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第1章 嵌入式软件开发导论1

1.1 概述1

1.1.1 定义1

1.1.2 发展历史2

1.1.3 应用领域3

1.1.4 特点5

1.2 嵌入式系统的组成6

1.2.1 嵌入式处理器6

1.2.2 嵌入式外围设备7

1.2.3 嵌入式操作系统8

1.2.4 嵌入式应用软件8

1.3 嵌入式软件的开发流程9

1.3.1 需求分析阶段10

1.3.2 设计阶段11

1.3.3 生成代码阶段13

1.3.4 固化阶段16

1.3.5 嵌入式软件开发的特点16

1.4 嵌入式系统开发的硬件资源18

1.4.1 在线仿真器18

1.4.2 逻辑分析仪19

1.4.3 ROM仿真器19

1.4.4 源程序模拟器20

1.4.5 示波器20

1.5 嵌入式系统开发的软件资源20

1.5.1 语言编译工具20

1.5.2 交叉调试器21

1.5.3 实时多任务操作系统21

1.5.4 集成开发环境21

1.5.5 板级支持包22

1.6 嵌入式软件的可移植性和可重用性23

1.7 小结25

参考文献25

第2章 嵌入式操作系统26

2.1 嵌入式操作系统基础26

2.1.1 概念26

2.1.2 设计原则27

2.1.3 发展和趋势29

2.2 嵌入式操作系统的体系结构30

2.2.1 单模块结构31

2.2.2 层次结构31

2.2.3 微内核结构32

2.2.4 层次与微内核相结合的结构33

2.3 嵌入式操作系统的分类34

2.4 常见嵌入式实时操作系统35

2.4.1 VxWorkS35

2.4.2 pSOS36

2.4.3 QNX37

2.4.4 DeltaOS37

2.4.5 μC/OSII38

2.5 嵌入式Linux操作系统39

2.5.1 系统特点39

2.5.2 引导程序40

2.5.3 Linux内核42

2.5.4 文件系统45

2.6 Windows CE47

2.6.1 简介47

2.6.2 体系结构49

2.7 小结52

参考文献52

第3章 UML建模技术53

3.1 面向对象基础53

3.1.1 基本概念53

3.1.2 特征55

3.1.3 要素56

3.2 UML语义57

3.2.1 元模型理论57

3.2.2 UML的组织结构58

3.2.3 UML建模概念59

3.2.4 UML的构造事物61

3.2.5 UML中的关系62

3.3 UML图形表示63

3.3.1 UML静态结构图64

3.3.2 use case图68

3.3.3 UML交互图69

3.3.4 UML状态图71

3.3.5 UML活动图73

3.3.6 UML实现图74

3.4 基于UML的软件建模75

3.4.1 UML建模过程75

3.4.2 UML建模过程的特点76

3.4.3 UML建模实例79

3.5 小结84

参考文献85

第4章 面向对象的嵌入式软件开发过程86

4.1 面向对象开发过程中的基本概念86

4.1.1 模式86

4.1.2 复用86

4.1.3 构架87

4.1.4 框架87

4.1.5 模型87

4.2 面向对象软件开发原则88

4.2.1 迭代式开发88

4.2.2 模型驱动89

4.2.3 MDA的开发模式89

4.3 用例驱动、以框架为核心的迭代增量开发过程92

4.3.1 用例驱动92

4.3.2 以框架为核心95

4.3.3 迭代和增量式过程96

4.4 统一软件开发过程97

4.4.1 先启阶段98

4.4.2 精化阶段98

4.4.3 构建阶段99

4.4.4 产品化阶段99

4.4.5 迭代开发与控制管理99

4.5 嵌入式系统快速面向对象开发过程100

4.5.1 ROPES中的主要活动101

4.5.2 ROPES过程中的阶段工件103

4.5.3 嵌入式软件框架107

4.6 小结109

参考文献109

第5章 面向对象的嵌入式软件需求分析110

5.1 基本概念110

5.1.1 需求分析目标和内容110

5.1.2 用例模型112

5.1.3 用例的补充描述115

5.2 需求分析119

5.3 结构分析121

5.3.1 领域分析与问题陈述122

5.3.2 发现对象122

5.3.3 标识关联125

5.3.4 标识对象属性126

5.3.5 建立系统的类模型127

5.4 行为分析132

5.4.1 对象行为132

5.4.2 状态行为132

5.4.3 建立状态模型136

5.4.4 建立交互模型138

5.4.5 增加类的主要操作140

5.5 小结140

参考文献141

第6章 面向对象的嵌入式系统软件设计142

6.1 软件构架设计142

6.1.1 系统分解142

6.1.2 软件体系结构144

6.1.3 并发性149

6.1.4 选择持续数据管理基础设施150

6.1.5 选择完整性控制策略150

6.1.6 选择全局控制流机制151

6.1.7 边界条件处理151

6.1.8 人机界面设计152

6.2 嵌入式系统机制设计153

6.2.1 设计模式153

6.2.2 Adapter设计模式154

6.2.3 匹配合适的模式160

6.2.4 确定问题内部的并发性161

6.2.5 选择软件控制策略162

6.2.6 处理边界条件163

6.2.7 权衡开发策略的优先级163

6.2.8 填补从高层需求到底层服务间的空白164

6.2.9 用操作实现用例164

6.2.10 将操作分配给类165

6.2.11 设计优化165

6.2.12 组织类167

6.3 嵌入式系统详细设计168

6.3.1 数据结构168

6.3.2 关联的实现169

6.3.3 对象接口172

6.3.4 操作及其可见性172

6.3.5 用于实现操作的算法172

6.4 小结173

参考文献173

第7章 Linux系统嵌入式软件开发175

7.1 驱动程序开发175

7.1.1 驱动程序结构175

7.1.2 驱动程序分类177

7.1.3 驱动程序加载方式180

7.1.4 字符设备驱动程序实例182

7.2 Linux应用软件开发184

7.2.1 嵌入式视频服务器184

7.2.2 嵌入式Linux的GUI187

7.2.3 Qt/Embedded简介189

7.2.4 Qt/Embedded的开发环境192

7.2.5 Qt/Embedded常用类194

7.3 代码优化196

7.3.1 代码优化分类196

7.3.2 源代码优化197

7.3.3 中间代码优化199

7.3.4 目标代码优化200

7.4 小结200

参考文献200

第8章 Windows CE嵌入式软件开发201

8.1 Windows CE开发基础201

8.1.1 BootLoader定制201

8.1.2 Windows CE开发工具203

8.2 Windows CE驱动程序开发205

8.2.1 Windows CE驱动程序分类205

8.2.2 Windows CE流接口驱动结构208

8.2.3 Windows CE流接口驱动开发实例211

8.3 Windows CE应用程序开发221

8.3.1 开发Windows CE流接口驱动测试程序221

8.3.2 Windows CE中访问数据库225

8.4 小结229

参考文献229

第9章 嵌入式软件测试231

9.1 MISRA-C编程规范231

9.2 嵌入式软件静态测试243

9.2.1 代码分析243

9.2.2 错误分析244

9.2.3 代码检查244

9.3 嵌入式软件动态测试245

9.3.1 白盒测试246

9.3.2 黑盒测试247

9.3.3 灰盒测试247

9.4 嵌入式软件测试过程248

9.4.1 过程模型249

9.4.2 单元测试251

9.4.3 集成测试252

9.4.4 确认测试253

9.4.5 系统测试254

9.5 嵌入式软件测试工具255

9.5.1 纯软件的测试工具255

9.5.2 纯硬件的测试工具256

9.5.3 软硬件结合的测试工具256

9.5.4 主流嵌入式软件测试工具比较257

9.6 小结258

参考文献258