计算机代写|嵌入式软件代写Embedded Software代考|ELEC3607
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嵌入式软件是指人类用户不能直接看到或调用的软件，但它是系统的一部分。例如，软件被嵌入到电视机、飞机和电子游戏中。嵌入式软件被用来控制硬件设备的功能。
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计算机代写|嵌入式软件代写Embedded Software代考|Wait States and Burst Accesses
There are a variety of different types of storage, all of which have their advantages and disadvantages. RAM is fast as well as readable and writable, but is said to be volatile as it loses its contents if not permanently powered. Flash is persistent memory (non-volatile) but access to it is relatively slow. In most cases it is so slow that access to it must be artificially slowed down. This is achieved by using ‘wait states’ for each access during which the processor waits for the memory to respond.
As discussed in detail in Section 2.3, each time memory is accessed, the address to be accessed must be specified. With respect to the transfer of user data, the exchange of address information can be seen as a kind of overhead (Figure 7). During the execution of code, several memory locations are very often read in sequence, especially whenever there are no jumps or function calls (keyword: basic block). The same applies to the initialization of variables with values from the flash: the values are often stored in memory one after the other.
In both cases there would be many individual read accesses, each with significant overhead (Figure 8). To make this type of access more efficient, many memories offer burst accesses. These can transfer an entire range of data starting from a single address (Figure 9), significantly reducing the overhead.
In a tax office, a clerk deals with the affairs of four clients in one morning. Her files are put on the desk for quick access. After all, she has to look at individual documents again and again and does not want to fetch the file from the archive for each document and then return the file back to the archive after viewing it. That would be inefficient.
This office procedure describes the concept of a cache very well. A comparatively small but very fast memory (desktop equates to cache) is loaded with the current contents of a much larger, but also much slower, memory (archive equates to flash or shared RAM), as in Figure 10.
With larger processors, further gradations or cache levels come into play. The example of the tax office could be extended as follows to illustrate multi-level caches. Between the desk and the archive there may also be a drawer unit on castors under the desk, as well as a filing cabinet in the office. This results in the following gradation: desk equates to level 1 cache, hanging file register equates to level 2 cache, filing cabinet equates to level 3 cache, and finally archive equals flash or shared RAM. Usually the word ‘level’ is not written out in full but simply replaced by an ‘ $L$ ‘. Thus we speak of an $\mathrm{L} 1$ cache, $\mathrm{L} 2$ cache and so on.
If data or code is to be read and it is already in the cache, this is called a cache hit. If they are not in the cache and must first be fetched from main memory, there is a cache miss.
计算机代写|嵌入式软件代写Embedded Software代考|Cache Structure and Cache Rows
Each cache is divided into cache lines, each line being several dozen bytes in size. The main memory is an integer multiple larger than the cache, so the cache fits in ‘ $n$ times’. When transferring data to or from the cache, an entire cache line is always transferred by burst access.
The assignment of cache lines to the memory addresses in the main memory is not freely selectable. Instead, it results from the position of the line in the cache. Figure 11 illustrates the relationship. Cache line 3 , for example, can only be matched with memory areas marked with a ‘ 3 ‘. In reality, the size ratio is more pronounced than the 1:4 ratio used in the figure and the number of cache lines is also significantly higher. Table 2 shows the parameters as they are defined for first generation Infineon AURIX processors.
To illustrate how the cache works, let us assume a concrete situation in which a function FunctionA has already been loaded into a cache line (Figure 12). Obviously, the function is small enough to fit completely into a cache line. Three different cases will be considered below.
What happens if the cached function FunctionA now calls: (I) the function FunctionB; (II) the function Functionc; or (III) the function FunctionA (i.e. recursively calls itself)?
(I) Function FunctionB is loaded into cache line 3 and thus overwrites Functiona.
(II) Function Functione is loaded into cache line 4 and FunctionA remains in cache line 3.
(III) Nothing happens because FunctionA is already in cache line 3 .
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计算机代写|嵌入式软件代写Embedded Software代考|Wait States and Burst Accesses
有多种不同类型的存储，它们各有优缺点。RAM 速度快，可读可写，但据说是易失性的，因为如果不永久供电，它会丢失其内容。闪存是持久性内存（非易失性），但访问速度相对较慢。在大多数情况下，它是如此之慢，以至于必须人为地减慢对它的访问。这是通过对处理器等待内存响应的每次访问使用“等待状态”来实现的。
正如 2.3 节中详细讨论的那样，每次访问内存时，都必须指定要访问的地址。对于用户数据的传输，地址信息的交换可以看作是一种开销（图 7）。在代码执行过程中，通常会依次读取多个内存位置，尤其是在没有跳转或函数调用（关键字：基本块）的情况下。这同样适用于使用闪存中的值初始化变量：这些值通常一个接一个地存储在内存中。
在这两种情况下，都会有许多单独的读取访问，每个读取访问都有很大的开销（图 8）。为了使这种类型的访问更有效，许多存储器提供突发访问。这些可以从单个地址开始传输整个范围的数据（图 9），从而显着减少开销。
在一家税务局，一名文员一天要处理四位客户的事务。她的文件放在桌子上以便快速访问。毕竟，她不得不一次又一次地查看单个文档，并且不想为每个文档从存档中获取文件，然后在查看后将文件返回到存档中。那将是低效的。
这个办公程序很好地描述了缓存的概念。一个相对较小但速度非常快的内存（桌面相当于缓存）加载了一个更大但也更慢的内存（归档相当于闪存或共享 RAM）的当前内容，如图 10 所示。
使用更大的处理器，更多的层次或缓存级别开始发挥作用。税务局的示例可以扩展如下，以说明多级缓存。在办公桌和档案室之间，办公桌下方的脚轮上可能还有一个抽屉单元，办公室中还有一个文件柜。这导致以下分级：书桌等同于 1 级缓存，悬挂文件寄存器等同于 2 级缓存，文件柜等同于 3 级缓存，最后档案等同于闪存或共享 RAM。通常“级别”这个词没有写完整，而只是简单地用一个“大号’. 因此我们谈到一个大号1缓存，大号2缓存等。
如果要读取的数据或代码已经在缓存中，则称为缓存命中。如果它们不在高速缓存中并且必须首先从主存中获取，则存在高速缓存未命中。
计算机代写|嵌入式软件代写Embedded Software代考|Cache Structure and Cache Rows
每个缓存被分成缓存行，每行大小为几十个字节。主内存比缓存大一个整数倍，所以缓存适合’n次’。当向高速缓存传输数据或从高速缓存传输数据时，整个高速缓存行总是通过突发访问传输。
高速缓存线到主存储器中存储器地址的分配不是可以自由选择的。相反，它是由行在缓存中的位置产生的。图 11 说明了这种关系。例如，缓存行 3 只能与标有“ 3 ”的内存区域匹配。实际上，大小比例比图中使用的 1:4 比例更明显，缓存行数也明显更高。表 2 显示了为第一代英飞凌 AURIX 处理器定义的参数。
为了说明缓存的工作原理，让我们假设一个具体情况，其中函数 FunctionA 已经加载到缓存行中（图 12）。显然，该函数足够小，可以完全放入缓存行中。下面将考虑三种不同的情况。
如果缓存函数 FunctionA 现在调用： (I) 函数 FunctionB；(II)函数Functionc；或 (III) 函数 FunctionA（即递归调用自身）？
(I) 函数 FunctionB 被加载到缓存行 3 并因此覆盖 Functiona。
(II) 函数 Functione 被加载到缓存行 4 中，而 FunctionA 保留在缓存行 3 中。
(III) 什么都没有发生，因为 FunctionA 已经在缓存行 3 中。
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金融工程代写
金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题，以及设计新的和创新的金融产品。
非参数统计代写
非参数统计指的是一种统计方法，其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型；这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。
广义线性模型代考
广义线性模型（GLM）归属统计学领域，是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。
术语 广义线性模型（GLM）通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归，以及方差分析和方差分析（仅含固定效应）。
有限元方法代写
有限元方法（FEM）是一种流行的方法，用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。
有限元是一种通用的数值方法，用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程（即一些边界值问题）。为了解决一个问题，有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分，称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的，它是通过构建对象的网格来实现的：用于求解的数值域，它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统，以模拟整个问题。然后，有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。
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随机微积分是数学的一个分支，对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。
时间序列分析代写
随机过程，是依赖于参数的一组随机变量的全体，参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现，其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值（如1秒，5分钟，12小时，7天，1年），因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中，往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录，以得到其自身发展的规律。
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多元回归分析渐进（Multiple Regression Analysis Asymptotics）属于计量经济学领域，主要是一种数学上的统计分析方法，可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系，在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。
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MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中，其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括：数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发，包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统，其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题，尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题，而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问，这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展，得到了许多用户的投入。在大学环境中，它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域，MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要，工具箱允许您学习和应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数（M 文件）的综合集合，可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。
