C-Based Design of Heterogeneous Embedded Systems pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Hindawi Publishing Corp US SR

作者:

出品人:

页数:152

译者:

出版时间:2008-6-15

价格:USD 23.00

装帧:Paperback

isbn号码:9789774540530

丛书系列:

图书标签:

嵌入式系统
异构系统
C语言
系统设计
硬件软件协同设计
嵌入式软件
设计方法
实时系统
底层开发
架构设计

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具体描述

《异构嵌入式系统设计：从硬件到软件的深度融合》在当今技术飞速发展的时代，嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面，从智能家居到汽车电子，从医疗设备到工业自动化，无处不在。然而，随着应用需求的日益复杂和多样化，单一的处理器架构已难以满足性能、功耗和成本等多方面的严苛挑战。异构嵌入式系统，即集成多种不同类型处理单元（如CPU、GPU、DSP、FPGA等）的系统，应运而生，成为解决这些挑战的关键。本书《异构嵌入式系统设计：从硬件到软件的深度融合》旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探讨如何有效地设计、开发和部署这些复杂的异构嵌入式系统。本书并非对已有具体技术的简单罗列，而是侧重于系统级的设计理念、关键技术挑战以及跨学科的解决策略。内容概述：本书将从以下几个核心维度展开，引导读者理解异构嵌入式系统的本质和设计精髓：第一部分：异构嵌入式系统的机遇与挑战驱动因素与应用场景：深入分析推动异构嵌入式系统发展的关键因素，如日益增长的计算需求、对更高能效的要求、特定任务的加速需求以及不断演进的物联网（IoT）和人工智能（AI）应用。我们将通过详实的案例研究，展示异构架构在智能驾驶、医疗成像、通信基站、无人机等领域的颠覆性作用。核心挑战剖析：异构系统的复杂性带来了前所未有的设计挑战。本部分将重点探讨以下关键问题：架构选择与权衡：如何根据应用需求，合理选择和组合不同的处理单元（如ARM Cortex-A、Cortex-M、NVIDIA GPU、TI DSP、Xilinx FPGA等），并在性能、功耗、成本、实时性之间做出明智的权衡。通信与互联：异构单元之间的高效通信至关重要。我们将深入研究各种片上互联（NoC）、总线架构（如AXI、AMBA）以及跨芯片通信技术，并分析它们对系统整体性能的影响。任务调度与资源管理：在异构环境中，如何有效地将任务分配给最合适的处理单元，并对共享资源进行最优管理，以实现最佳的性能和能效，是本书将详细阐述的重点。开发工具链与软件栈：异构系统需要一套完整且协同工作的开发工具链，包括编译器、调试器、仿真器以及操作系统/中间件。本书将探讨构建和使用高效开发环境的策略。验证与测试：异构系统的复杂性使得验证和测试成为一项艰巨的任务。我们将介绍系统级验证方法、仿真技术以及硬件在环（HIL）测试等先进技术。第二部分：异构嵌入式系统的设计方法论系统级建模与抽象：在复杂系统中，有效的建模是设计的基石。本部分将介绍不同层次的系统抽象模型，从高层次的系统模型（如UML、SystemC）到硬件描述语言（HDL）的建模，以及如何通过这些模型来指导硬件和软件的设计。硬件加速与可重构计算：探讨如何利用FPGA等可重构硬件加速特定计算任务，实现性能的飞跃。我们将深入研究硬件抽象层（HAL）、驱动程序设计以及如何将算法映射到硬件。软件架构与并行化：针对异构硬件，设计高效的软件架构至关重要。本书将重点介绍多核并行编程模型（如OpenMP、MPI）、异构计算框架（如OpenCL、CUDA）以及软件定义硬件（SDH）的概念，以指导开发者编写高效、可移植的软件。功耗优化策略：功耗是嵌入式系统设计中永恒的课题。我们将探讨从硬件到软件的多种功耗优化技术，包括动态电压频率调整（DVFS）、门控时钟、低功耗模式以及软件算法的功耗感知设计。安全与可靠性设计：随着嵌入式系统在关键领域的应用，安全性和可靠性变得尤为重要。本书将探讨异构系统中潜在的安全威胁，并介绍硬件安全模块（HSM）、软件安全加固以及故障检测与恢复机制等设计原则。第三部分：先进设计技术与未来展望机器学习与嵌入式AI：探讨如何将机器学习算法高效地部署到异构嵌入式系统中，实现端侧智能。我们将介绍模型压缩、量化以及针对特定硬件的AI加速库。实时性保障与确定性：对于许多嵌入式应用，严格的实时性是必须的。本部分将深入探讨在异构系统中实现实时性的方法，包括实时操作系统（RTOS）、中断管理、任务优先级以及资源竞争的避免。系统集成与协同设计：强调硬件设计团队与软件开发团队之间的协同工作流程，以及如何通过有效的沟通和迭代来加速整体的开发进程。前沿研究方向：展望异构嵌入式系统设计的未来趋势，如基于AI的自动系统设计、新型互联技术、存内计算（In-Memory Computing）以及与新兴技术（如量子计算）的融合等。本书的目标读者包括嵌入式系统工程师、硬件设计师、软件开发者、系统架构师以及对嵌入式系统设计感兴趣的研究生和高级本科生。通过阅读本书，您将能够系统地理解异构嵌入式系统的设计原理，掌握解决复杂设计挑战的有效方法，并为未来开发更强大、更智能、更节能的嵌入式系统奠定坚实的基础。本书将帮助您从单一技术视角跃升到系统整体优化的思维模式，从而在快速变化的嵌入式系统领域保持领先地位。