藍(lán)牙低功耗(BLE)Mesh網(wǎng)絡(luò)在大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中展現(xiàn)出巨大潛力,可實(shí)現(xiàn)眾多設(shè)備間的互聯(lián)互通。在BLE Mesh網(wǎng)絡(luò)中,友誼節(jié)點(diǎn)(Friend Node)和低功耗節(jié)點(diǎn)(Low Power Node,LPN)的協(xié)同工作至關(guān)重要。友誼節(jié)點(diǎn)為低功耗節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)消息,低功耗節(jié)點(diǎn)定期輪詢獲取消息以降低功耗。然而,在大規(guī)模組網(wǎng)環(huán)境下,流量分布不均可能導(dǎo)致部分節(jié)點(diǎn)負(fù)載過重,影響網(wǎng)絡(luò)性能。因此,研究友誼節(jié)點(diǎn)與低功耗節(jié)點(diǎn)的流量均衡策略具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
在嵌入式系統(tǒng)中,實(shí)時(shí)性至關(guān)重要,特別是在工業(yè)控制、汽車電子、航空航天等領(lǐng)域,系統(tǒng)需要對(duì)外界事件做出快速且確定的響應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)Linux內(nèi)核由于其非搶占式調(diào)度和中斷處理機(jī)制,難以滿足嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性要求。PREEMPT_RT(Real-Time)補(bǔ)丁為嵌入式Linux實(shí)時(shí)性改造提供了有效方案,其中硬件中斷線程化是關(guān)鍵技術(shù)之一。
隨著邊緣AI設(shè)備的廣泛應(yīng)用,如智能攝像頭、智能音箱、自動(dòng)駕駛輔助設(shè)備等,對(duì)設(shè)備的能效要求日益提高。邊緣AI設(shè)備通常需要在有限的電池電量或嚴(yán)格的功耗限制下運(yùn)行,同時(shí)保證AI任務(wù)的實(shí)時(shí)處理能力。動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)(Dynamic Voltage and Frequency Scaling,DVFS)技術(shù)作為一種有效的能效優(yōu)化手段,能夠在保證性能的前提下,動(dòng)態(tài)調(diào)整處理器的電壓和頻率,從而降低功耗。
在物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式設(shè)備廣泛應(yīng)用的當(dāng)下,設(shè)備固件的安全性至關(guān)重要。安全啟動(dòng)鏈能夠確保設(shè)備在啟動(dòng)過程中只運(yùn)行經(jīng)過認(rèn)證的固件,防止惡意代碼的加載和執(zhí)行。平臺(tái)安全架構(gòu)(Platform Security Architecture,PSA)由ARM提出,旨在為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)化的安全框架??尚殴碳?M(Trusted Firmware-M,TF-M)是PSA架構(gòu)的開源參考實(shí)現(xiàn),通過基于TF-M的安全啟動(dòng)鏈設(shè)計(jì),設(shè)備能夠滿足PSA Certified認(rèn)證要求,提升整體安全性。
在航天器運(yùn)行環(huán)境中,高能粒子輻射是威脅系統(tǒng)可靠性的重要因素之一。單粒子翻轉(zhuǎn)(Single Event Upset,SEU)是指單個(gè)高能粒子(如質(zhì)子、重離子等)入射到半導(dǎo)體器件中,使器件的存儲(chǔ)單元或邏輯狀態(tài)發(fā)生非預(yù)期的改變,從而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤。為提高航天器系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,需設(shè)計(jì)有效的SEU防護(hù)策略。
在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)應(yīng)用中,任務(wù)堆棧溢出是一個(gè)嚴(yán)重的問題,可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰或不可預(yù)測(cè)的行為。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)任務(wù)堆棧深度對(duì)于確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。本文提出一種基于Call Graph(調(diào)用圖)分析與運(yùn)行時(shí)監(jiān)控的混合方法,以更精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)RTOS任務(wù)堆棧深度。
在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程中,硬件在環(huán)(Hardware-in-the-Loop,HIL)測(cè)試是一種關(guān)鍵的驗(yàn)證手段,它通過將實(shí)際硬件與虛擬環(huán)境相結(jié)合,模擬真實(shí)運(yùn)行場(chǎng)景,提前發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題。在汽車電子領(lǐng)域,基于CAN(Controller Area Network)總線的HIL測(cè)試尤為重要,而CANoe和CANape作為專業(yè)的測(cè)試工具,能夠顯著提升測(cè)試效率。本文將探討如何基于CANoe/CANape實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化用例生成,以優(yōu)化HIL測(cè)試流程。
在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中,調(diào)試是確保程序正確運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。GDB(GNU Debugger)和OpenOCD(Open On-Chip Debugger)是兩款常用的調(diào)試工具,它們結(jié)合使用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入式芯片的高效調(diào)試。本文將深入探討GDB + OpenOCD的高級(jí)調(diào)試技巧,重點(diǎn)介紹多核調(diào)試以及Flash斷點(diǎn)性能優(yōu)化的方法。
在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中,代碼覆蓋率統(tǒng)計(jì)是衡量測(cè)試完整性的重要指標(biāo),有助于發(fā)現(xiàn)未被測(cè)試覆蓋的代碼區(qū)域,提升軟件質(zhì)量。gcov(GNU Coverage)與LCOV(LTP Coverage Analyzer)是常用的代碼覆蓋率統(tǒng)計(jì)工具,但在資源受限的嵌入式設(shè)備上直接使用它們可能會(huì)面臨內(nèi)存、存儲(chǔ)空間不足等問題。本文將探討如何對(duì)gcov與LCOV進(jìn)行輕量化改造,以適應(yīng)資源受限設(shè)備的需求。
在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Tracking,MPPT)算法是提高光伏逆變器效率的關(guān)鍵技術(shù)。擾動(dòng)觀察法(Perturb and Observe,P&O)因其簡單易實(shí)現(xiàn)而被廣泛應(yīng)用。然而,傳統(tǒng)的擾動(dòng)觀察法存在步長固定的缺陷,可能導(dǎo)致跟蹤速度與精度難以兼顧。同時(shí),在嵌入式系統(tǒng)中,浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算會(huì)消耗大量資源,定點(diǎn)數(shù)優(yōu)化成為提升系統(tǒng)性能的重要手段。本文將探討變步長擾動(dòng)觀察法的原理及其在光伏逆變器嵌入式實(shí)現(xiàn)中的定點(diǎn)數(shù)優(yōu)化方法。
手術(shù)機(jī)器人對(duì)實(shí)時(shí)性和精確性要求極高,任何微小的延遲或誤差都可能影響手術(shù)效果甚至危及患者安全。EtherCAT作為一種高性能的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù),憑借其高速、低延遲和同步性等優(yōu)勢(shì),成為手術(shù)機(jī)器人實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的理想通信方案。然而,在實(shí)際應(yīng)用中,網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)等問題會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性,因此需要結(jié)合有效的抖動(dòng)補(bǔ)償算法來保障手術(shù)機(jī)器人的精準(zhǔn)控制。
隨著人工智能技術(shù)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,將大型語言模型(LLM)部署到嵌入式端側(cè)設(shè)備成為重要趨勢(shì)。Llama 2 - 7B作為一款性能優(yōu)異的大語言模型,具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,其龐大的參數(shù)量對(duì)嵌入式設(shè)備的計(jì)算資源和存儲(chǔ)能力提出了巨大挑戰(zhàn)。瑞薩RZ/V2L處理器集成了強(qiáng)大的NPU(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元),結(jié)合INT4量化技術(shù),為在嵌入式端側(cè)部署Llama 2 - 7B提供了可行方案。
時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)是一組IEEE 802.1標(biāo)準(zhǔn),旨在為以太網(wǎng)提供確定性的數(shù)據(jù)傳輸能力,滿足工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域?qū)?shí)時(shí)性的嚴(yán)格要求。工業(yè)PLC(可編程邏輯控制器)是工業(yè)自動(dòng)化的核心設(shè)備,負(fù)責(zé)控制生產(chǎn)過程中的各種設(shè)備和工藝流程。將TSN技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)PLC,可以顯著提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性和靈活性。
在嵌入式裸機(jī)系統(tǒng)開發(fā)中,多任務(wù)處理能力對(duì)于提升系統(tǒng)效率、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能至關(guān)重要。然而,裸機(jī)系統(tǒng)沒有操作系統(tǒng)內(nèi)核的支持,需要開發(fā)者自行設(shè)計(jì)任務(wù)調(diào)度機(jī)制。時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度能保證各任務(wù)公平獲取CPU時(shí)間,而優(yōu)先級(jí)搶占調(diào)度則可讓高優(yōu)先級(jí)任務(wù)及時(shí)響應(yīng)。將兩者結(jié)合的混合調(diào)度器,能兼顧公平性與實(shí)時(shí)性,滿足多種應(yīng)用場(chǎng)景需求。
在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中,硬件抽象層(Hardware Abstraction Layer,HAL)起著至關(guān)重要的作用。它為上層軟件提供了統(tǒng)一的硬件訪問接口,隱藏了底層硬件的細(xì)節(jié),使得軟件具有更好的可移植性和可維護(hù)性。C++作為一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z言,具有封裝、繼承和多態(tài)等特性,非常適合用于HAL的設(shè)計(jì)。本文將探討如何從寄存器操作出發(fā),利用C++的面向?qū)ο筇匦赃M(jìn)行HAL的封裝。