 3.3.1 Application-Specific Integrated Circuits (ASICs) 3.3.2 Processors Energy Efficiency Code Size Efficiency Execution Time Efficiency Using Digital Signal Processing as an Example Multimedia and Short Vector Instruction Sets Very Long Instruction Word (VLIW) Processors VLIW Pipelines Multi-core Processors Graphics Processing Units (GPUs) Multiprocessor Systems on a Chip (MPSoCs) 3.3.3 Reconfigurable Logic 3.4 Memories 3.4.1 Conflicting Goals 3.4.2 Memory Hierarchies 3.4.3 Register Files 3.4.4 Caches 3.4.5 Scratchpad Memories 3.5 Communication 3.5.1 Requirements 3.5.2 Electrical Robustness 3.5.3 Guaranteeing Real-Time Behavior 3.5.4 Examples 3.6 Output: Interface Between Cyber and Physical World 3.6.1 Digital-to-Analog Converters 3.6.2 Sampling Theorem 3.6.3 Pulse-Width Modulation 3.6.4 Actuators 3.7 Electrical Energy 3.7.1 Energy Sources 3.7.2 Energy Storage 3.7.3 Energy Efficiency of Hardware Components The Case of Mobile Phones Sensor Networks 3.8 Secure Hardware 3.9 Problems 4 System Software 4.1 Embedded Operating Systems 4.1.1 General Requirements 4.1.2 Real-Time Operating Systems 4.1.3 Virtual Machines 4.2 Resource Access Protocols 4.2.1 Priority Inversion 4.2.2 Priority Inheritance 4.2.3 Priority Ceiling Protocol 4.2.4 Stack Resource Policy 4.3 ERIKA 4.4 Embedded Linux 4.4.1 Embedded Linux Structure and Size 4.4.2 Real-Time Properties 4.4.3 Flash Memory File Systems 4.4.4 Reducing RAM Usage 4.4.5 uClinux: Linux for MMU-Less Systems 4.4.6 Evaluating the Use of Linux in Embedded Systems 4.5 Hardware Abstraction Layer 4.6 Middleware 4.6.1 OSEK/VDX COM 4.6.2 CORBA 4.6.3 POSIX Threads (Pthreads) 4.6.4 UPnP and DPWS 4.7 Real-Time Databases 4.8 Problems 5 Evaluation and Validation 5.1 Introduction 5.1.1 Scope 5.1.2 Multi-Objective Optimization 5.1.3 Relevant Objectives 5.2 Performance Evaluation 5.2.1 Early Phases 5.2.2 WCET Estimation 5.2.3 Real-Time Calculus 5.3 Quality Metrics 5.3.1 Approximate Computing 5.3.2 Simple Criteria of Quality 5.3.3 Criteria for Data Analysis 5.4 Energy and Power Models 5.4.1 General Properties 5.4.2 Energy Model for Memories 5.4.3 Energy Model for Instructions 5.4.4 Energy Model for Functional Processor Units 5.4.5 Energy Model for Processor and Memory 5.4.6 Energy Model for an Application 5.4.7 Energy Model for Multiple Applications with Hardware Multithreading 5.4.8 Energy Model for an Android Mobile Phone 5.4.9 Worst Case Energy Consumption 5.5 Thermal Models 5.5.1 Steady-State Behavior 5.5.2 Transient State Behavior 5.6 Dependability and Risk Analysis 5.6.1 Aspects of Dependability 5.6.2 Security Analysis 5.6.3 Safety Analysis 5.6.4 Reliability Analysis 5.6.5 Fault Tree Analysis, Failure Mode, and Effect Analysis 5.7 Simulation 5.8 Rapid Prototyping and Emulation 5.9 Formal Verification 5.10 Problems 6 Application Mapping 6.1 Definition of Scheduling Problems 6.1.1 Elaboration on the Design Problem 6.1.2 Types of Scheduling Problems The α Field The β Field The γ Field 6.2 Scheduling for Uniprocessors 6.2.1 Scheduling for Independent Jobs Earliest Due Date (EDD) Algorithm Earliest Deadline First (EDF) Algorithm Least Laxity (LL) Algorithm Scheduling Without Preemption 6.2.2 Scheduling with Precedence Constraints Task Graphs Latest Deadline First (LDF) Algorithm 6.2.3 Periodic Scheduling Without Precedence Constraints Notation Rate Monotonic Scheduling Earliest Deadline First Scheduling Explicit-Deadline Tasks Deadline Monotonic Scheduling 6.2.4 Periodic Scheduling with Precedence Constraints 6.2.5 Sporadic Events 6.3 Scheduling for Independent Jobs on Identical Multiprocessors 6.3.1 Partitioned Scheduling 6.3.2 Global Dynamic-Priority Scheduling Proportional Fair (Pfair) Scheduling 6.3.3 Global Fixed-Job-Priority Scheduling G-EDF Scheduling EDZL Scheduling 6.3.4 Global Fixed-Task-Priority Scheduling Global Rate Monotonic Scheduling RMZL Scheduling Partitioned Scheduling for Explicit Deadlines 6.4 Dependent Jobs on Homogeneous Multiprocessors 6.4.1 As-Soon-as-Possible Scheduling 6.4.2 As-Late-as-Possible Scheduling 6.4.3 List Scheduling 6.4.4 Optimal Scheduling with Integer Linear Programming 6.5 Dependent Jobs on Heterogeneous Multiprocessors 6.5.1 Problem Description 6.5.2 Static Scheduling with Local Heuristics 6.5.3 Static Scheduling with Integer Linear Programming 6.5.4 Static Scheduling with Evolutionary Algorithms 6.5.5 Dynamic and Hybrid Scheduling 6.6 Problems 7 Optimization 7.1 High-Level Optimizations 7.1.1 Simple Loop Transformations 7.1.2 Loop Tiling/Blocking 7.1.3 Loop Splitting 7.1.4 Array Folding 7.1.5 Floating-Point to Fixed-Point Conversion 7.2 Task-Level Concurrency Management 7.3 Compilers for Embedded Systems 7.3.1 Introduction 7.3.2 Energy-Aware Compilation 7.3.3 Memory-Architecture Aware Compilation Compilation Techniques for Scratchpads Non-overlaying Allocation Overlaying Allocation Multiple Threads/Processes Supporting Different Architectures and Objectives 7.3.4 Reconciling Compilers and Timing Analysis 7.4 Power and Thermal Management 7.4.1 Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS) 7.4.2 Dynamic Power Management (DPM) 7.4.3 Thermal Management 7.5 Problems 8 Test 8.1 Scope 8.2 Test Procedures 8.2.1 Test Pattern Generation for Gate-Level Models 8.2.2 Self-Test Programs 8.3 Evaluation of Test Pattern Sets and System Robustness 8.3.1 Fault Coverage 8.3.2 Fault Simulation 8.3.3 Fault Injection 8.4 Design for Testability 8.4.1 Motivation 8.4.2 Scan Design 8.4.3 Signature Analysis 8.4.4 Pseudo-random Test Pattern Generation 8.5 Problems A Integer Linear Programming B Kirchhoff's Laws and Operational Amplifiers B.1 Kirchhoff's Laws B.2 Operational Amplifiers C Paging and Memory Management Units References Index