Software Development for Embedded Multi-core Systems

Software Development for Embedded Multi-core Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Newnes
作者:Max Domeika
出品人:
页数:440
译者:
出版时间:2008-4-28
价格:USD 60.95
装帧:Paperback
isbn号码:9780750685399
丛书系列:
图书标签:
  • 嵌入式系统
  • 多核系统
  • 软件开发
  • 并行编程
  • 实时系统
  • 操作系统
  • 硬件软件协同设计
  • 嵌入式软件
  • 多线程
  • 性能优化
想要找书就要到 图书目录大全
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

The multicore revolution has reached the deployment stage in embedded systems ranging from small ultramobile devices to large telecommunication servers. The transition from single to multicore processors, motivated by the need to increase performance while conserving power, has placed great responsibility on the shoulders of software engineers. In this new embedded multicore era, the toughest task is the development of code to support more sophisticated systems. This book provides embedded engineers with solid grounding in the skills required to develop software targeting multicore processors. Within the text, the author undertakes an in-depth exploration of performance analysis, and a close-up look at the tools of the trade. Both general multicore design principles and processor-specific optimization techniques are revealed. Detailed coverage of critical issues for multicore employment within embedded systems is provided, including the Threading Development Cycle, with discussions of analysis, design, development, debugging, and performance tuning of threaded applications. Software development techniques engendering optimal mobility and energy efficiency are highlighted through multiple case studies, which provide practical "how-to" advice on implementing the latest multicore processors. Finally, future trends are discussed, including terascale, speculative multithreading, transactional memory, interconnects, and the software-specific implications of these looming architectural developments.

Table of Contents

Chapter 1 - Introduction

Chapter 2 - Basic System and Processor Architecture

Chapter 3 - Multi-core Processors & Embedded

Chapter 4 -Moving To Multi-core Intel Architecture

Chapter 5 - Scalar Optimization & Usability

Chapter 6 - Parallel Optimization Using Threads

Chapter 7 - Case Study: Data Decomposition

Chapter 8 - Case Study: Functional Decomposition

Chapter 9 - Virtualization & Partitioning

Chapter 10 - Getting Ready For Low Power Intel Architecture

Chapter 11 - Summary, Trends, and Conclusions

Appendix I

Glossary

References

* Get up to speed on multicore design! This is the only book to explain software optimization for embedded multicore systems

* Helpful tips, tricks and design secrets from an Intel programming expert, with detailed examples using the popular X86 architecture

* Covers hot topics including ultramobile devices, low-power designs, Pthreads vs. OpenMP, and heterogeneous cores

《嵌入式多核系统软件开发指南》 在飞速发展的嵌入式系统领域,多核处理器的引入已经成为一股不可逆转的技术浪潮。从智能手机、汽车电子到工业自动化、航空航天,再到日益普及的物联网设备,嵌入式系统正变得越来越强大、复杂,并且需要处理海量数据和实时响应。传统单核处理器在处理复杂任务和并行计算方面已显不足,多核架构应运而生,为嵌入式系统带来了前所未有的性能提升和功能扩展潜力。 然而,驾驭多核处理器并非易事。与单核系统相比,多核开发带来了全新的挑战:如何有效地划分任务,实现并行执行?如何管理共享资源,避免数据冲突和死锁?如何优化通信机制,降低数据传递的开销?如何调试和测试在并发环境下运行的复杂系统?这些问题不仅需要深厚的计算机体系结构知识,更需要精通嵌入式系统软件开发的工程师具备高度的抽象能力、严谨的逻辑思维和丰富的实战经验。 《嵌入式多核系统软件开发指南》 正是为应对这些挑战而生的。本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的多核嵌入式系统软件开发框架,涵盖从基础理论到高级实践的各个层面,帮助开发者掌握构建高效、可靠、可扩展的多核嵌入式解决方案的关键技术。 本书的内容设计将遵循循序渐进的原则,确保读者能够从容理解并掌握多核开发的核心概念。 第一部分:多核嵌入式系统的基础 在深入技术细节之前,我们将首先为读者打下坚实的基础。 嵌入式系统概述与发展趋势: 简要回顾嵌入式系统的定义、发展历程以及当前面临的机遇与挑战。重点阐述多核处理器在现代嵌入式系统中的重要性及其带来的变革。 多核处理器架构解析: 深入剖析各种主流的多核处理器架构,包括ARM Cortex-A、Cortex-R系列,以及DSP、FPGA等在多核设计中的应用。讲解同构多核与异构多核的区别、缓存一致性协议(如MESI)、共享内存模型以及CPU之间的通信机制(如中断、消息队列、共享内存)。 并发与并行概念辨析: 清晰区分并发(Concurrency)和并行(Parallelism)这两个关键概念,阐述它们在多核环境下的具体表现和实现方式。 第二部分:多核嵌入式软件开发的核心技术 本部分将是本书的重点,深入探讨多核系统软件开发的各项核心技术。 操作系统在多核环境下的支持: 多核操作系统的选择与配置: 介绍RTOS(实时操作系统)和Linux等主流操作系统在多核环境下的调度算法(如SMP - Symmetric Multiprocessing)、任务管理、资源分配和同步机制。 内核与用户空间的交互: 讲解多核环境下,操作系统内核如何管理CPU核心,以及应用程序如何利用多核能力。 任务划分与并行化策略: 任务粒度分析与划分: 探讨如何根据任务的计算密集度、数据依赖性以及实时性要求,合理地将大型任务分解为更小的、可并行执行的子任务。 数据并行与任务并行: 详细介绍数据并行(如SIMD指令)和任务并行(如独立任务在不同核心上执行)的应用场景和实现方法。 算法的并行化改造: 以常见的嵌入式算法(如信号处理、图像处理)为例,演示如何将其进行并行化改造以适应多核平台。 进程与线程管理: 进程与线程的创建、同步与通信: 详细讲解在多核环境下,如何创建、管理和同步进程与线程。重点介绍线程安全、互斥锁、信号量、条件变量等同步原语的应用。 线程池与任务调度: 介绍如何利用线程池来提高资源利用率,以及如何实现更精细的任务调度策略。 共享资源管理与同步机制: 竞态条件与死锁的预防与解决: 深入分析多核开发中最常见的“竞态条件”(Race Condition)和“死锁”(Deadlock)问题,并提供详细的分析方法和解决方案,如锁、原子操作、无锁数据结构等。 内存一致性与缓存一致性: 解释多核处理器中的内存模型,以及缓存一致性协议如何确保多个核心访问共享内存时的数据一致性。 同步原语的深入应用: 除了基本的锁机制,还会介绍更高级的同步技术,如读写锁、自旋锁、原子操作等,并分析它们的适用场景和性能影响。 高效的通信机制: 共享内存与消息传递: 探讨不同通信机制的优缺点,包括共享内存(效率高,但需要同步)、消息队列(解耦性好)、管道(IPC)等,并提供在多核环境下优化的建议。 多核间的通信优化: 针对特定硬件平台,介绍低延迟、高吞吐量的多核通信技术,例如基于硬件加速的通信机制。 并行程序设计模型与框架: OpenMP、MPI与Pthreads: 详细介绍和对比常用的并行程序设计模型和API,如OpenMP(面向共享内存)、MPI(面向分布式内存,也可用于多核间通信)以及POSIX Threads (Pthreads)。 特定嵌入式平台的并行框架: 介绍一些针对嵌入式领域的并行计算框架或库,以及如何利用它们来简化多核开发。 第三部分:多核嵌入式系统的调试与优化 开发完成后,调试和优化是确保系统稳定性和性能的关键。 多核调试技术: 硬件调试工具: 介绍JTAG、SWD等硬件调试接口,以及逻辑分析仪、示波器在多核调试中的应用。 软件调试工具: 讲解GDB、Valgrind等常用调试器的多核调试功能,如多线程调试、断点设置、变量监视。 日志记录与事件跟踪: 强调在多核系统中,有效的日志记录和事件跟踪对于定位问题的重要性。 性能分析与调优: 性能瓶颈识别: 介绍如何使用性能分析工具(如perf、oprofile)来识别CPU利用率、内存访问、I/O瓶颈等。 任务调度与负载均衡: 通过调整任务优先级、优化调度策略、实现负载均衡来提高整体性能。 缓存优化: 讲解如何通过优化数据访问模式、提高缓存命中率来提升性能。 功耗优化: 在嵌入式系统中,功耗是至关重要的考量因素。本书将探讨如何通过软件手段优化多核系统的功耗,如动态电压频率调整(DVFS)、核心睡眠等。 第四部分:实战案例与进阶主题 为了帮助读者将理论知识转化为实际应用,本书将包含多个精心设计的实战案例,涵盖不同应用领域。 智能传感器网络中的多核协同: 演示如何利用多核处理器对传感器数据进行并行采集、处理和分析。 自动驾驶系统中的实时多核应用: 探讨多核处理器在图像识别、路径规划、控制算法等方面的应用,以及如何保证实时性。 物联网设备的高效能计算: 展示如何在资源受限的物联网设备上,通过多核技术实现更复杂的计算和通信功能。 异构多核平台的开发实践: 结合CPU+GPU、CPU+DSP等异构计算场景,讲解如何协同工作,发挥各自优势。 安全性与可靠性设计: 讨论在多核环境下,如何设计安全的软件架构,防止安全漏洞,以及如何提高系统的容错能力和可靠性。 《嵌入式多核系统软件开发指南》 并非一本浅尝辄止的介绍性书籍,它将深入探讨多核系统软件开发的每一个关键环节,提供丰富的理论支撑、详实的实践指导和实用的代码示例。无论您是正在从事嵌入式系统开发、对多核技术充满好奇的工程师,还是希望提升多核开发技能的学生,本书都将是您宝贵的参考资源。通过本书的学习,您将能够自信地应对多核嵌入式系统的开发挑战,构建出性能卓越、稳定可靠的下一代嵌入式系统。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

评分

评分

评分

评分

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有