智能嵌入式系統設計

本書定位為實踐探究型，將智能嵌入式系統行業前沿學術研究成果組成教材基本內容。
本書提出了完整的智能嵌入式系統軟硬件協同設計的知識體系，
講解智能嵌入式系統軟硬件協同設計的基礎原理、方法和技術以及開發語言和工具。
全書由三部分組成。
第一部分基礎篇：系統建模、仿真與性能獲取；
第二部分核心篇：智能係統軟硬件優化配置方法；
第三部分實踐篇：面向典型案例的系統設計與集成。
本教材旨在填補電子信息領域嵌入式軟硬件設計人才培養教材空白，
為解決信息領域“卡脖子”技術培養複合型高端人才。

前言
第一篇基礎篇
第1章概述
1.1 智能嵌入式系統
1.2 嵌入式技術
1.3 異構系統平台
1.4 軟硬件模塊間的通信
1.5 性能指標
1.6 軟硬件優化設計體系架構
1.7 智能嵌入式系統開發流程
1.8 本章小結
1.9 習題
第2章系統建模
2.1 有限狀態機
2.1.1 有限狀態機的基本概念
2.1.2 有限狀態機的建模例子
2.2 輸入輸出有限狀態機
2.2.1 輸入輸出有限狀態機的基本概念
2.2.2 輸入輸出有限狀態機的建模例子
2.3 數據有限狀態機
2.3.1 數據流圖
2.3.2 數據有限狀態機的基本概念
2.3.3 數據有限狀態機的建模例子
2.4 混成自動機
2.4.1 混成系統
2.4.2 混成自動機的基本概念
2.4.3 混成自動機圖形化
2.4.4 混成系統的建模例子
2.4.5 混成自動機演化
2.5 圖形建模語言SysML
2.5.1 SysML介紹
2.5.2 SysML建模工具EA
2.5.3 SysML建模介紹
2.6 本章小結
2.7 習題
第3章系統仿真
3.1 離散系統仿真
3.1.1 硬件描述語言Verilog
3.1.2 仿真工具ModelSim
3.1.3 仿真例子
3.2 離散連續系統仿真
3.2.1 工具介紹
3.2.2 參數設置
3.2.3 子系統
3.2.4 自定義模塊
3.2.5 狀態圖
3.3 本章小結
3.4 習題
第4章系統性能
4.1 軟件性能
4.1.1 軟件執行時間
4.1.2 軟件功耗
4.2 硬件性能
4.2.1 硬件執行時間與硬件面積
4.2.2 FPGA的LUT
4.2.3 獲取硬件執行時間與LUT
4.3 通信時延
4.3.1 通信時延的簡單估測
4.3.2 基於異構系統平台的通信時延估測
4.4 本章小結
4.5 習題
第二篇核心篇
第5章多指標劃分方法
5.1 線性規劃介紹
5.1.1 數學建模
5.1.2 線性規劃
5.1.3 求解工具
5.2 多處理器任務分配
5.2.1 任務分配時間問題
5.2.2 任務分配收益問題
5.3 多指標軟硬件劃分
5.3.1 面向可靠度的軟硬件劃分
5.3.2 多指標軟硬件劃分
5.3.3 多候選對象的軟硬件劃分
5.4 本章小結
5.5 習題
第6章多處理器系統調度算法
6.1 實時系統
6.1.1 基本概念
6.1.2 任務依賴關係
6.1.3 任務搶占
6.1.4 實時系統參考架構
6.2 任務優先級
6.2.1 任務優先級值
6.2.2 任務優先級表
6.3 實時調度
6.3.1 實時調度問題
6.3.2 系統完工時間與處理器使用率
6.3.3 優先級驅動算法
6.4 多處理器系統調度算法
6.5 帶搶占的多處理器系統調度算法
6.6 本章小結
6.7 習題
第7章多模塊劃分
7.1 多模塊劃分方法
7.1.1 模塊劃分問題
7.1.2 可許劃分
7.2 基於通信代價的聚類算法
7.2.1 層次聚類算法
7.2.2 譜系圖
7.2.3 聚類算法
7.2.4 單鏈接聚類算法
7.2.5 全鏈接聚類算法
7.2.6 均鏈接聚類算法
7.3 基於聚類的多模塊劃分算法
7.3.1 多模塊聚類算法
7.3.2 多模塊劃分代價
7.3.3 規定模塊最大任務數算法
7.3.4 多處理器任務調度
7.4 基於KL算法的多模塊劃分
7.4.1 1優化與2式劃分
7.4.2 KL的1優化2式劃分算法
7.4.3 KL劃分算法的例子
7.4.4 KL劃分算法的拓展
7.4.5 KL多式劃分算法
7.5 本章小結
7.6 習題
第8章微系統劃分
8.1 基於模塊的微系統劃分
8.1.1 劃分算法
8.1.2 劃分示例
8.2 基於多處理器的微系統劃分
8.2.1 基於硬件實現增益的軟硬件劃分
8.2.2 基於硬件實現增益加硬件面積的軟硬件劃分
8.2.3 基於硬件面積加硬件實現增益的軟硬件劃分
8.3 基於遺傳算法的微系統劃分
8.3.1 遺傳算法與劃分架構
8.3.2 遺傳算法相關參數
8.3.3 任務表劃分算法
8.3.4 遺傳微系統劃分算法
8.3.5 遺傳微系統劃分算法示例
8.4 本章小結
8.5 習題
第三篇實踐篇
第9章系統設計
9.1 硬件設計
9.1.1 硬件IP核的存在形式
9.1.2 硬件IP核的生成
9.1.3 硬件IP核圖形化
9.2 軟件設計
9.2.1 實現軟件任務
9.2.2 實現協同任務
9.3 軟硬件間通信設計
9.3.1 數據傳輸總線
9.3.2 數據傳輸協議
9.3.3 數據傳輸方式
9.3.4 數據傳輸接口
9.3.5 數據傳輸例子
9.4 本章小結
9.5 習題