基本信息

書名:嵌入式繫統導論 CPS方法 原書第2版

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作者:(美)愛德華·阿什福德·李(Edward Ashford Lee),(美)桑吉特·阿倫庫馬爾·塞希阿(Sanjit Arunkumar Seshia)

出版社：機械工業出版社

出版日期：2018-09-01

ISBN：9787111608110

字數：500

頁碼：307

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

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編輯推薦

內容提要

本書從CPS的視角，圍繞嵌入式繫統的建模、設計和分析三方面，深入淺出地介紹了設計和實現CPS的整體過程及各個階段的細節，重點是論述繫統模型與繫統實現的關繫，以及軟件和硬件與物理環境的相互作用。第2版增加了兩章，第7章覆蓋傳感器和作動器，強調建模；7章給出嵌入式繫統的安全和隱私方面的基本內容。

目錄

??出版者的話

譯者序

前言

章緒論1

1.1應用1

1.2啟發式示例4

1.3設計過程5

1.3.1建模7

1.3.2設計8

1.3.3分析8

1.4小結9

部分動態行為建模

第2章連續動態12

2.1牛頓力學12

2模型15

2.3繫統特性17

2.3.1因果繫統17

2.3.2無記憶繫統18

2.3.3線性與時不變性18

2.3.4穩定性19

2.4反饋控制19

2.5小結22

習題23

第3章離散動態25

3.1離散繫統25

3.2狀態的概念28

3.3有限狀態機28

3.3.1遷移29

3.3.2響應31

3.3.3更新函數32

3.3.4確定性與接受性34

3.4擴展狀態機35

3.5非確定性37

3.5.1形式化模型38

3.5.2非確定性的用途39

3.6行為與軌跡39

3.7小結41

習題41

第4章混合繫統45

4.1模態模型45

4.1.1狀態模型45

4.1.2連續輸入45

4.1.3狀態精化46

4.2混合繫統分類47

4.2.1時間自動機47

4.2.2高階動態性49

4.2.3監督控制53

4.3小結56

習題57

第5章狀態機組合61

5.1並發組合62

5.1.1平行同步組合63

5.1.2平行異步組合64

5.1.3共享變量66

5.1.4級聯組合68

5.1.5通用組合70

5.2分層狀態機70

5.3小結72

習題72

第6章並發計算模型75

6.1模型的結構75

6.2同步響應模型77

6.2.1反饋模型78

6.2.2形式非良好模型與形式良好模型79

6.2.3推定一個不動點80

6.3數據流計算模型81

6.3.1數據流原理82

6.3.2同步數據流84

6.3.3動態數據流86

6.3.4結構化數據流87

6.3.5進程網絡88

6.4時間計算模型89

6.4.1時間觸發模型89

6.4.2離散事件繫統92

6.4.3時間連續繫統93

6.5小結95

習題95

第二部分嵌入式繫統設計

第7章傳感器與執行器100

7.1傳感器與執行器模型101

7.1.1線性與仿射模型101

7.1.2量程101

7.1.3動態量程102

7.1.4量化102

7.1.5噪聲104

7.1.6采樣105

7.1.7諧波失真107

7.1.8信號調理108

7.2一些常用傳感器109

7.2.1測量傾斜度與加速度109

7.2.2測量位置和速度110

7.2.3測量旋轉111

7.2.4測量聲音111

7.2.5其他傳感器111

7.3執行器112

7.3.1發光二極管112

7.3.2電機控制112

7.4小結115

習題115

第8章嵌入式處理器117

8.1處理器類型117

8.1.1微控制器117

8.1.2DSP處理器119

8.1.3圖形處理器123

8.2並行機制123

8.2.1並行與並發123

8.2.2流水線125

8.2.3指令級並行127

8.2.4多核體繫結構132

8.3小結132

習題132

第9章存儲器體繫結構134

9.1存儲器技術134

9.1.1RAM134

9.1.2非易失性存儲器135

9.2存儲器分級體繫135

9.2.1存儲器映射136

9.2.2寄存器文件137

9.2.3暫存器與高速緩存138

9.3存儲器模型140

9.3.1存儲器地址140

9.3.2棧141

9.3.3存儲器142

9.3.4動態內存分配142

9.3.5C程序的存儲模型143

9.4小結143

習題144

0章輸入與輸出146

10.1I/O硬件146

10.1.1脈衝寬度調制147

10.1.2通用數字I/O147

10.1.3串行接口149

10.1.4並行接口151

10.1.5總線151

10.2並發世界中的順序軟件152

10.2.1中斷與異常152

10.2.2原子性154

10.2.3中斷控制器155

10.2.4中斷建模155

10.3小結158

習題158

1章多任務機制163

11.1命令式程序163

11.2線程166

11.2.1創建線程166

11.2.2實現線程168

11.2.3互斥169

11.2.4死鎖171

11.2.5內存一致性模型172

11.2.6多線程機制帶來的問題173

11.3進程與消息傳遞174

11.4小結177

習題178

2章調度機制181

12.1調度基礎181

12.1.1調度決策181

12.1.2任務模型182

12.1.3調度器比較184

12.1.4調度器的實現184

12.2單調速率調度185

12.3 早截止期優先調度187

12.4調度與互斥190

12.4.1優先級翻轉190

12.4.2優先級繼承協議191

12.4.3優先級天花板協議192

12.5多處理器調度193

12.6小結195

習題196

第三部分分析與驗證

3章不變量與時態邏輯200

13.1不變量200

13.2線性時態邏輯201

13.2.1命題邏輯公式202

13.2.2線性時態邏輯公式203

13.2.3運用線性時態邏輯公式205

13.3小結206

習題207

4章等價與精化209

14.1規格模型209

14.2類型等價與精化209

14.3語言等價與包含211

14.4模擬215

14.4.1模擬關繫216

14.4.2形式化模型217

14.4.3傳遞性217

14.4.4模擬關繫的非性218

14.4.5模擬與語言包含的對比218

14.5互模擬

……

作者介紹

??愛德華·阿什福德·李，加州大學伯克利分校電子工程與計算機科學繫（EECS）羅伯特·S.佩珀（RobertS.Pepper）傑出教授；研究興趣集中於嵌入式實時計算繫統的設計、建模與分析，曾任加州大學伯克利分校電子工程（EE）分部以及電子工程與計算機科學繫主任。1979年獲得耶魯大學計算機科學學士學位，1981年獲得麻省理工學院（MIT）電氣工程與計算機科學碩士學位，1986年獲得加州大學伯克利分校電氣工程與計算機科學博士學位。1979年至1982年期間，曾在位於新澤西州霍姆德爾的貝爾實驗室任職。他是伯克利設計技術股份有限公司（BDTI）的聯合創始人、IEEE會士（IEEEFellow）、美國國家科學基金會總統青年科學家，並於1997年獲得美國工程教育學會的弗雷德裡克·埃蒙斯·特曼獎。

桑吉特·阿倫庫馬爾·塞希阿，加州大學伯克利分校電子工程與計算機科學繫教授；研究興趣集中於可信計算、計算邏輯和形式化方法及其在嵌入式繫統、計算機安全、電子設計自動化以及合成生物學等領域問題中的應用；於印度理工學院孟買分校獲得計算機科學與工程學士學位，於卡內基-梅隆大學（CMU）獲得計算機科學碩士和博士學位。他曾獲美國青年科學家與工程師總統獎（PECASE）、艾爾弗雷德·P.斯隆研究獎，以及卡內基-梅隆大學計算機科學學院傑出學位論文獎。

張凱龍，博士、博士後（法國），西北工業大學計算機學院副教授，西北工業大學-巴黎高科MINES機器人與群智能繫統聯合實驗室主任，第二屆中國嵌入式繫統十大傑出青年，主要研究嵌入式計算與繫統技術、機器人與群智能繫統技術等。

序言