在嵌入式系统、网络通信等对数据传输效率要求极高的场景中,零拷贝技术能够显著减少数据在内存中的拷贝次数,降低CPU负载,提高系统性能。DMA(直接内存访问)环形缓冲区与内存池相结合的双重优化策略,为实现高效的零拷贝数据传输提供了有力支持。
随着物联网(IoT)设备的广泛应用,在端侧设备上运行机器学习(ML)模型的需求日益增长。TinyML作为专注于在资源受限的微控制器上部署ML模型的技术,为物联网设备赋予智能能力提供了可能。TensorFlow Lite Micro是TensorFlow Lite针对微控制器优化的版本,ESP32-S3是一款性能出色且资源相对丰富的微控制器,将TensorFlow Lite Micro部署到ESP32-S3上并进行模型量化与加速,是实现端侧智能的有效途径。
在嵌入式语音交互设备中,如智能音箱、语音遥控器等,语音前端处理至关重要。它直接影响语音识别的准确性和用户体验。噪声抑制用于降低环境噪声对语音信号的干扰,而语音活动检测(VAD)则用于判断语音信号中是否存在有效语音,避免将噪声误判为语音进行处理,从而节省计算资源。CMSIS-DSP(Cortex Microcontroller Software Interface Standard - Digital Signal Processing)库为嵌入式设备上的数字信号处理提供了高效的函数实现,基于它优化噪声抑制与VAD算法,能有效提升嵌入式设备的语音处理性能。
在人工智能蓬勃发展的当下,边缘端AI计算需求日益增长。嘉楠K230芯片凭借其创新的RISC-V+NPU异构架构,为边缘端AI图像识别等应用提供了强大的计算能力。RISC-V架构具有开源、灵活的特点,NPU(神经网络处理器)则专门针对神经网络计算进行优化,两者结合能有效提升AI图像识别的效率与性能。
LoRaWAN作为一种低功耗广域网(LPWAN)技术,在物联网领域得到了广泛应用。嵌入式LoRaWAN网关作为连接终端设备与网络服务器的关键节点,其性能直接影响整个LoRaWAN网络的通信效率与可靠性。多信道并发技术可提升网关的数据处理能力,自适应速率(ADR)算法则能优化终端设备的通信速率,降低功耗。本文将深入探讨嵌入式LoRaWAN网关中多信道并发与ADR算法的实现。
在汽车智能化和网联化的发展浪潮下,车载以太网凭借其高带宽、低延迟等优势,成为车内通信的关键技术。SOME/IP(Scalable service-Oriented MiddlewarE over IP)协议作为车载以太网中面向服务的通信协议,为不同电子控制单元(ECU)之间的服务交互提供了标准化解决方案。本文将聚焦SOME/IP协议的服务发现机制以及序列化/反序列化过程的优化。
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。