嵌入式软件架构
性能优化与资源管理

1

嵌入式系统概述 基础

定义、特点、分类、发展趋势

2

嵌入式处理器架构 选型

ARM、RISC-V、MIPS、x86架构对比与选型

3

软件架构设计原则 设计

模块化、分层、高内聚低耦合、关注点分离

4

RTOS基础 核心

任务、调度、同步、通信机制

5

FreeRTOS深入实践 实战

任务创建、调度策略、队列、信号量、互斥量

6

裸机编程 vs RTOS 对比

轮询、前后台系统、状态机、RTOS优劣分析

7

内存管理优化 内存

堆栈分配、静态与动态内存、内存池、碎片整理

8

CPU负载分析与优化 性能

任务周期、CPU利用率计算、负载均衡策略

9

中断管理优化 中断

中断优先级、嵌套、延迟、临界区保护

10

低功耗设计 功耗

睡眠模式、DVFS、事件驱动架构

11

代码性能优化 优化

循环展开、查表法、内联函数、编译器优化

12

数据结构与算法优化 算法

数组、链表、哈希表、红黑树选型

13

Cache优化 缓存

Cache命中率、数据对齐、预取、一致性

14

DMA与数据传输优化 DMA

DMA原理、链式传输、双缓冲、乒乓缓冲

15

文件系统与存储优化 存储

FATFS、LittleFS、磨损均衡、掉电保护

16

通信协议栈优化 通信

UART、SPI、I2C、CAN、Ethernet协议栈裁剪

17

网络协议栈优化 网络

lwIP、uIP、TCP/IP内存与性能调优

18

安全启动与固件更新 安全

签名验证、加密、回滚机制、OTA设计

19

软件定时器管理 定时器

软件定时器实现、精度权衡、定时器池优化

20

日志与调试系统优化 调试

环形缓冲区、分级日志、异步日志、最小化开销

21

单元测试与集成测试 测试

CUnit、Unity、CMock在嵌入式中的应用

22

静态代码分析 质量

MISRA-C、Coverity、PC-Lint、代码规范检查

23

性能剖析(Profiling) 工具

gprof、perf、Tracealyzer、SystemView

24

资源受限系统设计模式 模式

状态模式、观察者模式、命令模式、策略模式

25

多核与异构计算优化 多核

AMP、SMP、OpenMP、任务分配策略

26

虚拟化与容器技术 虚拟化

Xen、KVM、Docker在嵌入式边缘计算中的应用

27

时间触发架构(TTA) 实时

时间确定性、时间同步、TDMA调度

28

功能安全与可靠性 安全

ISO 26262、IEC 61508、看门狗、冗余设计

29

CI/CD持续集成部署 DevOps

Jenkins、GitLab CI、自动化测试与部署

30

综合案例：智能家居网关 实战

软件架构设计与性能优化实战