Rozdział 1. Wprowadzenie

• Tworzenie systemów wbudowanych
  • Kompilatory i języki
  • Debugowanie
  • Ograniczenia zasobów
  • Zasady radzenia sobie z tymi problemami
• Prototypy i płytki dla makerów
• Dalsza lektura

Rozdział 2. Tworzenie architektury systemu

• Pierwsze kroki
• Tworzenie diagramów systemu
  • Diagram kontekstowy
  • Diagram blokowy
  • Organigram
  • Diagram warstwowy
• Projektowanie pod kątem zmian
  • Enkapsulacja modułów
  • Delegowanie zadań
  • Interfejs sterownika: open, close, read, write, ioctl
  • Wzorzec adaptera
• Tworzenie interfejsów
  • Przykład: interfejs rejestrowania zdarzeń
• Zabawa w piaskownicy
• Z powrotem do tablicy
• Dalsza lektura

Rozdział 3. Praca ze sprzętem

• Integracja sprzętu i oprogramowania
  • Idealny przepływ projektu
  • Projekt sprzętu
  • Uruchamianie płytki
• Czytanie arkusza danych
  • Sekcje arkusza danych, których będziesz potrzebować, kiedy coś pójdzie nie tak
  • Sekcje arkusza danych przeznaczone dla twórców oprogramowania
  • Ewaluacja komponentów z użyciem arkusza danych
• Twój procesor jest językiem
• Czytanie schematu
• Ćwiczenie z czytania schematów: Arduino!
• Bezpieczeństwo płytki
• Tworzenie własnego przybornika diagnostycznego
  • Multimetr cyfrowy
  • Oscyloskopy i analizatory stanów logicznych
  • Przygotowywanie oscyloskopu do pracy
• Testowanie sprzętu (i oprogramowania)
  • Budowanie testów
  • Przykład testu pamięci flash
  • Polecenie i odpowiedź
  • Wzorzec polecenia
• Obsługa błędów
  • Spójna metodyka
  • Przepływ sprawdzania błędów
  • Biblioteka do obsługi błędów
  • Diagnozowanie błędów związanych z zależnościami czasowymi
• Dalsza lektura

Rozdział 4. Wejścia, wyjścia i timery

• Obsługa rejestrów
  • Matematyka binarna i szesnastkowa
  • Operacje bitowe
  • Testowanie, ustawianie, zerowanie i przełączanie
• Przełączanie wyjścia
  • Konfigurowanie pinu jako wyjścia
  • Włączanie diody LED
  • Miganie diodą LED
  • Rozwiązywanie problemów
• Oddzielanie sprzętu od działań
  • Plik nagłówkowy specyficzny dla płytki
  • Kod obsługi wejścia-wyjścia
  • Pętla główna
  • Wzorzec fasady
• Wejście w wejściu-wyjściu
• Chwilowe naciśnięcie przycisku
  • Przerwanie przy naciśnięciu przycisku
  • Konfigurowanie przerwania
  • Eliminowanie drgań styków
• Niepewność w czasie wykonania
  • Zwiększanie elastyczności kodu
  • Wstrzykiwanie zależności
• Używanie timera
  • Elementy timera
  • Odrobina matematyki
  • Więcej matematyki: trudna częstotliwość docelowa
  • Długie oczekiwanie między tyknięciami timera
  • Używanie timera
• Modulacja szerokości impulsów
• Oddawanie gotowego produktu
• Dalsza lektura

Rozdział 5. Przerwania

• Kurczak naciska przycisk
• Wystąpienie przerwania
  • Przerwania niemaskowalne
  • Priorytet przerwań
  • Zagnieżdżone przerwania
• Zapisywanie kontekstu
• Pobieranie ISR z tablicy wektorów
  • Inicjalizacja tablicy wektorów
  • Wyszukiwanie procedury ISR
• Wywoływanie procedury ISR
  • Wiele źródeł jednego przerwania
  • Wyłączanie przerwań
  • Sekcje krytyczne
• Przywracanie kontekstu
• Konfigurowanie przerwań
• Kiedy używać przerwań, a kiedy nie
  • Jak unikać używania przerwań
  • Odpytywanie
  • Tyknięcie systemowe
  • Zdarzenia oparte na czasie
  • Malutka usługa harmonogramowania
• Dalsza lektura

Rozdział 6. Zarządzanie przepływem aktywności

• Harmonogramowanie i podstawy systemu operacyjnego
  • Zadania
  • Komunikacja między zadaniami
  • Unikanie wyścigów
  • Inwersja priorytetów
• Maszyny stanów
  • Przykład maszyny stanów: kontroler sygnalizacji świetlnej
  • Maszyna stanów skupiona na stanach
  • Skupiona na stanach maszyna stanów z ukrytymi przejściami
  • Maszyna stanów skupiona na zdarzeniach
  • Wzorzec stanu
  • Maszyna stanów sterowana tabelą
  • Wybieranie implementacji maszyny stanów
• Watchdog
• Pętle główne
  • Odpytywanie i czekanie
  • Przerwanie timera
  • Przerwania robią wszystko
  • Przerwania powodują zdarzenia
  • Malutka usługa harmonogramowania
  • Obiekty aktywne
• Dalsza lektura

Rozdział 7. Komunikacja z urządzeniami peryferyjnymi

• Komunikacja szeregowa
  • Szeregowe łącze TTL
  • Szeregowe łącze RS-232
  • SPI
  • I2C i TWI
  • 1-Wire
  • Łącze równoległe
  • Podwójna i poczwórna magistrala SPI
  • USB
  • Inne protokoły
• Komunikacja w praktyce
  • Przykład użycia zewnętrznego przetwornika ADC: sygnalizacja gotowości danych w SPI
  • Używanie kolejki FIFO (jeśli jest dostępna)
  • Bezpośredni dostęp do pamięci (DMA)
  • Przykład użycia zewnętrznego przetwornika ADC: SPI i DMA
• Bufory okrężne
• Dalsza lektura

Rozdział 8. Budowanie systemu

• Macierze klawiszy
• Wyświetlacze segmentowe
• Wyświetlacze pikselowe
  • Zasoby graficzne
  • Zmienne dane? Wzorce pyłku i fabryki
• Zewnętrzna pamięć flash
  • Zasoby graficzne
  • Emulacja pamięci EEPROM i magazyny KV
  • Małe systemy plików
  • Przechowywanie danych
• Sygnały analogowe
• Czujniki cyfrowe
• Obsługa danych
  • Zmienianie algorytmów: strategia
  • Etapy algorytmu: potoki i filtry
• Obliczanie potrzeb: szybkości i przepustowości
  • Przepustowość danych
  • Przepustowość pamięci i buforowanie danych
• Dalsza lektura

Rozdział 9. Wpadanie w kłopoty

• Walka z optymalizacjami kompilatora
• Niemożliwe usterki
  • Odtwarzanie usterki
  • Wyjaśnianie usterki
• Wywołanie chaosu i twardych błędów
  • Dzielenie przez zero
  • Mówienie do rzeczy, których nie ma
  • Wykonywanie niezdefiniowanych instrukcji
  • Niepoprawny dostęp do pamięci (niewyrównany dostęp)
  • Zwracanie wskaźnika do pamięci na stosie
  • Przepełnienia stosu i przepełnienia buforów
• Diagnozowanie twardych błędów
  • Rejestry procesora: co poszło nie tak?
  • Tworzenie zrzutu rdzenia
  • Używanie zrzutu rdzenia
• Po prostu bardzo trudne usterki
• Konsekwencje pomysłowości
• Dalsza lektura

Rozdział 10. Budowanie urządzeń podłączonych do sieci

• Zdalna łączność
  • Połączenie bezpośrednie: Ethernet i WiFi
  • Połączenie przez bramę
  • Połączenie przez sieć kratową
• Niezawodna komunikacja
  • Wersja!
  • Sumy kontrolne, kody CRC, skróty
  • Szyfrowanie i uwierzytelnianie
  • Analiza ryzyka
• Aktualizowanie kodu
  • Bezpieczeństwo aktualizacji oprogramowania
  • Wiele części kodu
  • Koło ratunkowe
  • Wdrażanie etapowe
• Zarządzanie dużymi systemami
• Produkcja
• Dalsza lektura

Rozdział 11. Więcej za mniej

• Za mało przestrzeni kodu
  • Czytanie pliku mapy (część 1.)
  • Proces eliminacji
  • Biblioteki
  • Funkcje kontra makra: które są mniejsze?
  • Stałe i łańcuchy
• Za mało pamięci RAM
  • Usuń wywołania malloc
  • Czytanie pliku mapy (część 2.)
  • Rejestry i zmienne lokalne
  • Łańcuchy wywołań funkcji
  • Zalety i wady zmiennych globalnych: pamięć RAM kontra stos
  • Nakładająca się pamięć
• Za mało szybkości
  • Profilowanie
  • Optymalizacja pod kątem cykli procesora
• Podsumowanie
• Dalsza lektura

Rozdział 12. Matematyka

• Identyfikowanie szybkich i powolnych operacji
  • Obliczanie średniej
  • Inne średnie: średnia kumulacyjna i mediana
• Użycie istniejącego algorytmu
• Projektowanie i modyfikowanie algorytmów
  • Rozkład wielomianów na czynniki
  • Szereg Taylora
  • Dzielenie przez stałą
  • Skalowanie wejścia
  • Tabele wyszukiwania
• Udawane liczby zmiennoprzecinkowe
  • Liczby wymierne
  • Precyzja
  • Dodawanie (i odejmowanie)
  • Mnożenie i dzielenie
• Uczenie maszynowe
• Poszukaj odpowiedzi!
• Dalsza lektura

Rozdział 13. Ograniczanie zużycia energii

• Pobór mocy
  • Pomiar poboru mocy
  • Projektowanie pod kątem niższego poboru mocy
• Wyłączaj światło, kiedy wychodzisz z pokoju
  • Wyłącz urządzenia peryferyjne
  • Wyłącz nieużywane linie wejścia-wyjścia
  • Wyłącz podsystemy procesora
  • Zwolnij, aby oszczędzić energię
• Usypianie procesora
  • Model przepływu kodu opartego na przerwaniach
  • Bliższe spojrzenie na pętlę główną
  • Watchdog procesora
  • Unikanie częstych pobudek
  • Połączone procesory
• Dalsza lektura

Rozdział 14. Silniki i ruch

• Powodowanie ruchu
• Kodowanie pozycji
• Sterowanie prostym silnikiem prądu stałego z użyciem PWM
• Sterowanie silnikiem
  • Sterowanie PID
  • Profile ruchu
• Dziesięć rzeczy, których nienawidzę w silnikach
• Dalsza lektura

• Titel: Systemy wbudowane. Wzorce projektowe dla twórców oprogramowania. Wydanie II
• Autor: Elecia White
• Originaler Titel: Making Embedded Systems: Design Patterns for Great Software, 2nd Edition
• Übersetzung: Grzegorz Werner
• ISBN: 978-83-289-1830-6, 9788328918306
• Veröffentlichungsdatum: 2025-02-11
• Format: E-book
• Artikelkennung: syswb2
• Verleger: Helion