01
PCS系统概述
什么是PCS · 工业自动化地位 · 与DCS/PLC区别联系
基础概念
02
实时操作系统基础
RTOS概念 · 任务调度策略 · 中断管理
RTOS调度
03
PCS软件架构设计原则
分层架构 · 模块化 · 接口隔离 · 高内聚低耦合
架构设计原则
04
任务划分与优先级设计
周期/事件/紧急任务 · 优先级反转 · 看门狗
任务优先级
05
任务间通信机制
信号量 · 消息队列 · 共享内存 · 事件标志组
IPC通信
06
实时数据采集与处理
模拟/数字量采集 · 滤波算法 · 数据校验
采集滤波
07
控制算法实现
PID原理 · 位置/增量式 · 积分饱和处理
PID控制
08
状态机编程
FSM设计 · 状态转换表 · PCS应用
状态机FSM
09
硬件抽象层（HAL）设计
HAL作用 · 设备驱动接口 · 寄存器封装
HAL驱动
10
通信协议栈设计
Modbus RTU/TCP · 自定义协议 · CRC校验
协议Modbus
11
人机界面（HMI）设计原则
数据显示刷新 · 报警管理 · 权限控制
HMI交互
12
数据记录与历史趋势
环形缓冲区 · 压缩存储 · 趋势曲线
存储趋势
13
故障诊断与自恢复
异常检测 · 软件看门狗 · 热重启
诊断可靠性
14
安全完整性等级（SIL）与软件安全
SIL等级 · 冗余设计 · 故障安全模式
安全SIL
15
多核与多处理器架构
AMP/SMP · 核间通信 · 负载均衡
多核架构
16
软件定时器与时间管理
高精度定时器 · 时间戳 · 超时处理
定时器时间
17
内存管理策略
静态分配 · 内存池 · 碎片避免
内存优化
18
启动流程与初始化
Bootloader · 硬件初始化 · 自检
启动初始化
19
固件升级与在线编程
OTA升级 · 双备份 · 回滚策略
OTA固件
20
性能分析与优化
任务执行时间 · CPU负载 · 堆栈分析
性能优化
21
单元测试与集成测试
测试框架 · 桩函数 · 覆盖率
测试质量
22
硬件在环（HIL）测试
HIL仿真 · 测试用例 · 自动化
HIL仿真
23
代码规范与静态分析
MISRA C · PC-Lint/Coverity · 代码审查
规范静态分析
24
版本控制与持续集成
Git分支 · CI/CD流水线 · 自动化构建
DevOpsCI
25
文档化与设计评审
架构文档 · API文档 · 评审流程
文档评审
26
案例：化工反应釜温度控制
需求分析 · 架构设计 · 任务划分
案例化工
27
案例：电厂汽轮机转速控制
实时性 · 冗余设计 · 故障处理
案例电力
28
案例：智能楼宇暖通空调
分布式控制 · 节能策略 · 通信组网
案例楼宇
29
案例：机器人运动控制平台
多轴同步 · 轨迹插补 · 实时反馈
案例机器人
30
PCS系统未来趋势
边缘计算 · AI/ML · TSN · 数字孪生
前沿趋势