PC机与单片机&DSP数据通信技术选编3 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:李朝青

出品人:

页数:939

译者:

出版时间:2004-3-1

价格:85.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787810773553

丛书系列:

图书标签:

• dsp
• PC机
• 单片机
• DSP
• 数据通信
• 通信技术
• 嵌入式系统
• 接口技术
• 微控制器
• 数字信号处理
• 选编

现代嵌入式系统设计与实践：从基础理论到前沿应用 本书聚焦于当前嵌入式系统设计领域的核心技术与最新发展趋势，旨在为读者提供一个全面、深入且具有高度实践指导意义的学习路径。它并非侧重于特定微控制器（如单片机或DSP）的数据通信协议细节，而是构建一个更为宏观的、跨越不同硬件平台的系统级思维框架。 第一部分：嵌入式系统基础理论与架构剖析 (System Foundation and Architecture) 本部分着力于打牢读者对现代嵌入式系统硬件和软件交互机制的理解。我们避免了对特定处理器指令集的冗长介绍，转而关注系统整体的体系结构选择与权衡。 1. 现代嵌入式处理器选型与特性对比： 系统地介绍了当前主流的嵌入式处理器家族，包括高性能的Cortex-A系列（如i.MX、树莓派核心）、实时性强的Cortex-M系列（如STM32L/H系列），以及针对特定计算密集型任务的FPGA/SoC异构架构。重点分析了不同架构在功耗、性能、实时性、内存管理单元（MMU/MPU）支持上的差异，指导读者如何在项目初期做出最合理的硬件平台选择。 2. 嵌入式实时操作系统（RTOS）的深度解析： 深入探讨了FreeRTOS, RT-Thread, QNX等主流RTOS的内核机制。内容涵盖任务调度算法（优先级继承、死锁预防机制）、中断处理流程优化、内存池管理策略（如位图法、块分配法）以及高效的进程间通信（IPC）机制（信号量、消息队列、事件标志组）。强调了如何利用RTOS特性来构建高可靠性、低延迟的实时应用。 3. 低功耗设计与电源管理： 本章详细阐述了嵌入式设备在电池供电场景下的关键技术。包括动态电压和频率调节（DVFS）的应用，各种睡眠模式（深度睡眠、唤醒源配置）的配置技巧，以及如何使用硬件看门狗和电源管理IC（PMIC）进行系统级功耗预算和监控。探讨了在满足性能需求的前提下，实现毫瓦级甚至微安级功耗的设计方法。 4. 硬件描述语言与可编程逻辑基础（FPGA/CPLD入门）： 虽然本书不深入DSP的编程细节，但鉴于现代SoC中可编程逻辑单元的重要性，本章引入了Verilog/VHDL的基础语法，并讲解了如何使用它们来实现高性能的硬件加速器、自定义总线接口或复杂的外设驱动逻辑。重点在于理解硬件描述语言与传统软件编程的思维差异，以及如何有效地集成软硬件协同设计。 --- 第二部分：嵌入式系统软件开发与工程实践 (Software Engineering and Practical Implementation) 本部分将视角从操作系统内核转移到上层应用开发、工具链以及软件生命周期管理。 5. 跨平台嵌入式软件架构设计： 介绍了分层架构模型（HAL、板级支持包BSP、驱动层、应用层）的构建原则。重点讲解了设备驱动程序的标准化接口设计，如何编写可移植性强的驱动代码，以及使用设备树（Device Tree）来解耦硬件信息与内核/引导加载程序配置的方法，以适应多板卡支持需求。 6. 嵌入式系统调试、测试与质量保证： 详述了从JTAG/SWD调试到逻辑分析仪、示波器等硬件工具的综合运用。讲解了单元测试框架（如Ceptest）在嵌入式环境下的应用，静态代码分析工具（如Coverity, SonarQube）在早期发现潜在bug和安全漏洞的作用。强调了调试日志（Log）系统的设计与分级管理，以及如何构建空中升级（OTA）的可靠回滚机制。 7. 引导加载程序（Bootloader）与系统启动流程： 详细剖析了嵌入式系统从加电到操作系统启动的完整过程。重点分析了U-Boot等主流Bootloader的工作原理，包括内存初始化、硬件自检、启动镜像的加载与验证（如使用数字签名保证固件安全），以及如何配置多启动路径。 8. 嵌入式系统安全基线构建： 针对物联网（IoT）设备日益增长的安全需求，本章探讨了信任根（RoT）的建立、安全启动（Secure Boot）的实现、数据加密存储的最佳实践（如使用硬件加密加速器），以及固件加密和代码混淆的基础技术。 --- 第三部分：现代嵌入式系统的连接性与边缘计算 (Connectivity and Edge Computing) 本部分探讨嵌入式设备如何与外部世界高效、安全地交互，并处理产生的数据。 9. 现代无线通信协议栈（非重点在物理层细节）： 本章侧重于应用层和网络层协议在嵌入式设备上的实现。涵盖了MQTT、CoAP等轻量级物联网协议的选型与资源优化；TLS/DTLS在资源受限设备上的握手优化；以及IPv6和6LoWPAN在低功耗广域网（LPWAN，如LoRa, NB-IoT）中的应用模式。 10. 嵌入式机器学习（TinyML）与边缘推理： 探讨了如何将复杂的机器学习模型（如图像识别、语音唤醒）部署到资源受限的微控制器上。内容包括模型量化、模型裁剪技术，以及TensorFlow Lite for Microcontrollers等框架的使用，目标是实现本地化的、低延迟的数据处理能力。 11. 云端集成与边缘网关设计： 介绍了嵌入式设备作为边缘节点（Edge Node）与云平台（如AWS IoT, Azure IoT Hub）进行高效数据流管理的模式。重点是数据聚合、协议转换和本地缓存策略的设计，以应对网络不稳定或带宽受限的环境。 12. 基于容器化技术的嵌入式系统部署： 面向需要快速迭代和灵活部署的高级嵌入式系统，本章引入了Docker/Podman在嵌入式Linux环境中的轻量级应用。讲解了如何构建最小化的根文件系统，实现应用与底层硬件驱动的解耦，从而简化系统的升级和维护流程。 --- 本书的独特价值在于其系统性、前瞻性和工程实践导向。它跳出了传统上聚焦于某一类处理器的技术藩篱，转而关注如何在一个异构、互联的现代嵌入式生态中，进行高效、安全、可靠的系统级设计与实现。

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这本书简直是数据通信领域的“宝藏”。我是一名在嵌入式系统领域摸爬滚打多年的工程师，对于各种通信协议都颇有研究，但这本书依然能给我带来不少惊喜。特别是关于实时操作系统（RTOS）在数据通信中的应用，书中对FreeRTOS、RT-Thread等主流RTOS在通信任务调度、中断处理、消息队列管理等方面的讲解，让我受益匪浅。作者通过多个实际案例，展示了如何利用RTOS来构建高效、稳定的通信系统，这对于提升嵌入式产品的性能和可靠性至关重要。此外，书中对网络安全在数据通信中的初步探讨，也引起了我极大的兴趣。虽然篇幅有限，但它点出了数据安全的重要性，并为我们后续的学习指明了方向。总而言之，这本书内容丰富，覆盖面广，既有深度又有广度，对于希望在数据通信领域深耕的工程师来说，绝对是不可多得的参考资料。

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作为一名对嵌入式系统充满热情的老玩家，我近期有幸拜读了《PC机与单片机&DSP数据通信技术选编3》。坦白说，这本书就像我多年来探索数据通信领域的航海日志，每一页都记录着宝贵的经验和深刻的见解。它并非简单地罗列技术名词，而是以一种循序渐进、由浅入深的方式，带领读者穿越PC机强大的计算能力与单片机、DSP灵活的实时处理能力之间的桥梁。书中关于RS-232、RS-485等经典串行通信协议的讲解，清晰明了，即使是对通信新手而言，也能迅速掌握其原理和应用。尤其让我印象深刻的是，作者在介绍USB通信时，不仅讲解了协议本身，还深入探讨了驱动程序的编写和设备固件的设计，这对于实际项目开发来说，是极其宝贵的指导。更不用说，书中对CAN总线在嵌入式系统中的应用分析，让我对汽车电子、工业自动化等领域的通信架构有了更深层次的理解。每次翻阅，都能从中汲取新的灵感，解决开发中遇到的难题。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，在我迷茫时指引方向，在我进步时给予肯定。

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这本书给我的感觉就像一位经验丰富的老工匠，一丝不苟地打磨着每一个细节。我尤其欣赏作者在讲解DSP在数据通信中的应用时，那种化繁为简的功力。DSP强大的并行处理能力，在信号处理和高速数据传输方面有着不可替代的优势，而书中关于FFT、滤波器设计等核心算法的讲解，结合实际通信场景，让原本抽象的数学概念变得触手可及。更令我惊喜的是，书中还涉及了部分无线通信技术，例如蓝牙和Wi-Fi在嵌入式设备中的集成，这大大拓宽了我对数据通信应用范围的认知。虽然我目前的工作主要集中在有线通信领域，但通过这本书，我看到了未来发展的更多可能性。作者在章节安排上，也显得煞费苦心，将PC机、单片机和DSP这三个看似独立的平台，在数据通信的语境下巧妙地融合在一起，形成了一个有机整体。这使得读者能够从宏观上把握整个通信系统的设计思路，而不仅仅局限于单一模块的技术细节。

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我一直认为，优秀的教材应该能够激发读者的好奇心，并引导他们主动去探索。这本书正是这样一本教材。它并没有刻意去堆砌华丽的辞藻或者晦涩难懂的专业术语，而是用一种更加务实、更贴近工程实际的方式，来呈现数据通信技术。书中对于不同通信协议的优缺点分析，以及在特定应用场景下的选择建议，都非常具有参考价值。我尤其欣赏作者在讲解TCP/IP协议栈时，对三次握手、四次挥手的详细剖析，以及对UDP协议的简单高效的阐述，让我对网络通信的底层机制有了更清晰的认识。书中还涉及了一些高级话题，例如关于通信的差错控制和流量控制的算法，这些内容对于提升通信系统的稳定性和效率有着直接的影响。每次阅读，都能感受到作者对这门学科的热爱和深刻理解，这种热情也深深地感染了我，让我更加渴望去学习和掌握这些先进的技术。

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作为一名在校大学生，我在学习过程中经常感到理论与实践之间存在鸿沟。然而，《PC机与单片机&DSP数据通信技术选编3》这本书，在很大程度上弥补了我的这一困扰。它提供的不仅仅是枯燥的理论知识，而是将理论与大量的工程实例紧密结合。书中对不同通信接口的硬件选型、电路设计，以及软件协议栈的实现，都进行了详细的阐述。我最喜欢的部分是关于低功耗通信的探讨，这对于如今备受关注的物联网领域至关重要。书中分析了如何在保证通信效率的同时，最大程度地降低功耗，这让我对未来智能设备的设计有了更清晰的规划。另外，作者在讲解数据链路层和网络层协议时，逻辑清晰，条理分明，让我能够深刻理解数据如何在网络中传输和路由。这本书的价值在于，它能够帮助我们这些初学者，快速建立起对数据通信系统的整体认知，并为进一步深入研究打下坚实的基础。

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