01
机载计算平台概述
定义、分类（FC、RDC、IMA）、典型架构（分布式、集中式、混合式）及性能瓶颈分析。
架构瓶颈
02
实时操作系统(RTOS)选型与优化
VxWorks、RT-Linux、Zephyr对比，任务调度策略（RMS、EDF）与中断延迟优化。
RTOS调度
03
内存管理与缓存优化
MMU/TLB配置、Cache一致性（MESI协议）、内存池设计与DMA缓冲区对齐。
CacheDMA
04
多核处理器并行计算
SMP与AMP模式选择、核间通信（共享内存、消息传递）、负载均衡与锁优化。
多核并行
05
编译器优化与代码调优
GCC/LLVM优化选项（-O2/-O3）、内联汇编、循环展开、SIMD指令集（NEON/SSE）应用。
编译器SIMD
06
硬件加速器集成
GPU（CUDA/OpenCL）、FPGA（OpenCL/HLS）、DSP协处理器的任务卸载与数据搬运优化。
加速器FPGA
07
网络协议栈优化
TCP/IP卸载引擎（TOE）、零拷贝技术、RDMA（InfiniBand/RoCE）在机载网络中的应用。
网络RDMA
08
存储系统优化
NVMe over Fabrics、文件系统选型（FAT32 vs ext4 vs JFFS2）、日志策略与磨损均衡。
存储文件系统
09
功耗管理与热设计
DVFS、电源门控、任务调度与温度感知的协同优化策略。
功耗热设计
10
安全关键系统性能权衡
DO-178C/DO-254标准下的分区隔离（ARINC 653）、时间与空间分区的性能开销。
安全分区
11
性能基准测试与剖析
Benchmark工具（CoreMark、SPEC CPU、STREAM）、性能计数器（PMU）与火焰图分析。
基准测试PMU
12
引导加载程序(Bootloader)优化
U-Boot启动加速、安全启动（Secure Boot）与快速初始化流程。
Bootloader安全启动
13
设备驱动优化
中断处理（Threaded IRQ）、轮询模式、DMA引擎与零拷贝驱动设计模式。
驱动DMA
14
虚拟化技术
Type-1/Type-2 Hypervisor（Xen、KVM、ACRN）在机载平台的分区与性能隔离。
虚拟化Hypervisor
15
容器化与微服务
Docker/OCI容器在嵌入式RTOS上的轻量化实现、资源限制（cgroups）与性能开销。
容器cgroups
16
确定性网络
TTEthernet、AFDX、TSN（802.1Qbv）的流量整形与端到端延迟保障。
TSNAFDX
17
传感器数据融合优化
多传感器时间同步（PTP/1588）、数据预处理（滤波、降采样）与卡尔曼滤波加速。
传感器卡尔曼
18
图像与视频处理优化
ISP流水线、JPEG/HEVC编解码硬件加速、OpenCV在ARM上的NEON优化。
图像NEON
19
雷达信号处理优化
FFT加速（FFTW/CUFFT）、脉冲压缩、CFAR检测的并行化实现。
雷达FFT
20
飞控算法优化
PID控制器定点化、姿态解算（Mahony/Madgwick）的浮点转定点优化与迭代速率提升。
飞控定点化
21
导航系统优化
GPS/INS组合导航、卡尔曼滤波的协方差矩阵分解（UDU/Cholesky）与数值稳定性。
导航矩阵分解
22
通信链路优化
Link16、战术数据链的协议栈裁剪、前向纠错（FEC）与自适应调制编码。
数据链FEC
23
日志与调试系统优化
环形缓冲区、非阻塞日志、JTAG/SWD调试接口的带宽利用与实时性影响。
日志调试
24
固件升级与OTA优化
差分升级（bsdiff）、双备份启动（A/B分区）、断点续传与校验加速。
OTA差分
25
可靠性设计
看门狗策略、三模冗余（TMR）、错误纠正码（ECC）与故障注入测试。
可靠性TMR
26
性能建模与仿真
SystemC/TLM虚拟原型、指令集模拟器（QEMU）与性能预测模型。
建模QEMU
27
持续集成与自动化测试
Jenkins/GitLab CI在嵌入式交叉编译环境中的流水线优化与回归测试。
CI流水线
28
案例研究：无人机飞控平台优化
Pixhawk/ArduPilot的实时性提升与功耗降低。
无人机Pixhawk
29
案例研究：机载航电系统优化
IMA架构下的资源整合与分区调度优化。
航电IMA
30
未来趋势
异构计算（Chiplet）、存算一体、AI驱动的自适应优化与数字孪生。
Chiplet数字孪生