可编程逻辑设计技术及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电出版社

作者:高书莉

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2001-9-1

价格:35.0

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787115096241

丛书系列:

图书标签:

• 可编程逻辑器件
• PLD
• FPGA
• 数字电路
• 逻辑设计
• VHDL
• Verilog
• 硬件描述语言
• 数字系统设计
• 可编程逻辑

好的，以下是一份关于《可编程逻辑设计技术及应用》这本书的详细简介，内容完全基于其他主题，不包含原书所述内容。 --- 《现代嵌入式系统架构与实践》 图书简介 本书深入剖析了当前主流嵌入式系统的设计哲学、核心技术与前沿应用，为读者构建一个全面、深入且高度实用的知识体系。我们聚焦于嵌入式系统在物联网（IoT）、人工智能边缘计算（AIoT）以及工业自动化等关键领域中的实际部署与优化。 第一部分：嵌入式系统基础与硬件平台选型 本部分首先确立了嵌入式系统设计的基石。我们从基础的微处理器（MPU）和微控制器（MCU）架构对比开始，详细阐述了ARM Cortex-M和Cortex-A系列的核心优势、流水线设计与中断处理机制。特别地，我们引入了 RISC-V 架构作为新兴的、可定制化的高性能替代方案，并分析了其在特定应用场景中的潜力。 硬件选型部分，我们超越了简单的参数对比，引入了系统级功耗预算（Power Budgeting）的概念，指导读者如何根据实时性要求、环境温度和电池寿命来选择合适的SoC/SiP。此外，存储技术的选择至关重要，本书详细对比了NAND Flash、eMMC以及新型的FRAM和MRAM在速度、耐用性和成本上的权衡，并给出了针对不同类型数据（如日志、模型参数、操作系统镜像）的最佳存储策略。 在系统互连方面，本书详细讨论了低功耗广域网（LPWAN）技术，如LoRaWAN和NB-IoT的协议栈细节与功耗优化技巧。对于近场通信，我们深入研究了CAN FD在汽车电子中的应用扩展和其在工业控制中的实时性保障机制。 第二部分：实时操作系统（RTOS）与进程管理 操作系统是现代嵌入式系统的“灵魂”。本书将重点放在高可靠性与确定性实时性上。我们精选了FreeRTOS、Zephyr和VxWorks三款代表性RTOS进行深入剖析。内容覆盖了任务调度算法（如固定优先级抢占式、轮转法、EDF/RMS）、内存池管理（Heap Management）的碎片化问题与解决方案。 一个核心章节专门探讨了时间敏感网络（TSN）在工业以太网中的应用，如何通过精确同步（IEEE 802.1AS）和流量整形（IEEE 802.1Qbv）来保证关键控制指令的毫秒级甚至微秒级传输。 进程间通信（IPC）方面，我们避免了理论堆砌，而是侧重于在资源受限环境下如何高效地实现数据共享。IPC机制的选型，例如消息队列的阻塞与非阻塞操作、信号量的死锁预防策略，以及共享内存的高效边界同步，都提供了大量的C语言参考代码和性能基准测试数据。 第三部分：嵌入式软件开发、调试与验证 本部分致力于提升开发者的工程实践能力。我们强调了“自底向上”的驱动开发方法，并详细介绍了如何编写健壮的设备驱动程序，特别是针对复杂的SPI、I2C总线时序控制和DMA（直接内存存取）的循环缓冲区设计。 调试与追踪是嵌入式系统开发中最耗时的环节。本书系统介绍了JTAG/SWD接口的高级调试特性，例如硬件断点、指令追踪（Trace）和内存访问监控。对于涉及多核协同工作的系统，我们展示了如何利用ASIL等级验证工具链来追踪跨核数据流的完整性。 软件验证部分，我们引入了形式化验证（Formal Verification）的基本概念，并展示了如何使用模型检测技术（Model Checking）来验证关键安全代码（如启动加载器和安全更新机制）的正确性，以达到最高的安全等级标准。 第四部分：边缘计算与安全增强 随着系统复杂度的提升，边缘智能和安全性成为不可或缺的要素。本书详细介绍了如何在资源有限的MCU/MPU上部署轻量级机器学习模型（TinyML），包括模型量化（Quantization）、剪枝（Pruning）以及TensorFlow Lite Micro的移植与优化。重点关注了模型推理的时延分析和能耗优化。 在系统安全方面，我们聚焦于硬件信任根（Hardware Root of Trust, RoT）。内容涵盖了安全启动流程（Secure Boot）、可信执行环境（TEE，如OP-TEE）的建立与应用隔离。此外，我们深入探讨了固件空中下载（OTA）更新的安全机制，包括签名验证、回滚保护以及如何在不中断关键服务的情况下安全地替换操作系统内核。 第五部分：系统级功耗管理与可靠性工程 优化系统能耗是移动和电池供电设备设计的核心挑战。本书阐述了从芯片级到操作系统级的多级功耗管理策略。这包括动态电压与频率调节（DVFS）、深度睡眠模式（Deep Sleep/Hibernate）的唤醒延迟分析，以及如何通过精确的电源门控（Power Gating）技术来关闭空闲模块。 可靠性工程方面，我们讨论了错误检测与纠正（EDC/ECC）在DRAM和Flash中的应用，以及软件层面的看门狗定时器（WDT）配置与复位策略。对于长期运行的工业系统，我们还探讨了MTBF（平均故障间隔时间）的预测模型与基于遥测数据的预测性维护（Predictive Maintenance）的应用。 目标读者 本书适合具有一定C/C++编程基础，希望深入理解现代嵌入式系统架构、操作系统内核、实时控制和边缘计算安全实践的软件工程师、硬件工程师以及相关专业的研究生。本书旨在通过理论结合大量的工程实例，帮助读者实现从“会写代码”到“设计高可靠、高性能嵌入式系统”的跨越。

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