计算机代写|嵌入式系统代写Embedded Systems代考|INFR11120
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嵌入式系统是计算机硬件和软件的组合，旨在实现特定功能。嵌入式系统也可以在一个更大的系统中发挥作用。
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- Statistical Computing 统计计算
- Advanced Probability Theory 高等概率论
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- (Generalized) Linear Models 广义线性模型
- Statistical Machine Learning 统计机器学习
- Longitudinal Data Analysis 纵向数据分析
- Foundations of Data Science 数据科学基础
计算机代写|嵌入式系统代写Embedded Systems代考|Devices-IC Technology
We have discussed the processor-based implementation. But sometimes customized applications have to be designed in discrete hardware. There are three major IC technologies used for this purpose. The first one is a full custom VLSI bass design in which case the whole application will be synthesized using high-level logic building tools like VHDL, and chips are fabricated using full custom. Such a solution provides very high performance, low cost, low power, and small size and covers the majority of metrics. However, the strategy of such implementation is practically adapted when the requirement is in bulk. For example, USB controllers, Bluetooth controllers, communication controllers, and image processors are normally fabricated as full custom chips.
As the cost and time-to-market become extremely large in the case of full custom, people adopt semi-custom application-specific integrated circuits using gate arrays and standard cells by which development time is drastically reduced.
Still, the current IC technologies are adopting programmable logic devices where the internal logic blocks are interconnected through programming. This can be done on site itself. Field programmable gate arrays (FPGAs) and programmable logic devices (PLDs) are major examples of this technology. Adapting to PLD-based design, we are able to make custom products in very short timings. NRE costs are made very less and achieve customized high performance. The current methodology of system designs adapts FPGA and general processors by offloading computationally intensive jobs on the FPGA hardware and remaining on general-purpose processors.
Another emerging concept is reconfigurable computing, wherein the field programmable devices can be dynamically configured at run time to realize different hardware blocks by re-mapping the routing. This is very close to the concept of dynamically linked libraries in software (DLLs), where the object code is dynamically loaded into memory when it has to be executed. After execution, it is offloaded with the next functional block. Applying this concept, once the functionality with a hardware block is done, the same gate array gets reconfigured to new hardware for the next execution. By this, you can efficiently utilize available FPGA fabric.
计算机代写|嵌入式系统代写Embedded Systems代考|Hardware Software Co-design
Another major decision that a designer has to take is whether the task has to be implemented through software programming or implementing the logic in hardware. Taking the same multiplication example as above, a very simple program can be written to implement the multiplication and getting the result in software but if required speed cannot be achieved, this has to be implemented in discrete logic. The logic remains the same except for the way the implementation is done. The current methodology of designing systems does not discuss whether the problem is implemented on hardware or software. It makes a system-level design where the logic is agnostic to the way of its implementation. Once the logic is designed and tested at the system level, the designer decides whether to implement the logic completely on software, or completely on hardware or partially on hardware and partially on software. This process is called hardware/software co-design which we will deal with this topic subsequently. This concept is shown in Fig. $1.10$ at a broad level.
To summarize, the strategy of developing an embedded system is extremely complex and needs the customer’s involvement. Based on the customer’s requirements, the product has to be designed cost-effectively with the needed performance by properly selecting the metrics. This involves deciding the type of technology to be used for implementation.
State-of-the-art designs can be done with a unified view of hardware and software. This topic will be dealt with in detail subsequently.
This chapter concludes with an important statement that “Customer requirements” is the prime design and implementation factor. The next chapter discusses how should we interact with customers and extract the user requirements using the USE-CASE methodology.
嵌入式系统代考
计算机代写|嵌入式系统代写Embedded Systems代考|Devices-IC Technology
我们已经讨论了基于处理器的实现。但有时必须在分立硬件中设计定制应用程序。为此，主要使用了三种 IC 技术。第一个是完全定制的 VLSI 低音设计，在这种情况下，将使用 VHDL 等高级逻辑构建工具合成整个应用程序，并使用完全定制的方式制造芯片。这样的解决方案提供了非常高的性能、低成本、低功耗和小尺寸，并涵盖了大多数指标。但是，当需求量大时，这种实施策略实际上是适用的。例如，USB 控制器、蓝牙控制器、通信控制器和图像处理器通常被制造为完全定制的芯片。
由于在全定制的情况下成本和上市时间变得非常大，人们采用使用门阵列和标准单元的半定制专用集成电路，从而大大缩短了开发时间。
尽管如此，当前的 IC 技术仍采用可编程逻辑器件，其中内部逻辑块通过编程互连。这可以在现场完成。现场可编程门阵列 (FPGA) 和可编程逻辑器件 (PLD) 是该技术的主要示例。适应基于 PLD 的设计，我们能够在非常短的时间内制作定制产品。NRE 成本非常低，并实现定制的高性能。当前的系统设计方法通过卸载 FPGA 硬件上的计算密集型作业并保留在通用处理器上来适应 FPGA 和通用处理器。
另一个新兴概念是可重构计算，其中现场可编程设备可以在运行时动态配置，以通过重新映射路由来实现不同的硬件块。这与软件 (DLL) 中的动态链接库的概念非常接近，其中目标代码在必须执行时动态加载到内存中。执行后，它与下一个功能块一起卸载。应用这个概念，一旦硬件块的功能完成，相同的门阵列就会重新配置到新硬件以供下一次执行。通过这种方式，您可以有效地利用可用的 FPGA 结构。
计算机代写|嵌入式系统代写Embedded Systems代考|Hardware Software Co-design
设计人员必须做出的另一个主要决定是，任务是必须通过软件编程来实现还是通过硬件实现逻辑。以与上面相同的乘法为例，可以编写一个非常简单的程序来实现乘法并在软件中得出结果，但是如果无法达到所需的速度，则必须在离散逻辑中实现。除了实现的方式之外，逻辑保持不变。当前的系统设计方法并没有讨论问题是在硬件上还是在软件上实现的。它进行系统级设计，其中逻辑与其实现方式无关。在系统级设计和测试逻辑后，设计人员决定是否完全在软件上实现逻辑，或完全在硬件上，或部分在硬件上，部分在软件上。这个过程称为硬件/软件协同设计，我们将在后面讨论这个话题。这个概念如图 1 所示。1.10在广泛的层面上。
总而言之，开发嵌入式系统的策略极其复杂，需要客户的参与。根据客户的要求，必须通过正确选择指标，以经济高效的方式设计具有所需性能的产品。这涉及决定用于实施的技术类型。
最先进的设计可以通过硬件和软件的统一视图来完成。该主题将在随后详细讨论。
本章以“客户要求”是主要的设计和实施因素这一重要声明作为结尾。下一章讨论我们应该如何与客户互动并使用 USE-CASE 方法提取用户需求。
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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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随机分析代写
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。
回归分析代写
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。
MATLAB代写
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。
