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嵌入式分层架构与多任务设备驱动系统开发

共计 30 章节
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01
课程导论
为什么需要分层架构？嵌入式软件的痛点…
课程导论为什么需要分层架…
02
硬件抽象层(HAL)设计
HAL的作用 · 接口定义规范 · 典型实现（GPIO
HAL硬件抽象层
03
驱动层设计
设备驱动模型 · 分离策略 · 中断处理与轮询机制
驱动层设计设备驱动模型
04
中间件层
协议栈封装（如Modbus · CAN） · 数据缓存与队列管理
间件层Modbus
05
接口隔离原则(ISP)
定义 · 在嵌入式中的体现 · 接口细化与职责单一
ISP接口隔离原则
06
任务调度基础
前后台系统 vs RTOS · 任务状态机 · 调度策略（抢占式/协作式）
任务调度基础vs
07
任务间通信
信号量 · 消息队列 · 事件标志组
任务间通信信号量
08
时间管理
定时器 · 软件定时器 · 时间片轮转
时间管理定时器
09
内存管理
静态分配 vs 动态分配 · 内存池 · 碎片问题与对策
内存管理vs
10
错误处理与日志
断言 · 错误码规范 · 分级日志系统设计
错误处理日志
11
配置管理
参数存储（EEPROM/Flash） · 配置表结构 · 在线更新
配置管理EEPROM/Flash
12
低功耗设计
休眠与唤醒 · 时钟门控 · 任务调度与功耗平衡
低功耗设计休眠
13
安全与可靠性
看门狗 · 数据校验（CRC） · 冗余设计
安全可靠性
14
单元测试框架
CUnit/Unity · 模拟(Mock)对象 · 测试覆盖率
单元测试框架CUnit/Unity
15
集成测试与持续集成
自动化测试 · CI/CD流水线 · 硬件在环测试
集成测试持续集成
16
版本控制与文档
Git分支策略 · Doxygen注释规范 · 架构文档维护
版本控制文档
17
实战项目一
智能传感器节点——需求分析 · 架构设计 · 接口定义
实战项目一智能传感器节点
18
实战项目一
HAL与驱动层实现——GPIO · I2C · ADC驱动编写
实战项目一HAL
19
实战项目一
中间件与任务调度——数据采集任务 · 通信协议封装
实战项目一间件
20
实战项目一
接口隔离与测试——重构接口 · 编写单元测试
实战项目一接口隔离
21
实战项目二
电机控制系统——需求分析 · 安全关键设计
实战项目二电机控制系统
22
实战项目二
PWM驱动与编码器接口——HAL层扩…
实战项目二PWM
23
实战项目二
闭环控制任务——PID任务 · 调度优先级设计
实战项目二PID
24
实战项目二
故障诊断与日志——错误注入测试 · 日志分析
实战项目二故障诊断
25
实战项目三
物联网网关——多协议融合 · 数据上云
实战项目三物联网网关
26
实战项目三
网络协议栈中间件——MQTT/CoA… · 缓冲区管理
实战项目三MQTT/CoA
27
实战项目三
任务调度优化——多任务优先级反转 · 死锁预防
实战项目三任务调度优化
28
实战项目三
OTA升级——引导加载程序 · 分区管理 · 安全校验
实战项目三OTA
29
性能分析与优化
Profiling工具 · 栈深度分析 · 执行时间测量
性能分析优化
30
课程总结与进阶
架构演进趋势 · 学习路径 · 开源项目推荐
课程总结进阶