Construindo Sistemas Embarcados - 2ª Edição

Sumário

• Prefácio
• Capítulo 1 ■ Introdução
• Desenvolvimento de sistemas embarcados
  • Compiladores e linguagens
  • Depuração
  • Restrições de recursos
  • Princípios para enfrentar esses desafios
• Protótipos e placas maker
• Leitura adicional
• Capítulo 2 ■ Criando uma arquitetura de sistema
• Introdução
• Criando diagramas de sistema
  • Diagrama de contexto
  • Diagrama de blocos
  • Organograma
  • Diagrama de camadas
• Projetando para mudança
  • Encapsular módulos
  • Delegação de tarefas
  • Interface de driver: Open, Close, Read, Write, IOCTL
  • Padrão do adaptador
• Criando interfaces
  • Exemplo: uma interface de log
• Um ambiente de teste (sandbox) para brincar
• De volta à prancheta
• Leituras adicionais
• Capítulo 3 ■ Colocando as mãos no hardware
• Integração hardware/software
  • Fluxo ideal de projeto
  • Projeto de hardware
  • Validação da placa
• Lendo uma ficha técnica
  • Seções da ficha técnica que são úteis para você quando as coisas dão errado
  • Seções da ficha técnica para desenvolvedores de software
  • Avaliando componentes usando a ficha técnica
• Seu processador é uma linguagem
• Lendo um esquema
• Pratique a leitura de um esquema: Arduino!
• Mantenha sua placa segura
• Criando sua própria caixa de ferramentas de depuração
  • Multímetro digital
  • Osciloscópios e analisadores lógicos
  • Configurando um osciloscópio
• Testando o hardware (e o software)
  • Construindo testes
  • Exemplo de teste de memória flash
  • Comando e resposta
  • Padrão de comando
• Lidando com erros
  • Metodologia consistente
  • Erro ao verificar o fluxo
  • Biblioteca de tratamento de erros
  • Depurando erros de timing
• Leituras adicionais
• Capítulo 4 ■ Entradas, saídas e timers
• Lidando com registradores
  • Matemática binária e hexadecimal
  • Operações bit a bit
  • Testar, configurar, limpar e alternar
• Alternando uma saída
  • Configurando o pino para ser uma saída
  • Acendendo o LED
  • Piscando o LED
  • Solução de problemas
• Separando o hardware da ação
  • Arquivo de cabeçalho específico da placa
  • Código de tratamento de E/S
  • Loop principal
  • Padrão fachada
• A entrada em E/S
• Pressionamento momentâneo do botão
  • Interrupção com o pressionamento de um botão
  • Configurando a interrupção
  • Filtrando o ruído dos interruptores
• Incerteza em tempo de execução
  • Aumentando a flexibilidade do código
  • Injeção de dependência
• Usando um timer
  • Timers
  • Calculando
  • Mais matemática: frequência desejada difícil
  • Uma longa espera entre os tiques do timer
  • Usando um timer
• Usando modulação por largura de pulso
• Enviando o produto
• Leituras adicionais
• Capítulo 5 ■ Interrupções
• Uma galinha pressiona um botão
• Ocorre uma IRQ
  • Interrupções não mascaráveis
  • Prioridade da interrupção
  • Interrupções aninhadas
• Salvar o contexto
• Obter a ISR da tabela de vetores
  • Inicializando a tabela de vetores
  • Procurar a ISR
• Chamar a ISR
  • Múltiplas origens para uma interrupção
  • Desativando interrupções
  • Seções críticas
• Restaurar o contexto
• Configurando interrupções
• Quando usar e quando não usar interrupções
  • Como evitar o uso de interrupções
  • Consulta (Polling)
  • Tique do sistema
  • Eventos baseados no tempo
  • Um escalonador muito pequeno
• Leituras adicionais
• Capítulo 6 ■ Gerenciando o fluxo de atividade
• Noções básicas de escalonamento e sistema operacional
  • Tarefas
  • Comunicação entre tarefas
  • Evitando condições de corrida
  • Inversão de prioridade
• Máquinas de estado
  • Exemplo de máquina de estado: controlador de semáforo
  • Máquina de estado centrada no estado
  • Máquina de estado centrada no estado com transições ocultas
  • Máquina de estado centrada no evento
  • Padrão de estado
  • Máquina de estado baseada em tabela
  • Escolhendo uma implementação de máquina de estado
• Watchdog
• Loops principais
  • Consultando e aguardando
  • Interrupção do timer
  • Interrupções fazem tudo
  • Interrupções causam eventos
  • Escalonador muito pequeno
• Objetos ativos
• Leituras adicionais
• Capítulo 7 ■ Comunicação com periféricos
• Comunicação serial
  • TTL serial
  • RS-232 serial
  • SPI
  • I2C e TWI
  • 1-fio
  • Paralela
  • SPI dual e quádruplo
  • USB
  • Considerando outros protocolos
• Comunicações na prática
  • Exemplo de ADC externo: dados prontos com SPI
  • Use uma FIFO se disponível
  • Acesso direto à memória (DMA) é mais rápido
  • Exemplo de ADC externo: SPI e DMA
• Buffers circulares
• Leituras adicionais
• Capítulo 8 ■ Construindo um sistema
• Matrizes de teclas
• Displays segmentados
• Displays de pixels
  • Recursos de display
  • Dados mutáveis? Padrões Flyweight e de fábrica
• Memória flash externa
  • Recursos de display
  • EEPROMs emuladas e armazenamento KV
  • Pequenos sistemas de arquivo
  • Armazenamento de dados
• Sinais analógicos
• Sensores digitais
• Tratamento de dados
  • Alterando algoritmos: estratégia
  • Estágios do algoritmo: pipelines e filtros
• Calculando necessidades: velocidades e feeds
  • Largura de banda de dados
  • Taxa de transferência e buffer de memória
• Leituras adicionais
• Capítulo 9 ■ Arranjando problemas
• Lutando contra as otimizações do compilador
• Bugs impossíveis
  • Reproduzir o bug
  • Explicar o bug
• Criando caos e falhas graves
  • Dividindo por zero
  • Conversando com coisas que não existem
  • Executando instruções indefinidas
  • Acesso incorreto à memória (acesso desalinhado)
  • Retornando um ponteiro para memória em pilha
  • Estouros de pilha e estouros de buffer
• Depurando falhas graves
  • Registradores do processador: o que deu errado?
  • Criando um core dump
  • Usando o core dump
• Erros simplesmente muito difíceis
• Consequências de ser inteligente
• Leituras adicionais
• Capítulo 10 ■ Construindo dispositivos conectados
• Conectando-se remotamente
  • Diretamente: Ethernet e WiFi
  • Através de um gateway
  • Via uma rede mesh
• Comunicação robusta
  • Versão!
  • Somas de verificação, CRCs, hashes
  • Criptografia e autenticação
  • Análise de risco
• Atualizando código
  • Segurança de atualização de firmware
  • Vários trechos de código
  • Bote salva-vidas de reserva
  • Implantação gradual
• Gerenciando sistemas grandes
• Fabricação
• Leituras adicionais
• Capítulo 11 ■ Fazendo mais com menos
• Necessidade de mais espaço de código
  • Lendo um arquivo de mapa (Parte 1)
  • Processo de eliminação
  • Bibliotecas
  • Funções x Macros: quais são menores?
  • Constantes e strings
• Necessidade de mais RAM
  • Remover malloc
  • Lendo um arquivo de mapa (Parte 2)
  • Registradores e variáveis locais
  • Cadeias de funções
  • Prós e contras das variáveis globais: RAM x pilha
  • Sobreposições de memória inteligentes
• Necessidade de mais velocidade
  • Criando um perfil
  • Otimizando os ciclos do processador
  • Considere as instruções
• Resumo
• Leituras adicionais
• Capítulo 12 ■ Matemática
• Identificando operações rápidas e lentas
  • Calculando uma média
  • Diferentes médias: acumulada e mediana
• Usando um algoritmo existente
• Projetando e modificando Algoritmos
  • Fatorar polinômios
  • Série de Taylor
  • Dividindo por uma constante
  • Ajustando a escala da entrada
  • Tabelas de consulta
• Falsos números de ponto flutuante
  • Números racionais
  • Precisão
  • Adição (e subtração)
  • Multiplicação (e divisão)
• Aprendizado de máquina
• Procure a resposta!
• Leituras adicionais
• Capítulo 13 ■ Reduzindo o consumo de energia
• Compreendendo o consumo de energia
  • Medindo o consumo de energia
  • Projetando para menor consumo de energia
• Apague a luz ao sair da sala
  • Desligue periféricos
  • Desligue dispositivos de E/S não utilizados
  • Desligue os subsistemas do processador
  • Desacelere para economizar energia
• Suspendendo o processador
  • Modelo de fluxo de código baseado em interrupção
  • Uma análise mais detalhada do loop principal
  • Watchdog do processador
  • Evite despertares frequentes
  • Processadores encadeados
• Leituras adicionais
• Capítulo 14 ■ Motores e movimento
• Criando movimento
• Codificação de posição
• Acionando um motor CC simples com PWM
• Controle do motor
  • Controle PID
  • Perfis de movimento
• Dez coisas que odeio nos motores
• Leituras adicionais
• Índice remissivo