蓝牙低功耗(BLE)Mesh网络在大规模物联网场景中展现出巨大潜力,可实现众多设备间的互联互通。在BLE Mesh网络中,友谊节点(Friend Node)和低功耗节点(Low Power Node,LPN)的协同工作至关重要。友谊节点为低功耗节点存储消息,低功耗节点定期轮询获取消息以降低功耗。然而,在大规模组网环境下,流量分布不均可能导致部分节点负载过重,影响网络性能。因此,研究友谊节点与低功耗节点的流量均衡策略具有重要现实意义。
在嵌入式系统中,实时性至关重要,特别是在工业控制、汽车电子、航空航天等领域,系统需要对外界事件做出快速且确定的响应。标准Linux内核由于其非抢占式调度和中断处理机制,难以满足严格的实时性要求。PREEMPT_RT(Real-Time)补丁为嵌入式Linux实时性改造提供了有效方案,其中硬件中断线程化是关键技术之一。
随着边缘AI设备的广泛应用,如智能摄像头、智能音箱、自动驾驶辅助设备等,对设备的能效要求日益提高。边缘AI设备通常需要在有限的电池电量或严格的功耗限制下运行,同时保证AI任务的实时处理能力。动态电压频率调节(Dynamic Voltage and Frequency Scaling,DVFS)技术作为一种有效的能效优化手段,能够在保证性能的前提下,动态调整处理器的电压和频率,从而降低功耗。
在物联网和嵌入式设备广泛应用的当下,设备固件的安全性至关重要。安全启动链能够确保设备在启动过程中只运行经过认证的固件,防止恶意代码的加载和执行。平台安全架构(Platform Security Architecture,PSA)由ARM提出,旨在为物联网设备提供标准化的安全框架。可信固件-M(Trusted Firmware-M,TF-M)是PSA架构的开源参考实现,通过基于TF-M的安全启动链设计,设备能够满足PSA Certified认证要求,提升整体安全性。
在航天器运行环境中,高能粒子辐射是威胁系统可靠性的重要因素之一。单粒子翻转(Single Event Upset,SEU)是指单个高能粒子(如质子、重离子等)入射到半导体器件中,使器件的存储单元或逻辑状态发生非预期的改变,从而导致系统出现错误。为提高航天器系统的可靠性和稳定性,需设计有效的SEU防护策略。
在实时操作系统(RTOS)应用中,任务堆栈溢出是一个严重的问题,可能导致系统崩溃或不可预测的行为。准确预测任务堆栈深度对于确保系统的稳定性和可靠性至关重要。本文提出一种基于Call Graph(调用图)分析与运行时监控的混合方法,以更精准地预测RTOS任务堆栈深度。
在嵌入式系统开发过程中,硬件在环(Hardware-in-the-Loop,HIL)测试是一种关键的验证手段,它通过将实际硬件与虚拟环境相结合,模拟真实运行场景,提前发现并解决潜在问题。在汽车电子领域,基于CAN(Controller Area Network)总线的HIL测试尤为重要,而CANoe和CANape作为专业的测试工具,能够显著提升测试效率。本文将探讨如何基于CANoe/CANape实现自动化用例生成,以优化HIL测试流程。
在嵌入式系统开发中,调试是确保程序正确运行的关键环节。GDB(GNU Debugger)和OpenOCD(Open On-Chip Debugger)是两款常用的调试工具,它们结合使用可以实现对嵌入式芯片的高效调试。本文将深入探讨GDB + OpenOCD的高级调试技巧,重点介绍多核调试以及Flash断点性能优化的方法。
在嵌入式系统开发中,代码覆盖率统计是衡量测试完整性的重要指标,有助于发现未被测试覆盖的代码区域,提升软件质量。gcov(GNU Coverage)与LCOV(LTP Coverage Analyzer)是常用的代码覆盖率统计工具,但在资源受限的嵌入式设备上直接使用它们可能会面临内存、存储空间不足等问题。本文将探讨如何对gcov与LCOV进行轻量化改造,以适应资源受限设备的需求。
在光伏发电系统中,最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)算法是提高光伏逆变器效率的关键技术。扰动观察法(Perturb and Observe,P&O)因其简单易实现而被广泛应用。然而,传统的扰动观察法存在步长固定的缺陷,可能导致跟踪速度与精度难以兼顾。同时,在嵌入式系统中,浮点数运算会消耗大量资源,定点数优化成为提升系统性能的重要手段。本文将探讨变步长扰动观察法的原理及其在光伏逆变器嵌入式实现中的定点数优化方法。
手术机器人对实时性和精确性要求极高,任何微小的延迟或误差都可能影响手术效果甚至危及患者安全。EtherCAT作为一种高性能的工业以太网技术,凭借其高速、低延迟和同步性等优势,成为手术机器人实时控制系统的理想通信方案。然而,在实际应用中,网络抖动等问题会影响系统的稳定性,因此需要结合有效的抖动补偿算法来保障手术机器人的精准控制。
随着人工智能技术在各领域的广泛应用,将大型语言模型(LLM)部署到嵌入式端侧设备成为重要趋势。Llama 2 - 7B作为一款性能优异的大语言模型,具有广泛的应用前景。然而,其庞大的参数量对嵌入式设备的计算资源和存储能力提出了巨大挑战。瑞萨RZ/V2L处理器集成了强大的NPU(神经网络处理单元),结合INT4量化技术,为在嵌入式端侧部署Llama 2 - 7B提供了可行方案。
时间敏感网络(TSN)是一组IEEE 802.1标准,旨在为以太网提供确定性的数据传输能力,满足工业自动化等领域对实时性的严格要求。工业PLC(可编程逻辑控制器)是工业自动化的核心设备,负责控制生产过程中的各种设备和工艺流程。将TSN技术应用于工业PLC,可以显著提高系统的实时性、可靠性和灵活性。
在嵌入式裸机系统开发中,多任务处理能力对于提升系统效率、实现复杂功能至关重要。然而,裸机系统没有操作系统内核的支持,需要开发者自行设计任务调度机制。时间片轮转调度能保证各任务公平获取CPU时间,而优先级抢占调度则可让高优先级任务及时响应。将两者结合的混合调度器,能兼顾公平性与实时性,满足多种应用场景需求。
在嵌入式系统开发中,硬件抽象层(Hardware Abstraction Layer,HAL)起着至关重要的作用。它为上层软件提供了统一的硬件访问接口,隐藏了底层硬件的细节,使得软件具有更好的可移植性和可维护性。C++作为一种面向对象的编程语言,具有封装、继承和多态等特性,非常适合用于HAL的设计。本文将探讨如何从寄存器操作出发,利用C++的面向对象特性进行HAL的封装。