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嵌入式中间件移植与网关系统工程开发

共计 30 章节
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01
课程导论与嵌入式软件架构全景
嵌入式系统定义 · 软件架构演进史 · 模块化设计思想
课程导论嵌入式软件架构全…
02
模块化设计原则（上）
高内聚低耦合 · 接口隔离原则 · 依赖倒置原则
模块化设计原则高内聚低耦合
03
模块化设计原则（下）
开闭原则 · 里氏替换原则 · 迪米特法则
模块化设计原则开闭原则
04
嵌入式实时操作系统（RTOS）基础
FreeRTOS任务管理 · 任务调度策略 · 任务间通信（队列
RTOS嵌入式实时操作系…
05
硬件抽象层（HAL）设计
HAL架构模式 · GPIO/UART/SPI/I2C抽… · 驱动分层设计
HAL硬件抽象层
06
中间件集成（一）
消息队列中间件（如MQTT · NATS）在嵌入式中的裁剪与移植
间件集成MQTT
07
中间件集成（二）
文件系统中间件（LittleFS · FatFS）的集成与性能对比
间件集成LittleFS
08
中间件集成（三）
网络协议栈（LwIP · uIP）的配置与优化
间件集成LwIP
09
中间件集成（四）
数据库中间件（SQLite · LevelDB）在资源受限设备上的部…
间件集成SQLite
10
中间件集成（五）
日志与调试中间件（SEGGER RT… · spdlog）的集成实践
间件集成SEGGER
11
组件化与动态加载
ELF加载器 · 动态模块管理 · 函数指针表
组件化动态加载
12
状态机与事件驱动架构
层次状态机（HSM） · 事件分发机制 · 状态表驱动设计
状态机事件驱动架构
13
数据流与管道架构
生产者-消费者模型 · 环形缓冲区 · 零拷贝技术
数据流管道架构
14
性能调优基础
性能指标（延迟 · 吞吐量 · 抖动）
性能调优基础性能指标
15
内存优化
栈溢出检测 · 堆内存碎片管理 · 内存池设计
内存优化栈溢出检测
16
CPU优化
任务优先级调整 · 中断延迟优化 · 临界区优化
CPU优化
17
I/O优化
DMA传输 · 中断合并 · 轮询与中断平衡
I/O优化
18
功耗优化
动态电压频率调整（DVFS） · 睡眠模式管理 · 事件驱动唤醒
功耗优化DVFS
19
通信优化
协议缓冲区设计 · 序列化优化（CBOR · Protobuf）
通信优化协议缓冲区设计
20
安全中间件集成
TLS/SSL协议栈（mbedTLS… · 安全启动 · 固件加密
安全间件集成
21
OTA升级中间件
差分升级算法 · 断点续传 · 回滚机制
OTA升级
22
传感器融合中间件
卡尔曼滤波 · 姿态解算 · 多传感器时间同步
传感器融合间件
23
图形用户界面（GUI）中间件
LVGL · uGFX的集成 · 帧率优化
GUI图形用户界面
24
测试与验证
单元测试框架（Unity · CMock） · 覆盖率分析
测试验证
25
持续集成与自动化
GitLab CI/CD · 自动化构建（CMake） · 固件自动测试流水线
持续集成自动化
26
文档与代码规范
Doxygen文档生成 · 编码规范（MISRA-C） · 代码审查流程
文档代码规范
27
实战项目一
智能家居网关——模块化架构设计 · MQTT中间件集成 · 性能调优
实战项目一智能家居网关
28
实战项目二
工业数据采集器——HAL设计 · 文件系统集成 · 低功耗优化
实战项目二HAL
29
实战项目三
无人机飞控——RTOS任务设计 · 传感器融合 · 安全中间件集成
实战项目三RTOS
30
课程总结与未来展望
嵌入式软件架构趋势（Rust · Tock OS · eBPF）
课程总结未来展望