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嵌入式軟件高級開發技術(研究生)（簡體書）
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商品簡介
目次
商品簡介
本書在編寫時，結合編者多年嵌入式軟件開發與教學經驗，首先系統介紹嵌入式操作系統的概念、體系結構及其發展趨勢，並重點介紹主流的嵌入式Linux操作系統的移植及相關設備驅動程序開發技術；其次，在介紹UML基本概念的基礎上，介紹了嵌入式系統快速面向對象過程模型，並結合案例闡述相關嵌入式軟件分析設計技術；最後，結合MISRAC:2004規則，闡述了嵌入式軟件測試相關模型與技術。本書力圖結合嵌入式軟件的特點，將軟件工程領域成熟的分析設計方法引入到嵌入式軟件的分析設計中。
本書可作為嵌入式軟件開發相關專業的研究生及高年級本科生教材。同時，也可作為有志於從事嵌入式軟件開發的專業技術人員的參考書。
本書可作為嵌入式軟件開發相關專業的研究生及高年級本科生教材。同時，也可作為有志於從事嵌入式軟件開發的專業技術人員的參考書。
目次
第1章 嵌入式軟件開發導論 1
1.1 概述 1
1.1.1 定義 1
1.1.2 發展歷史 2
1.1.3 應用領域 3
1.1.4 特點 5
1.2 嵌入式系統的組成 5
1.2.1 嵌入式處理器 6
1.2.2 嵌入式外圍設備 7
1.2.3 嵌入式操作系統 7
1.2.4 嵌入式應用軟件 8
1.3 嵌入式軟件的開發流程 9
1.3.1 需求分析階段 9
1.3.2 設計階段 10
1.3.3 生成代碼階段 12
1.3.4 固化階段 14
1.3.5 嵌入式軟件開發的特點 15
1.4 嵌入式系統開發的硬件資源 16
1.4.1 在線仿真器 16
1.4.2 邏輯分析儀 17
1.4.3 ROM仿真器 17
1.4.4 源程序模擬器 17
1.4.5 示波器 17
1.5 嵌入式系統開發的軟件資源 18
1.5.1 語言編譯工具 18
1.5.2 交叉調試器 19
1.5.3 實時多任務操作系統 19
1.5.4 集成開發環境 19
1.5.5 板級支持包 19
1.6 嵌入式軟件的可移植性和
?可重用性 21
1.7 小結 22
課後習題 22
參考文獻 22
第2章 嵌入式操作系統 23
2.1 嵌入式操作系統基礎 23
2.1.1 嵌入式操作系統概念 23
2.1.2 嵌入式操作系統設計原則 24
2.1.3 嵌入式操作系統發展及趨勢 25
2.2 嵌入式操作系統的體系結構 27
2.2.1 單模塊結構 27
2.2.2 層次結構 27
2.2.3 微內核結構 28
2.2.4 層次與微內核相結合的結構 29
2.3 嵌入式操作系統的分類 30
2.4 常見嵌入式實時操作系統 31
2.4.1 VxWorks 31
2.4.2 pSOS 32
2.4.3 QNX 32
2.4.4 Delta OS 33
2.4.5 μC/OS-II 33
2.5 嵌入式Linux操作系統 34
2.5.1 嵌入式Linux操作系統的特點 34
2.5.2 嵌入式Linux的引導程序 35
2.5.3 Linux內核 36
2.5.4 嵌入式Linux文件系統 39
2.6 Windows CE 40
2.6.1 Windows CE簡介 41
2.6.2 Windows CE 的體系結構 42
2.7 小結 45
課後習題 45
參考文獻 45
第3章 UML建模技術 46
3.1 OO基礎 46
3.1.1 OO基本概念 46
3.1.2 OO的特徵 48
3.1.3 OO的要素 48
3.2 UML語義 50
3.2.1 UML元模型理論 50
3.2.2 UML的組織結構 51
3.2.3 UML建模概念 51
3.2.4 UML的構造事物 53
3.2.5 UML中的關係 53
3.3 UML圖形表示 54
3.3.1 UML靜態結構圖 56
3.3.2 Use Case圖 59
3.3.3 UML交互圖 60
3.3.4 UML狀態圖 61
3.3.5 UML活動圖 63
3.3.6 UML實現圖 64
3.4 基於UML的軟件建模 65
3.4.1 UML建模過程 65
3.4.2 UML建模過程的特點 66
3.4.3 UML建模實例 68
3.5 小結 72
課後習題 72
參考文獻 73
第4章 面向對象的嵌入式軟件
開發過程 74
4.1 OO開發過程中的基本概念 74
4.1.1 模式 74
4.1.2 複用 75
4.1.3 構架 75
4.1.4 框架 75
4.1.5 模型 75
4.2 OO軟件開發原則 76
4.2.1 迭代式開發 76
4.2.2 模型驅動 77
4.2.3 MDA的開發模式 77
4.3 用例驅動、以框架為核心的迭代
增量開發過程 79
4.3.1 用例驅動 80
4.3.2 以框架為核心 82
4.3.3 迭代和增量式過程 82
4.4 統一軟件開發過程 83
4.4.1 先啟階段 84
4.4.2 精化階段 85
4.4.3 構建階段 85
4.4.4 產品化階段 85
4.4.5 迭代開發與控制管理 86
4.5 嵌入式系統快速面向對象
?開發過程 86
4.5.1 ROPES中的主要活動 87
4.5.2 ROPES過程中的階段工件 89
4.5.3 嵌入式軟件框架 92
4.6 小結 93
課後習題 93
參考文獻 94
第5章 面向對象的嵌入式軟件
需求分析 95
5.1 基本概念 95
5.1.1 需求分析目標及內容 95
5.1.2 用例模型 97
5.1.3 用例的補充描述 101
5.2 嵌入式系統需求分析 103
5.2.1 確定系統邊界 103
5.2.2 尋找參與者 104
5.2.3 尋找用例 104
5.2.4 尋找初始和終止事件 105
5.2.5 準備普通場景 105
5.2.6 增加變化和異常場景 106
5.2.7 尋找外部事件 106
5.2.8 畫順序圖 106
5.2.9 組織參與者和用例 107
5.3 嵌入式系統結構分析 107
5.3.1 領域分析與問題陳述 107
5.3.2 發現對象 107
5.3.3 標識關聯 110
5.3.4 標識對象屬性 111
5.3.5 建立系統的類模型 112
5.4 嵌入式系統行為分析 116
5.4.1 對象行為 116
5.4.2 狀態行為 117
5.4.3 建立狀態模型 120
5.4.4 建立交互模型 122
5.4.5 增加類的主要操作 124
5.5 小結 125
課後習題 126
參考文獻 126
第6章 面向對象的嵌入式系統
軟件設計 127
6.1 軟件構架設計 127
6.1.1 系統分解 127
6.1.2 軟件體系結構 129
6.1.3 併發性 134
6.1.4 選擇持續數據管理基礎設施 135
6.1.5 選擇完整性控制策略 135
6.1.6 選擇全域控制流機制 136
6.1.7 邊界條件處理 136
6.1.8 人機界面設計 136
6.2 嵌入式系統機制設計 137
6.2.1 設計模式 137
6.2.2 Adapter設計模式 139
6.2.3 匹配合適的模式 143
6.2.4 確定問題內部的併發性 145
6.2.5 選擇軟件控制策略 145
6.2.6 處理邊界條件 146
6.2.7 權衡開發策略的優先級 147
6.2.8 填補從高層需求到低層
服務間的空白 147
6.2.9 用操作實現用例 147
6.2.10 將操作分配給類 148
6.2.11 設計優化 149
6.2.12 組織類 150
6.3 嵌入式系統詳細設計 151
6.3.1 數據結構 151
6.3.2 關聯的實現 152
6.3.3 對象接口 154
6.3.4 操作及其可見性 155
6.3.5 用於實現操作的算法 155
6.4 小結 155
課後習題 156
參考文獻 156
第7章 Linux系統嵌入式軟件開發 157
7.1 驅動程序開發 157
7.1.1 驅動程序結構 157
7.1.2 驅動程序分類 158
7.1.3 驅動程序加載方式 161
7.1.4 字符設備驅動程序實例 163
7.2 Linux應用軟件開發 165
7.2.1 嵌入式視頻服務器 165
7.2.2 嵌入式Linux的GUI 167
7.2.3 Qt/Embedded簡介 169
7.2.4 Qt/Embedded的開發環境 170
7.2.5 Qt/Embedded常用類 172
7.3 代碼優化 174
7.3.1 代碼優化分類 174
7.3.2 源代碼優化 175
7.3.3 中間代碼優化 177
7.3.4 目標代碼優化 178
7.4 小結 178
課後習題 178
參考文獻 178
第8章 Android嵌入式軟件開發 179
8.1 Android開發基礎 179
8.1.1 Android操作系統特性 179
8.1.2 Android系統架構 180
8.1.3 Android開發環境搭建 182
8.2 Android驅動程序開發 186
8.2.1 Android Things 186
8.2.2 LED燈條驅動程序開發 186
8.3 Android應用開發 189
8.3.1 Android開發模式 189
8.3.2 Android數據庫開發 191
8.3.3 Android開發實例 193
8.4 小結 199
課後習題 199
參考文獻 199
第9章 嵌入式軟件測試 200
9.1 MISRA C語言編程規範 200
9.2 嵌入式軟件靜態測試 211
9.2.1 代碼分析 211
9.2.2 錯誤分析 211
9.2.3 代碼檢查 212
9.3 嵌入式軟件動態測試 213
9.3.1 白盒測試 213
9.3.2 黑盒測試 214
9.3.3 灰盒測試 214
9.4 嵌入式軟件測試過程 215
9.4.1 過程模型 215
9.4.2 單元測試 218
9.4.3 集成測試 219
9.4.4 確認測試 219
9.4.5 系統測試 220
9.5 嵌入式軟件測試工具 221
9.5.1 純軟件測試工具 221
9.5.2 純硬件測試工具 221
9.5.3 軟硬件結合的測試工具 222
9.5.4 主流嵌入式軟件測試
工具比較 222
9.6 小結 224
課後習題 224
參考文獻 224
1.1 概述 1
1.1.1 定義 1
1.1.2 發展歷史 2
1.1.3 應用領域 3
1.1.4 特點 5
1.2 嵌入式系統的組成 5
1.2.1 嵌入式處理器 6
1.2.2 嵌入式外圍設備 7
1.2.3 嵌入式操作系統 7
1.2.4 嵌入式應用軟件 8
1.3 嵌入式軟件的開發流程 9
1.3.1 需求分析階段 9
1.3.2 設計階段 10
1.3.3 生成代碼階段 12
1.3.4 固化階段 14
1.3.5 嵌入式軟件開發的特點 15
1.4 嵌入式系統開發的硬件資源 16
1.4.1 在線仿真器 16
1.4.2 邏輯分析儀 17
1.4.3 ROM仿真器 17
1.4.4 源程序模擬器 17
1.4.5 示波器 17
1.5 嵌入式系統開發的軟件資源 18
1.5.1 語言編譯工具 18
1.5.2 交叉調試器 19
1.5.3 實時多任務操作系統 19
1.5.4 集成開發環境 19
1.5.5 板級支持包 19
1.6 嵌入式軟件的可移植性和
?可重用性 21
1.7 小結 22
課後習題 22
參考文獻 22
第2章 嵌入式操作系統 23
2.1 嵌入式操作系統基礎 23
2.1.1 嵌入式操作系統概念 23
2.1.2 嵌入式操作系統設計原則 24
2.1.3 嵌入式操作系統發展及趨勢 25
2.2 嵌入式操作系統的體系結構 27
2.2.1 單模塊結構 27
2.2.2 層次結構 27
2.2.3 微內核結構 28
2.2.4 層次與微內核相結合的結構 29
2.3 嵌入式操作系統的分類 30
2.4 常見嵌入式實時操作系統 31
2.4.1 VxWorks 31
2.4.2 pSOS 32
2.4.3 QNX 32
2.4.4 Delta OS 33
2.4.5 μC/OS-II 33
2.5 嵌入式Linux操作系統 34
2.5.1 嵌入式Linux操作系統的特點 34
2.5.2 嵌入式Linux的引導程序 35
2.5.3 Linux內核 36
2.5.4 嵌入式Linux文件系統 39
2.6 Windows CE 40
2.6.1 Windows CE簡介 41
2.6.2 Windows CE 的體系結構 42
2.7 小結 45
課後習題 45
參考文獻 45
第3章 UML建模技術 46
3.1 OO基礎 46
3.1.1 OO基本概念 46
3.1.2 OO的特徵 48
3.1.3 OO的要素 48
3.2 UML語義 50
3.2.1 UML元模型理論 50
3.2.2 UML的組織結構 51
3.2.3 UML建模概念 51
3.2.4 UML的構造事物 53
3.2.5 UML中的關係 53
3.3 UML圖形表示 54
3.3.1 UML靜態結構圖 56
3.3.2 Use Case圖 59
3.3.3 UML交互圖 60
3.3.4 UML狀態圖 61
3.3.5 UML活動圖 63
3.3.6 UML實現圖 64
3.4 基於UML的軟件建模 65
3.4.1 UML建模過程 65
3.4.2 UML建模過程的特點 66
3.4.3 UML建模實例 68
3.5 小結 72
課後習題 72
參考文獻 73
第4章 面向對象的嵌入式軟件
開發過程 74
4.1 OO開發過程中的基本概念 74
4.1.1 模式 74
4.1.2 複用 75
4.1.3 構架 75
4.1.4 框架 75
4.1.5 模型 75
4.2 OO軟件開發原則 76
4.2.1 迭代式開發 76
4.2.2 模型驅動 77
4.2.3 MDA的開發模式 77
4.3 用例驅動、以框架為核心的迭代
增量開發過程 79
4.3.1 用例驅動 80
4.3.2 以框架為核心 82
4.3.3 迭代和增量式過程 82
4.4 統一軟件開發過程 83
4.4.1 先啟階段 84
4.4.2 精化階段 85
4.4.3 構建階段 85
4.4.4 產品化階段 85
4.4.5 迭代開發與控制管理 86
4.5 嵌入式系統快速面向對象
?開發過程 86
4.5.1 ROPES中的主要活動 87
4.5.2 ROPES過程中的階段工件 89
4.5.3 嵌入式軟件框架 92
4.6 小結 93
課後習題 93
參考文獻 94
第5章 面向對象的嵌入式軟件
需求分析 95
5.1 基本概念 95
5.1.1 需求分析目標及內容 95
5.1.2 用例模型 97
5.1.3 用例的補充描述 101
5.2 嵌入式系統需求分析 103
5.2.1 確定系統邊界 103
5.2.2 尋找參與者 104
5.2.3 尋找用例 104
5.2.4 尋找初始和終止事件 105
5.2.5 準備普通場景 105
5.2.6 增加變化和異常場景 106
5.2.7 尋找外部事件 106
5.2.8 畫順序圖 106
5.2.9 組織參與者和用例 107
5.3 嵌入式系統結構分析 107
5.3.1 領域分析與問題陳述 107
5.3.2 發現對象 107
5.3.3 標識關聯 110
5.3.4 標識對象屬性 111
5.3.5 建立系統的類模型 112
5.4 嵌入式系統行為分析 116
5.4.1 對象行為 116
5.4.2 狀態行為 117
5.4.3 建立狀態模型 120
5.4.4 建立交互模型 122
5.4.5 增加類的主要操作 124
5.5 小結 125
課後習題 126
參考文獻 126
第6章 面向對象的嵌入式系統
軟件設計 127
6.1 軟件構架設計 127
6.1.1 系統分解 127
6.1.2 軟件體系結構 129
6.1.3 併發性 134
6.1.4 選擇持續數據管理基礎設施 135
6.1.5 選擇完整性控制策略 135
6.1.6 選擇全域控制流機制 136
6.1.7 邊界條件處理 136
6.1.8 人機界面設計 136
6.2 嵌入式系統機制設計 137
6.2.1 設計模式 137
6.2.2 Adapter設計模式 139
6.2.3 匹配合適的模式 143
6.2.4 確定問題內部的併發性 145
6.2.5 選擇軟件控制策略 145
6.2.6 處理邊界條件 146
6.2.7 權衡開發策略的優先級 147
6.2.8 填補從高層需求到低層
服務間的空白 147
6.2.9 用操作實現用例 147
6.2.10 將操作分配給類 148
6.2.11 設計優化 149
6.2.12 組織類 150
6.3 嵌入式系統詳細設計 151
6.3.1 數據結構 151
6.3.2 關聯的實現 152
6.3.3 對象接口 154
6.3.4 操作及其可見性 155
6.3.5 用於實現操作的算法 155
6.4 小結 155
課後習題 156
參考文獻 156
第7章 Linux系統嵌入式軟件開發 157
7.1 驅動程序開發 157
7.1.1 驅動程序結構 157
7.1.2 驅動程序分類 158
7.1.3 驅動程序加載方式 161
7.1.4 字符設備驅動程序實例 163
7.2 Linux應用軟件開發 165
7.2.1 嵌入式視頻服務器 165
7.2.2 嵌入式Linux的GUI 167
7.2.3 Qt/Embedded簡介 169
7.2.4 Qt/Embedded的開發環境 170
7.2.5 Qt/Embedded常用類 172
7.3 代碼優化 174
7.3.1 代碼優化分類 174
7.3.2 源代碼優化 175
7.3.3 中間代碼優化 177
7.3.4 目標代碼優化 178
7.4 小結 178
課後習題 178
參考文獻 178
第8章 Android嵌入式軟件開發 179
8.1 Android開發基礎 179
8.1.1 Android操作系統特性 179
8.1.2 Android系統架構 180
8.1.3 Android開發環境搭建 182
8.2 Android驅動程序開發 186
8.2.1 Android Things 186
8.2.2 LED燈條驅動程序開發 186
8.3 Android應用開發 189
8.3.1 Android開發模式 189
8.3.2 Android數據庫開發 191
8.3.3 Android開發實例 193
8.4 小結 199
課後習題 199
參考文獻 199
第9章 嵌入式軟件測試 200
9.1 MISRA C語言編程規範 200
9.2 嵌入式軟件靜態測試 211
9.2.1 代碼分析 211
9.2.2 錯誤分析 211
9.2.3 代碼檢查 212
9.3 嵌入式軟件動態測試 213
9.3.1 白盒測試 213
9.3.2 黑盒測試 214
9.3.3 灰盒測試 214
9.4 嵌入式軟件測試過程 215
9.4.1 過程模型 215
9.4.2 單元測試 218
9.4.3 集成測試 219
9.4.4 確認測試 219
9.4.5 系統測試 220
9.5 嵌入式軟件測試工具 221
9.5.1 純軟件測試工具 221
9.5.2 純硬件測試工具 221
9.5.3 軟硬件結合的測試工具 222
9.5.4 主流嵌入式軟件測試
工具比較 222
9.6 小結 224
課後習題 224
參考文獻 224
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