基于µC/OS-II的嵌入式系统驱动构件裁减设计

嵌入式系统强调软硬件的协同性与整合性，软件与硬件可剪裁，以满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求。文中通过对基于µC/OS-II操作系统的嵌入式系统驱动构件结构和驱动构件与微控制器(MCU)密切相关模块的分析，提出一种中间件技术来方便地裁减驱动构件的功能，提高驱动构件的复用性、可移植性。     

基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式系统驱动构件裁减设计

嵌入式系统强调软硬件的协同性与整合性,软件与硬件可剪裁,以满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求.文中通过对基于μC/OS-Ⅱ操作系统的嵌入式系统驱动构件结构和驱动构件与微控制器(MCU)密切相关模块的分析,提出一种中间件技术来方便地裁减驱动构件的功能,提高驱动构件的复用性、可移植性.     

构件化ColdFire系列MCUs通用GPIO驱动设计

嵌入式底层构件是建立在硬件构件的基础上,根据硬件构件的实际功能和接口,实现与之对应的硬件模块的驱动分解。GPIO是嵌入式系统的通用构件并且作为底层内部构件被其他底层外设构件所调用。本文以飞思卡尔ColdFire系列为例,根据软件工程构件化设计,提出GPIO构件化设计方法并且给出应用实例,说明嵌入式底层内部构件的可复用性与可移植性。     

基于硬件构件的原理图绘制规则研究

在对目前基于构件的嵌入式系统开发方法分析的基础上,提出了硬件构件的概念、模型及分类方法,给出了以MCU为核心的嵌入式系统硬件构件的原理图绘制规则、命名规范及若干示例。基于硬件构件的原理图设计思想在提高硬件的可移植性和可复用性、减少系统开发时间、增强系统可维护性等方面具有重要的意义,同时也为编写底层驱动软件做好了准备。     

嵌入式环境中的软件构件化研究

根据嵌入式系统的固有特点,将构件化的思想引入到嵌入式系统中,对嵌入式软件进行了构件化改造。针对底层驱动和操作系统的构件化,可有效提高软件系统的可移植性以及安全性;对应用层软件的构件化,提高了嵌入式软件的可配置性,并减少了软件系统的每个应用的体积。最后以嵌入式通讯协议栈为例,测试了构件化对软件性能的影响,对嵌入式软件的构件化改造有参考意义。     

基于硬件构件的底层软件构件开发方法研究

为了提高嵌入式系统的硬件和底层软件的可移植性,本文对基于嵌入式硬件构件模型的底层硬件驱动程序(即底层构件)的开发方法进行了研究,给出了硬件构件与软件构件的层次关系图以及底层构件的封装原则,通过实例分别阐述了GPIO构件、功能构件和外设构件的程序编制方法以及移植性问题。     

嵌入式环境中的软件构件化研究

根据嵌入式系统的固有特点，将构件化的思想引入到嵌入式系统中，对嵌入式软件进行了构件化改造。针对底层驱动和操作系统的构件化，可有效提高软件系统的可移植性以及安全性；对应用层软件的构件化，提高了嵌入式软件的可配置性，并减少了软件系统的每个应用的体积。最后以嵌入式通讯协议栈为例，测试了构件化对软件性能的影响，对嵌入式软件的构件化改造有参考意义。     

可控嵌入式构件框架的研究与实现

针对传统面向用户模式开发中的相似性和重复性问题,提出可控嵌入式构件框架的开发方法。从三层架构角度入手,采用抽象工厂设计模式和模型驱动思想,利用XML关系数据存储机制和改进的XML映射方法,并通过构建嵌入式SQL子系统,设计可控嵌入式构件框架的具体实现过程。实验结果与分析表明,该系统能提高开发效率,减少开发成本,具有很强的适应性、移植性和可扩展性,自动化和可重用性较高。     

设备驱动在嵌入式系统中的构件综合

主要讲述了综合技术如何应用在嵌入式系统中的设备驱动设计.所述的综合技术在设备驱动设计开发的过程中,使用设备驱动的各个构件,包括事件驱动的有限状态机,数据通道,设备控制和其他元素,对设备行为进行描述.把整个设备驱动分成各个子构件,使用专用的构件描述语言对子构件分别进行描述,然后对其进行综合得到最后的代码.     

嵌入式构件系统中的性能测量

在嵌入式系统设计中,常采用多级多模型构件化系统的设计来完善对硬件的抽象,缩短开发周期,降低开发难度.然而,当性能逐渐成为嵌入式构件系统开发的重要要求之后,应用于普通系统中的性能测量方法仍然不能体现构件化特点.构件化系统的性能瓶颈主要在于功能相关的关键构件以及粒度不合理的构件群之间的过于频繁的构件间交互,设计实现了适用于监测构件性能的方法和工具,在自主研发的嵌入式构件化系统Pcanel平台上实验此方法,获得了明显的性能改进.     

Linux Gadget系统及其在S3c2410上的海量存储研究

研究了Gadget子系统的体系结构,将Gadget子系统分为芯片驱动层和设备驱动层,分别论述了每层的功能及接口;以海量存储系统为例,分析了Gadget子系统与主机端进行数据交互的方式与过程,着重阐述了Gadget子系统移植的方法。在研究过程中,实现了芯片驱动层的S3C2410驱动程序,并将设备驱动层移植到S3C2410的嵌入式Linux系统中,最终在S3C2410的嵌入式平台上完整实现了海量存储系统的应用。该系统可将嵌入式设备的Flash的其中一个分区模拟为一个移动硬盘,使PC与嵌入式设备之间的数据交换更加容易。海量存储系统的实现可作为Gadget子系统中其他芯片驱动程序及设备驱动程序实现的参考,同时扩充了Gadget子系统芯片驱动层及设备驱动层的功能。     

嵌入式loader下PCle网卡驱动设计与实现

某些嵌入式系统需要在Bootloiader中驱动网卡完成特定的网络功能.本文针对嵌入式系统存储容量有限的特点,提出了PCIe类网卡简化驱动模型,并给出一个具体实现,对于嵌入式系统Bootloader下的网卡驱动开发有一定的借鉴作用.     

用CSP开发CE.Net FIGS加密传输构件

农田信息采集系统FIGS是精准农业系统的重要组件,嵌入式采集终端和处理中心的安全、准确的数据传输是系统发挥效用的关键,CSP是WINDOWS CE平台主要的密码服务标准,在桌面系统和嵌入式系统中得以广泛应用;分析了嵌入式农田信息采集系统的安全需求,设计了构件的功能函数接口、数据结构,研究了CSP的原理和体系结构,应用CSP和Cryp-toAPI实现了构件,完成了工程目标,讨论了解决方案在CSP本地化和上层应用适应性维护两方面存在的优点。     

嵌入式系统网络底层驱动的研究与实现

随着信息技术与计算机网络的迅速发展，对具有良好网络功能的嵌入式系统的需求日益迫切。该文在分析嵌入式系统中实现网络底层驱动所需要注意的问题之后，系统地介绍了已经实现了的一个网络底层驱动的相关数据结构和算法，并以与Linux系统相比较的方法给出了我们研制的MiniCore操作系统的网络驱动性能。     

可组合嵌入式软件建模与验证技术研究分析

可组合嵌入式软件是计算机构件得以开发的基础,对嵌入式构件的模型建立、组合形式、构件组合的相关机制进行分析和验证,能够在一定程度上促进嵌入式软件的发展,分别从组合操作和组合规则等方面进行不同的讨论,结合嵌入式构件的特征,分析嵌入式构件的非功能特征和异构特征,从而研究可组合嵌入式软件组合方法,从而对那些非功能特征进行分析,从而能够打破非功能特征的约束,从而能够使嵌入式软件的组合具有更好的兼容性。     

实时嵌入式构件模型组装方法及时间性推理

针对实时嵌入式系统特点,提出一种可行的具有较好普适性的软构件模型及构件组装机制,使用形式化方法描述构件接口规约及组装规约,并给出构件时间性的推理方法,旨在实时嵌入式系统中构建更加通用、简易、开放的构件模型和更加合理的构件组装推理机制。     

一种智能家电嵌入式软件源码构件的设计模式

通过对家电控制器常用MCU体系结构、程序设计语言、家电功能及外设驱动源码的研究,提出了一种家电嵌入式软件源码构件设计模型.该模型根据特定的构件规范,将成熟软件可重用源代码片段封装成不同级别的源码构件,插在同类家电程序框上,生成所需的嵌入式软件系统.详细介绍了源码构件层次模型和构件封装规范,并以空调控制器应用程序开发为实例,说明源码构件的设计、生成、应用过程.该构件设计方法,特别适合不用操作系统的家电控制程序的构件开发.     

基于CSP的构件化嵌入式软件能耗分析与评估方法研究

随着嵌入式系统的发展,构件化软件开发技术已成为嵌入式软件开发的发展趋势.嵌入式系统通常是能源有限系统,如何在构件化嵌入式系统开发前期对其能耗进行分析与评估,发现系统能耗特性设计缺陷,从而提高开发效率,降低开发成本,已成为嵌入式系统设计的一个挑战.文中从构件化嵌入式软件体系结构出发,采用基于路径的系统能耗分析评估方法,在嵌入式系统架构设计阶段对其能耗特性进行分析与评估.在此评估体系中,软件体系结构应用进程代数语言CSP进行形式化描述,能耗特性在构件接口级别定义,最终建立了以CSP迹模型为基础的基于路径的系统能耗分析评估模型.文章最后通过案例分析验证了该模型分析方法的正确性和有效性.     

软硬件综合AADL可靠性建模及分析方法

目前嵌入式系统广泛应用于航空电子、远程医疗、汽车电子等具有高可靠性要求的系统中。随着嵌入式系统的复杂度越来越高,为了保障系统的高可靠性需求,需要在系统开发的早期设计阶段对系统的可靠性进行分析评估,以提高系统的开发效率。嵌入式系统中软件、硬件功能的失效都会对系统可靠性产生影响,而AADL的可靠性模型缺乏对硬件构件错误的影响及传播机制进行刻画分析的能力。本文综合考虑软、硬件错误发生失效后对系统可靠性的影响,提出了一种面向系统架构级别的软硬件综合可靠性分析方法。该方法基于电子电路设计中事务级建模方法,扩展了AADL事务级错误模型的语法和语义,来支持AADL对硬件构件错误传播的硬件功能行为建模,在此基础上,利用AADL模型实例化机制实现对嵌入式系统可靠性建模,刻画了错误行为在硬件构件之间、软硬件构件之间的传播与影响。同时,定义了AADL硬件构件事务级错误模型到广义随机Petri网模型的映射规则,实现了系统软、硬件综合的可靠性行为仿真计算模型组合,支持嵌入式系统的软硬件综合可靠性分析。论文开发了软硬件综合可靠性建模与分析工具原型,并以某型飞机空气增压系统为例,在航空电子系统架构设计中进行尝试,验证了该方法在复杂嵌入式系统设计中进行软硬件综合可靠性分析的可行性与优越性。     

基于Hi3510的车载监视系统的设计

介绍了一种以Hi3510为核心,以嵌入式Linux为操作系统的车载监视系统的设计与实现.分析了系统各组成模块的功能与实现方法,给出了系统的整体结构框图,程序主流程图和嵌入式Linux下设备驱动的加载和设备访问方法.系统调试结果证实该监视系统能够完成设计中要求的实时监视功能.