C嵌入式編程設(shè)計模式

1、C嵌入式編程設(shè)計模式（美）BrucePowelDouglass）c厳入式編程設(shè)計模式Des-jnPatternsforEmbeddedSystemsin0內(nèi)容簡介C嵌入式編程設(shè)計模式介紹如何使用設(shè)計模式為嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)建高效且優(yōu)化的C語言設(shè)計，這些設(shè)計方法已經(jīng)過實踐證明非常冇效。針對嵌入式系統(tǒng)中發(fā)生的問題，本書的設(shè)計模式給出了模式化的解決方案。通過學(xué)習(xí)木書，你將獲得械入式領(lǐng)域?qū)＜襾鞿不易的經(jīng)驗。C嵌入式編程設(shè)計模式特點:來自行業(yè)大師BrucePowelDouglass的真知灼見,學(xué)習(xí)實用的行業(yè)經(jīng)驗。學(xué)習(xí)使用軟件工程工具以增加嵌入式設(shè)計的開發(fā)速度和可靠性。通過使用設(shè)計模式滿足計劃日程和通過代碼重用

2、降低開發(fā)成木。全書采用WL圖形化解釋，直觀淸晰；所何實例配右C代碼實現(xiàn)，方便實用。編輯推薦媒體評論目錄譯者序前言作者簡介第1章什么是恢入式編程1.1嵌入式系統(tǒng)冇何特殊Z處1.2而向?qū)ο筮€是結(jié)構(gòu)化1.3小結(jié)第2章嵌入式實時過程Harmony的嵌入式編程2.1Harmony過程的基本原理2.2方法2.3接卜來是什么第3章訪問硬件的設(shè)計模式3.1基木的硬件訪問概念3.2硬件代理模式3.3硬件適配器模式3.4中介者模式3.5觀察者模式3.6去抖動模式3.7中斷模式3.8輪詢模式3.9小結(jié)第4章缺入并發(fā)和資源管理的設(shè)計模式4.1并發(fā)基木概念4.2循壞執(zhí)行模式4.3靜態(tài)優(yōu)先級模式4.4臨界區(qū)模式4.5守衛(wèi)

3、調(diào)用模式4.6隊列模式4.7匯合模式4.8同時鎖定模式4.9排序鎖定4.10小結(jié)第5章狀態(tài)機的設(shè)計模式5.1哦，行為5.2基木狀態(tài)機概念5.3單事件接收器模式5.4多事件接收器模式5.5狀態(tài)表模式5.6狀態(tài)模式5.7與狀態(tài)5.8分解與狀態(tài)模式5.9小結(jié)第6章安全性和可靠性模式6.1關(guān)于安全性和可靠性的一些事6.2二進制反碼模式6.3CRC模式6.4智能數(shù)據(jù)模式6.5通道模式6.6保護單通道模式6.7雙通道模式6.8小結(jié)作者簡介BrucePowelDouglass在俄勒岡大學(xué)獲得運動生理學(xué)碩士學(xué)位，并在USD醫(yī)學(xué)院獲得神經(jīng)生理學(xué)他七學(xué)位。在USD醫(yī)學(xué)院時，他開創(chuàng)了一個叫做自相關(guān)因子分析的新數(shù)學(xué)分

4、支，用于研究多細胞生物神經(jīng)系統(tǒng)中的信息處理。Bruce擁何30余年的實時系統(tǒng)領(lǐng)域軟件開發(fā)工作經(jīng)驗，并且是實時系統(tǒng)領(lǐng)域和系統(tǒng)工程領(lǐng)域知名的演說家、作家和咨詢顧問。他是缺入式系統(tǒng)大會顧問委員會的成員z,并且教授軟件估算和調(diào)度、項目管理、面向?qū)﹀璺治龊驮O(shè)計、通信協(xié)議、右限狀態(tài)機、設(shè)計模式、安全關(guān)鍵系統(tǒng)的設(shè)計等相關(guān)課程。他在實時而向?qū)€分析和設(shè)計.項目管理領(lǐng)域仃很多年的開發(fā)、講課和咨詢經(jīng)驗。他為許多刊物撰寫文章，特別是在實時領(lǐng)域。他是IBMRational的首席技術(shù)宜傳官，IBMRational是實時系統(tǒng)開發(fā)工具的主要生產(chǎn)商，產(chǎn)品包括廣泛使用的建模工具Rhapsody。Bruce與其他UML伙伴合作共

5、同制定了UML標準。他是對線管理組織的實時分析與設(shè)計工作組的前聯(lián)合主席。他還著有一些與其他軟件相關(guān)的書籍，包括：DoingHardTime:DevelopingReal-TimeSystemswithUML,Objects,Frameworks,andPatterns(Addison-Wesley,1999)Real-TimeDesignPatterns:RobustScalableArchitectureforReal-TimeSystems(Addison-Wesley,2002)Real-TimeUMLThirdEdition:AdvancesintheUMLforReal-TimeSy

6、stems(Addison-Wesley,2004)Real-TimeUMLWorkshopforEmbeddedSystems(Elsevier,2007)(Real-TimeAgility!(Addison-Wesley,2009)前言譯者序隨著電子技術(shù)、通信技術(shù)等的總速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在工業(yè)控制、通信、航空航犬、消費電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，其所帶來的效益不可估量。隨著時間推移，嵌入式系統(tǒng)的需求量呈現(xiàn)指數(shù)增氏，并且應(yīng)用范圍不斷擴大，同時對系統(tǒng)的復(fù)雜性、穩(wěn)定性、安全性以及關(guān)鍵性的要求也日益提高。嵌入式系統(tǒng)如何滿足這種需求，怎樣提高械入式軟件的生產(chǎn)率，怎樣以最短的時間開發(fā)出最令人滿意的、

7、高效可靠的嵌入式軟件成為了擺在人們而前的問本書以面向?qū)﹀璧囊暯牵匦聦徱暻度胧较到y(tǒng)，全而總結(jié)了嵌入式系統(tǒng)中常見的以及關(guān)鍵的設(shè)計模式。這些模式廣泛應(yīng)用于械入式系統(tǒng)或嵌入式軟件中。木書還提出了很多新穎的設(shè)計模式，為使用C語言編程的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者提供了強右力的工具。通過這些模式，開發(fā)者可以用最短的時間設(shè)計出性能好、穩(wěn)定性強、安全性高的嵌入式系統(tǒng)或軟件，而且也能為系統(tǒng)日后的升級維護打卞堅實的設(shè)計基礎(chǔ)。讀者能夠從本書中系統(tǒng)地掌握嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計模式,使用C語言以面向?qū)ο蟮囊暯窃O(shè)計系統(tǒng).開發(fā)系統(tǒng)。本書針對嵌入式系統(tǒng)中從內(nèi)存訪問到事件調(diào)度,從狀態(tài)機設(shè)計到安全性、可靠性保證，對系統(tǒng)設(shè)計以及性能表現(xiàn)的方方而而

8、進行了詳細闡述，也提出了很好的設(shè)計規(guī)則。本書的作者擁何30年的械入式系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)經(jīng)驗，本書是他對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計模式的一次詳細的總結(jié)。木書的組織條理淸晰，不僅是一本關(guān)于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計模式的優(yōu)秀書籍，更是一個針對械入式軟件工程的工具箱。讀者可以從這個工具箱中找到應(yīng)用到工作中的經(jīng)典模式，通過在開發(fā)設(shè)計過程中使用這些模式能極大地提高械入式系統(tǒng)或軟件的功能和穩(wěn)定性。此外，所仃的模式都使用WL來圖形化解釋，讀者可以更直觀地了解模式，并且配有詳細的C代碼實現(xiàn)，極大地方便了工作中的使用。可以說本書是一本不可多得的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方而的好書。本書在翩譯的過程中得到了很多人的幫助和鼓勵，在此感謝機械丁業(yè)出版社編輯

9、在木書翩譯過程中給予的幫助，還要感謝KouroshFarrokhzadi對本書部分內(nèi)容理解方而給予的指導(dǎo)。由于時間關(guān)系，雖然盡最大的努力翻譯，但是譯文中難免有疏漏和錯誤之處，懇請讀者批評指正。精彩書摘第1章什么是嵌入式編程我們將學(xué)到:嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識而向?qū)€編程與結(jié)構(gòu)化編程使用C語言實現(xiàn)類、繼承、狀態(tài)機1.1嵌入式系統(tǒng)何何特殊Z處本書完全著眼于懺入式系統(tǒng)的開發(fā)。為此，需要區(qū)分嵌入式系統(tǒng)和其他系統(tǒng)。在深入討論Z前，我們需要理解這種區(qū)別，這樣才能領(lǐng)會用來開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的那些模式和技術(shù)的真諦。嵌入式系統(tǒng)可以定義為：不提供通用的計算環(huán)境，而是致力于完成現(xiàn)實世界中具體功能的計算系統(tǒng)。顯然，這樣定義叫

10、茨入式系統(tǒng)非常寬泛，它包括了心臟起搏器中的微塑8位嵌入式計算機，與控制航犬設(shè)備相關(guān)的32位計算機，交通設(shè)施、飛行器的消防控制，以及C4ISR（Command,Control,Communications,Computers.Intelligence,Surveillance,andReconnaissance.指揮、控制、通信、計算機、情報、監(jiān)視和偵察）系統(tǒng)的廣域網(wǎng)中用于戰(zhàn)場管理的數(shù)以百計的強大計算機系統(tǒng)。很多嵌入式系統(tǒng)沒仃磁盤，沒何人機交互，并且僅冇很少的存儲空間，但是嵌入式系統(tǒng)的市場空間卻遠比這些簡單設(shè)備更寬廣。嵌入式系統(tǒng)無處不在:在醫(yī)藥領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)包括植入設(shè)備（如心臟起搏器、去纖顫器

11、、胰島素泵）、監(jiān)測設(shè)備（如心電圖（ECG/EKG）監(jiān)視器、血氣監(jiān)測儀、血壓計、肌電圖（EMG）顯示器）、成像系統(tǒng)（如CT、SPECT、PET、TEM和X射線成像儀），以及治療輸送裝置（如病人呼吸機、藥物汽化器和輸液泵）。在電信行業(yè)，涵蓋了手機、交換設(shè)備、路由器、調(diào)制解調(diào)器和衛(wèi)星等設(shè)備。在汽車制造領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)優(yōu)化發(fā)動機燃燒，管理變速器中的能量傳輸，監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù)，控制防抱死系統(tǒng)，提供安全保障并且提供咨詢娛樂服務(wù)，例如：CD和DVD播放器、GFS導(dǎo)航（在一些地方，它可以提供雷達和激光探測甚至是主動雷達和激光探測應(yīng)對系統(tǒng)）。在辦公領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)管理電話、打印機、復(fù)印機、傳真機、照明設(shè)備、數(shù)字投

12、影儀、安保系統(tǒng)、防火系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)。在家中，例子包括微波爐、電視機、收音機、洗衣機，甚至包括真空吸塵器。嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)能控制、增強、監(jiān)控和管理兒乎所仃高科技設(shè)備，從電視機到火車，再到工廠自動化系統(tǒng)，而且其應(yīng)用呈上升趨勢。嵌入式系統(tǒng)何個重要的子集即實時系統(tǒng)。很多人錯謀地認為“實時”就是“很快”，這種理解是不正確的。實時系統(tǒng)是一種在系統(tǒng)中必須滿足實時性約束才能正確運行的系統(tǒng)。通常來看，可以將實時系統(tǒng)簡單地分為兩類：其中的一類是“碾”實時系統(tǒng)，它以系統(tǒng)實時性約束中的最后期限作為建模依據(jù)，在最后期限到來Z前，指定的活動必須完成：“軟”實時系統(tǒng)則是相對于“硬”實時系統(tǒng)而言的，它加入時間期限以外的標準（經(jīng)常是隨機的）來滿足系統(tǒng)的實時性約束。這些標準包括平均吞吐量、平均執(zhí)行時間、報大脈沖氏度或其他的衡量標準。所有的系統(tǒng)都可以建模為碾實時系統(tǒng)，但是這樣做經(jīng)常造成“過度設(shè)計”，過度設(shè)計造成系統(tǒng)運行速