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第1章 绪论1

1.1软件对于嵌入式系统的意义2

1.2软件工程的环境分析2

软件开发过程3

软件结构4

软件质量保证5

1.3用于嵌入式系统的软件工程6

1.4本书的主要内容7

第2章 嵌入式软件的开发过程10

2.1动因11

2.2定义与概念12

基本概念12

过程种类15

2.3嵌入式软件开发过程的特点19

多学科开发19

跨企业的开发与同步工程21

非功能性特征21

经济性21

长的产品生命周期22

2.4特定领域过程模型的建立22

现有的用于嵌入式软件开发的过程模型23

描述性过程建模24

连续的过程改善25

2.5总结与展望26

第3章 开发和测试的标准29

3.1引言30

3.2从标准到软件标准30

为什么需要标准31

为什么需要软件标准31

3.3软件开发的标准32

3.4一般性流程标准32

3.5 IEC 61508标准33

对开发过程的一般性要求34

安全监测36

软件开发36

3.6 Cenelec EN 50126、 EN 50128和EN 50129标准39

3.7总结40

3.8定义40

第4章 与安全有关的软件系统的许可42

4.1引言43

4.2什么是许可43

4.3参与者44

行政机关44

鉴定人和检测机构45

制造商46

供应商46

运营商和用户47

4.4获得许可47

系统的复杂度48

规划与约定（对规划的检验单）48

人为因素49

申请许可证过程中的风险处理49

企业秘密的公开50

第5章 嵌入式系统的法律问题52

5.1版权和专利权53

版权53

专利法57

半导体保护60

5.2合同法60

系统集成商与整体系统买主的合同关系61

系统集成商与软件供应商的合同关系62

整体系统的买主与软件供应商的合同关系63

5.3法律责任63

机器制造商也是软件制造商64

供应的软件70

5.4结论72

第6章 嵌入式软件的需求工程75

6.1引言76

6.2 RE基础知识77

6.3 RE的框架体系78

系统环境78

RE过程的三个维度79

五个主要设计行为80

早期和后期阶段的对比81

6.4对嵌入式系统复杂度的控制83

6.5三种需求模型86

面向解决方案的需求建模87

目标建模88

场景与用例89

建模种类的实例90

6.6基于场景和目标的系统开发的需求工程（SEGOS-RE）91

6.7应用实例：数码相机95

6.8总结与展望99

第7章 软件结构和系统结构105

7.1定义和限制106

嵌入式系统和软件结构106

软件结构、系统结构的定义和视图107

结构模型化的维度110

7.2嵌入式系统的结构模型112

面向对象的元元结构112

嵌入式系统的元结构114

模型结构化的作用118

7.3模型结构和嵌入式系统的结构风格119

操作方法119

CIP结构119

面向角色结构121

双服务器结构122

X-By-Wire结构124

7.4结构模板和框架126

模板和框架作为软件再利用的工具126

模板和框架的候选项127

嵌入式系统中的一个模板实例128

7.5基于结构的嵌入式系统结构设计129

软件结构对于嵌入式系统的作用129

基于结构的软件开发130

第8章 嵌入式软件编程133

8.1引言134

8.2 C语言嵌入式软件编程135

POSIX 1003.1 b标准136

线程管理与定时器136

8.3 Ada语言嵌入式软件编程138

Ada任务139

Ada时间特性139

Ada同步和调度140

8.4 Java与嵌入式系统141

Java实时规范141

调度142

内存管理143

例程144

Java 2 Micro Edition144

8.5 Microsoft.Net Compact Framework145

8.6应用程序和操作系统147

8.7总结149

第9章 嵌入式软件测试150

9.1引言151

9.2传统软件测试中的技术水平152

动态测试152

静态分析154

形式化技术：符号测试和形式化验证方法155

9.3嵌入式软件测试：情形分析155

9.4嵌入式软件系统动态测试156

嵌入式软件特殊性能测试157

动态测试适用于嵌入式软件特性——一个例子158

通过测试结果的静态评价得到量化的可靠性说明161

组织162

9.5总结163

第10章 嵌入式UML/实时UML165

10.1导论166

10.2当前的需求和解决的可能性166

10.3所应用的开发过程166

10.4使用UML进行需求分析168

10.5设计中的需求173

10.6标准扩展和展望179

10.7结论181

第11章 形式化开发方法与分析技术182

11.1形式化技术的分类183

静态建模184

动态建模185

嵌入式系统的形式化技术186

11.2用方法B开发系统187

抽象机器187

抽象机器的兼容性189

逐步改进190

逐步改进的正确性192

结构化规范193

应用194

11.3动态过程的建模与分析194

用过程演算CSP建模194

过程表达式语法196

过程系统的特征196

模型检测197

特征获取摘要198

11.4总结与展望199

形式化技术及面向对象199

开发过程中的形式化技术规则200

展望200

第12章 安全性和可靠性分析技术204

12.1引言205

12.2基础206

定义和术语介绍206

概率关系介绍209

过程分类212

12.3方法和技术214

关于风险和可操作性的研究（HAZOP）214

初级风险分析（PHA）215

功能性风险评估（FHA）215

失效模式效应分析（FMEA）216

可靠性结构图（RBD）217

事件树分析法（ETA）218

故障树分析法（FTA）218

Markov分析法221

潜在通路分析技术222

软件在方法和技术方面的相关扩展222

12.4适宜性和选择222

12.5可靠性检测和预测224

12.6总结224

第13章 分布嵌入式系统228

13.1引言229

13.2分布嵌入式系统简介230

13.3一个简单的嵌入式系统231

13.4嵌入式系统的硬件存取231

13.5并发处理234

13.6分布式系统236

简介236

分布嵌入式系统的发展方向237

ISO／OSI层模型238

分布式系统内部过程通信240

13.7基于Ada的分布式程序设计244

13.8总结246

第14章 实时操作系统248

14.1实时系统249

实时操作和实时体系结构249

时间箱与时间保证250

及时性251

确知性252

对操作系统的要求253

14.2独有特性255

计划255

协调257

中断透明性260

再入能力262

可再入263

14.3软件技术观点264

14.4实例266

QNX267

VxWorks267

OSEK/VDX268

14.5总结269

第15章 反应式系统的建模：同步语音和状态图272

15.1引言273

反应式系统273

同步语言和状态图——历史和概要274

15.2同步编程语言Esterel275

例子ABRO275

同步模型276

用Esterel编写的ABRO278

代码组合279

15.3状态图282

安全状态机（SSM）282

正确性和构建性288

15.4总结和前景291

第16章 汽车中的软件技术294

16.1引言295

16.2一般趋势295

在汽车中上升的软件份额295

上升的系统复杂性296

上升的质量要求297

上升的期限和成本压力297

快速的技术转变298

16.3对汽车制造商造成的影响299

机会和优点299

普通的挑战299

技术挑战300

必不可少的技术核心能力301

16.4技术状况与最新的研究结果302

过程302

方法与工具303

软件结构305

系统安全307

16.5总结与展望309

第17章 安全软件在交通技术的嵌入式系统中的应用311

17.1引言312

17.2交通技术312

17.3安全性、风险的附属品313

17.4软件的安全性315

CENELEC标准规范的软件315

角色315

通过方法来保证正确性316

通过过程来保证正确性317

通过检测来保证正确性317

17.5案例研究319

案例引言319

系统描述319

采用的方法320

举例321

试验项目的结果322

17.6总结和展望323

第18章 航天应用领域嵌入式软件的开发325

18.1自动运输工具（ATV）326

18.2推进驱动电子装置（ATV-PDE）326

18.3宇航标准328

作为开发基础的标准328

适应性和临界状态328

18.4软件开发329

团队建设和合作329

计划完成330

软件的临界状态330

开发阶段331

18.5维护336

18.6总结337

第19章 嵌入式软件在医疗技术中的应用338

19.1医疗设备的使用领域和分类339

19.2医疗设备类型及其应用340

功能诊断与患者监护340

造影诊断341

治疗设备345

生命维持系统346

临床信息系统346

19.3医疗设备的设计347

对医疗软件的特殊要求348

数据管理与可视化348

19.4医疗技术中的软件标准351

DICOM351

HL7352

19.5医疗产品的开发过程352

19.6对医疗产品的风险管理353

19.7信息安全354

19.8医疗产品的投放市场355

19.9总结与展望356

第20章 嵌入式软件在工业自动化领域的应用358

20.1引言359

对工业自动化的一般要求359

概况360

20.2技术过程360

用于连续过程的嵌入式系统360

用于离散过程的嵌入式系统361

20.3生命周期观察361

20.4对参与学科的集成363

20.5工业自动化中的结构和系统工程364

工业自动化的层次划分364

自动化元件的描述367

20.6对工业自动化中嵌入式系统的系统软件的要求372

技术要求372

经济要求373

小结373

20.7优化和未来的系统变化374

基于元件的系统374

机电一体化375

展望：下一代思维变迁正在进行中375

最后的评注377

第21章 嵌入式通信软件的开发378

21.1专业通信系统中的软件需求379

21.2系统和软件生命周期——原则、过程、经验379

产品生命周期中的标准开发过程380

SDP软件——软件开发过程382

递归式渐进开发模型的复杂性概念384

软件过程的改进384

21.3以LambdaUnite MSS系统为例介绍软件体系结构的作用385

光纤传输技术应用领域385

LambdaUnite系统的产品介绍386

系统开发：一种挑战387

软件体系结构：任务388

软件体系结构：3个例子展示的途径389

软件体系结构：结论392

21.4 AnyMedia系统中的软件体系结构及可执行软件393

软件体系结构阶段的建模394

层、框架和模式397

实现阶段——体系结构模型的扩充399

21.5在Node B系统中的UMTS框架的面向功能的测试401

UTRAN简介401

Node B402

Node B软件和硬件方面的需求402

网络单元测试的定义和划分403

已用的测试样例404

对UMTS子层结构的测试406