Eingebettete Systeme:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
2008
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| Ausgabe: | Korr. Nachdr. |
| Schriftenreihe: | eXamen.press
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| Umfang: | XVIII, 264 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 9783540340485 |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung................................................. 1
1.1 Begriffe und Abgrenzung................................. 1
1.2 Anwendungsgebiete...................................... 6
1.3 Wachsende Relevanz von eingebetteten Systemen............ 8
1.4 Struktur dieses Buches................................... 10
2 Spezifikationssprachen..................................... 13
2.1 Anforderungen.......................................... 13
2.2 Berechnungsmodelle ..................................... 17
2.3 StateCharts............................................. 18
2.3.1 Modellierung von Hierarchie........................ 19
2.3.2 Zeitbedingungen .................................. 24
2.3.3 Kantenbeschriftungen und StateMate-Semantik....... 25
2.3.4 Bewertung und Erweiterungen...................... 28
2.4 Allgemeine Spracheigenschaften........................... 29
2.4.1 Synchrone und asynchrone Sprachen................. 29
2.4.2 Prozess-Konzepte.................................. 30
2.4.3 Synchronisation und Kommunkation................. 30
2.4.4 Spezifikation von Zeitbedingungen................... 31
2.4.5 Nicht-Standard-Ein-ZAusgabegeräte................. 32
2.5 SDL................................................... 32
2.6 Petrinetze.............................................. 39
2.6.1 Einführung....................................... 39
2.6.2 Bedingungs-/Ereignisnetze.......................... 42
2.6.3
Stellen^Transitionen-Netze
......................... 43
2.6.4 PrädikatVEreignis-Netze........................... 47
2.6.5 Bewertung........................................ 49
2.7 Message
Sequence
Charts................................. 49
2.8 UML .................................................. 51
2.9 Prozessnetze............................................ 55
2.9.1 Taskgraphen...................................... 55
2.9.2 Asynchroner Nachrichtenaustausch.................. 58
2.9.3 Synchroner Nachrichtenaustauch.................... 60
2.10 Java................................................... 63
2.11 VHDL................................................. 64
2.11.1 Einführung....................................... 64
2.11.2
Entities
und
Architectures
.......................... 66
2.11.3 Mehrwertige Logik und IEEE 1164.................. 68
2.11.4 VHDL-Prozesse und Simulations-Semantik ........... 75
2.12 SystemC ............................................... 80
2.13 Verilog und System Verilog................................ 81
2.14 SpecC ................................................. 83
2.15 Weitere Sprachen........................................ 84
2.16 Ebenen der Hardware-Modellierung........................ 87
2.17 Vergleich der Sprachen................................... 90
2.18 Verlässlichkeitsanforderungen ............................. 92
Hardware eingebetteter Systeme .......................... 95
3.1 Einführung............................................. 95
3.2 Eingabe................................................ 96
3.2.1 Sensoren......................................... 96
3.2.2 Sample-and-Hold-Schaltungen....................... 99
3.2.3 A/D-Wandler.....................................100
3.3 Kommunikation.........................................102
3.3.1 Anforderungen....................................103
3.3.2 Elektrische Robustheit.............................104
3.3.3 Garantieren von Echtzeitverhalten...................105
3.3.4 Beispiele.........................................106
3.4 Verarbeitungseinheiten...................................108
3.4.1 Überblick ........................................108
3.4.2 Anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise
(ASICs)
109
3.4.3 Prozessoren.......................................110
3.4.4 Rekonfigurierbare Logik............................126
3.5 Speicher................................................129
3.6 Ausgabe................................................131
3.6.1 DZA-Wandler.....................................132
3.6.2 Aktuatoren.......................................133
4 Eingebettete Betriebssysteme, Middleware und
Scheduling
135
4.1 Schranken von Ausführungszeiten .........................136
4.2
Scheduling in
Echtzeitsystemen............................137
4.2.1 Klassifikation von
Scheduling-
Algorithmen............138
4.2.2 Aperiodisches
Scheduling
...........................141
4.2.3 Periodisches
Scheduling
............................149
4.2.4 Ressourcen-Zugriffs-Protokolle......................155
4.3 Eingebettete Betriebssysteme.............................158
4.3.1 Allgemeine Anforderungen..........................158
4.3.2 Echtzeitbetriebssysteme............................160
4.4 Middleware.............................................164
4.4.1 Echtzeit-Datenbanken..............................164
4.4.2 Zugriff auf entfernte Objekte........................165
5 Implementierung eingebetteter Systeme:
Hardware-ZSoftware-Codesign.............................169
5.1 Organisation der Nebenläufigkeit auf Task-Ebene............172
5.2 High-Level-Optimieiungen................................176
5.2.1 Umwandlung von Gleitkomma- in Festkomma-
Darstellung .......................................176
5.2.2 Einfache Schleifentransformationen..................177
5.2.3 Kachei-ZBlockweise Verarbeitung von Schleifen........179
5.2.4 Aufteilen von Schleifen ............................182
5.2.5 Falten von Feldern.................................184
5.3 Hardware-ZSoftware-Partitionierung.......................186
5.3.1 Einleitung........................................186
5.3.2
COOL
...........................................187
5.4
Compiler
für eingebettete Systeme.........................197
5.4.1 Einführung.......................................197
5.4.2 Energieoptimierende Compiler......................198
5.4.3 Compiler für digitale Signalverarbeitung..............202
5.4.4 Compiler für Multimedia-Prozessoren................205
5.4.5 Compiler für VLIW-Prozessoren.....................205
5.4.6 Compiler für Netzwerkprozessoren...................206
5.4.7 Compiler-Erzeugung, retargierbare Compiler und
Untersuchung des Entwurfsraums....................207
5.5 Versorgungsspannungs-Anpassung und Energie-Management . . 207
5.5.1 Dynamische Anpassung der Versorgungsspannung.....207
5.5.2 Dynamisches Power-Management....................211
6 Evaluierung und Validierung...............................213
6.1 Einleitung..............................................213
6.2 Pareto-Optimalität ......................................215
6.3 Simulation..............................................217
6.4 Rapid
Prototyping
und Emulation.........................218
6.5 Leistungsbewertung......................................219
6.6 Bewertung des Energieverbrauchs..........................226
6.7 Risiko- und Verlässlichkeits-Analyse........................227
6.8 Formale Verifikation.....................................233
6.9 Testen.................................................236
6.9.1 Betrachteter Bereich...............................236
6.9.2 Testfreundlicher Entwurf...........................237
6.9.3 Selbstestprogramme ...............................240
6.10 Fehlersimulation.........................................241
6.11 Fehlerinjektion..........................................242
Literaturverzeichnis ...........................................245
Sachverzeichnis................................................259
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Paper/Kapitel scannen lassen
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