USB2.0原理与工程开发 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业出版社

作者:王成儒

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-1

价格:49

装帧:平装

isbn号码:9787118048513

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深入探索下一代数据传输技术：现代高速串行总线设计与实践 内容概述 本书旨在为读者提供一个全面、深入且高度实用的视角，聚焦于现代计算机系统中至关重要的高速串行通信协议与系统级集成设计。不同于专注于特定或过时的标准，本书将目光投向了当前主流及未来发展趋势中的高速数据传输技术，特别是那些在高性能计算、存储和外设连接中扮演核心角色的下一代总线架构。 全书结构清晰，从基础的信号完整性理论入手，逐步深入到复杂的物理层实现、链路层协议栈的构建，以及在实际硬件设计中遇到的工程挑战与解决方案。本书致力于弥合理论知识与工程实践之间的鸿沟，为电子工程师、系统架构师以及高级技术学习者提供一把解锁高性能数据链路的钥匙。 第一部分：高速串行通信基础与物理层设计 本部分为后续复杂内容的基石，详细阐述了高速数字信号在传输介质中面临的挑战，以及如何通过精妙的电路设计来克服这些挑战。 第一章：信号完整性（SI）的理论基石 传输线理论回顾与高速扩展： 深入分析特高频下的电磁波传播特性，讲解阻抗匹配、反射与串扰的量化模型。 眼图分析与抖动（Jitter）特性： 详细解读眼图的各个参数（如裕度、相位噪声、定时误差），并介绍测量与优化抖动的先进方法。 损耗机制解析： 区分介质损耗（Dielectric Loss）与导体损耗（Skin Effect），并探讨高频PCB材料（如低Dk/Df材料）的选择对信号质量的影响。 第二章：驱动与接收电路设计 高速缓冲器与驱动器拓扑： 对比CMOS、LVDS、CML等不同驱动类型的电气特性、功耗与抗噪声能力，重点分析均衡技术的必要性。 均衡技术（Equalization）的工程应用： 全面剖析前馈均衡（FFE）、判决反馈均衡（DFE）的原理与实现细节。讲解如何根据信道特性选择合适的均衡器配置，以补偿长距离传输中的高频衰减。 时钟与数据恢复（CDR）电路： 阐述从混合信号中精确提取时钟信息的核心技术，包括锁相环（PLL）与延迟锁定环（DLL）在CDR中的应用，以及如何确保时钟的低相位噪声和快速锁定。 第三章：物理层接口与标准演进 差分信号的鲁棒性优势： 深入分析共模抑制（CMRR）的原理及其在复杂系统噪声环境下的保护作用。 PCB布线规范的严苛要求： 探讨差分对的长度匹配、间距控制、层叠设计对阻抗一致性的影响，以及过孔（Via）对信号完整性的破坏性分析与规避策略。 高速互连的封装与连接器考量： 分析BGA封装、高密度连接器（如PCIe Edge Connector）的寄生参数对信号的影响，以及如何进行封装级别的SI仿真验证。 第二部分：链路层协议、流量控制与链路建立 本部分将理论与协议紧密结合，探讨数据如何从比特流转化为可靠、有序的传输流，并实现高效的流量管理。 第四章：可靠性传输协议栈架构 数据封装与成帧机制： 详细介绍数据包的构成、同步码的设计以及在物理层与链路层之间的边界划分。 错误检测与纠正（EDC/ECC）： 讲解CRC校验在不同层次上的应用，并讨论前向纠错（FEC）技术在极端信道条件下的重要性。 数据顺序与重传机制： 深入探讨序列号管理、确认机制（ACK/NACK）以及快速重传算法的设计，确保数据无差错、按序交付。 第五章：流量控制与背压（Backpressure）策略 基于缓冲区的流量控制： 分析端到端（End-to-End）流量控制的必要性，包括基于信用的流量模型（Credit-Based Flow Control）的设计与动态调整。 公平性与服务质量（QoS）： 探讨如何在共享带宽的场景中，通过调度算法保障关键业务流的带宽需求，避免“大者恒大”的带宽饥饿问题。 链路建立与状态机管理： 详述一个高速链路从物理层复位到完全建立的复杂状态转换过程，包括训练序列（Training Sequence）的发送与接收。 第三部分：系统级集成、验证与调试 本部分着重于将前述的理论和协议知识应用于实际的系统集成和产品开发流程中，强调工具和方法的实用性。 第六章：跨域协同设计与仿真流程 多物理场耦合分析： 讲解如何将电磁场仿真（EM Simulation）与电路级仿真相结合，实现高精度预测。 系统级仿真（System-Level Simulation）： 介绍基于IBIS-AMI模型的通道仿真方法，以及如何准确模拟均衡器、CDR等非线性器件对整个链路的影响。 功耗与热设计对信号完整性的制约： 分析电源噪声（PDN）如何通过地弹耦合至信号线，并提出降噪设计（如去耦电容网络优化）的工程实践。 第七章：硬件调试与故障诊断 高性能示波器的使用与校准： 掌握利用示波器进行抖动分解、上升沿时间测量以及信道裕度评估的高级技巧。 矢量网络分析仪（VNA）在S参数测量中的应用： 讲解如何通过S参数准确表征通道的频率响应，并与仿真结果进行比对验证。 实际系统中的常见故障排查： 针对实际产品中出现的间歇性数据错误、锁定失败等问题，提供基于逻辑分析仪和时序图分析的系统化诊断流程。 结论与展望 本书最后将对当前高速串行通信技术的发展方向进行展望，包括向更高带宽密度、更低功耗目标迈进的技术路径，为读者在下一代产品设计中保持技术前沿性提供思路。本书力求提供的是一个坚实、现代且面向未来的高速数据传输技术知识体系，适用于所有致力于构建下一代高性能电子系统的工程师。

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说实话，拿到《USB2.0原理与工程开发》这本书时，我以为会是一本枯燥的技术手册，但读起来之后，我发现自己完全错了。这本书的叙述方式非常有吸引力，它并没有一味地堆砌技术术语，而是将USB2.0的复杂机制比喻成一系列精妙的“对话”和“协调”。例如，书中用生动的类比解释了主机和设备之间如何进行“身份验证”和“资源分配”，让我这个非技术背景的读者也能轻松理解。我尤其喜欢关于数据传输协议的讲解，那些关于CRC校验、NAK/ACK握手、STALL机制的内容，在作者的笔下变得充满了逻辑性和趣味性，仿佛在听一个关于信息传递的精彩故事。书中还穿插了一些历史性的技术决策的背景介绍，比如为什么USB2.0会采用这样的架构，这让我从更高的维度去理解这项技术。这本书让我明白，技术并非冷冰冰的代码和电路，而是一系列解决实际问题的智慧结晶。即使我不亲自进行工程开发，了解USB2.0的这些原理，也能让我更清晰地认识身边的电子设备是如何工作的，这本身就是一种很棒的体验。

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这本《USB2.0原理与工程开发》简直是新手入门的明灯！我一直对电脑硬件和接口技术充满好奇，但又常常被那些深奥的技术名词吓退。收到这本书的时候，我抱着试试看的心态翻开，结果被它循序渐进的讲解方式深深吸引。从最基础的USB协议概述，到数据传输的几种模式（低速、全速、高速）的详细解析，再到物理层的电气特性，作者都用通俗易懂的语言和丰富的图示进行说明。尤其让我惊喜的是，书中并没有直接跳到复杂的开发板调试，而是花了不少篇幅讲解了USB2.0标准的演进历程，以及它在不同设备上的应用案例，这让我对USB2.0这个看似寻常的接口有了全新的认识。当我看到关于集线器（Hub）工作原理的章节时，那些关于端口分配、错误检测和信号恢复的细节，在作者的笔下变得清晰明了，仿佛我真的能看到数据在狭小的线缆中穿梭。而且，书中还提供了一些非常有价值的参考资源链接，让我可以在读完理论知识后，继续深入探索。对我这样一个刚开始接触工程开发的人来说，这本书的价值不仅仅在于技术指导，更在于它点燃了我持续学习的兴趣和信心。

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在我看来，《USB2.0原理与工程开发》不仅仅是一本技术书籍，更是一份对通信工程理念的深度诠释。书中对于USB2.0协议设计的考量，例如其可扩展性、兼容性以及在不同应用场景下的适应性，都让我看到了工程师们在设计之初所付出的心血。作者在讲解数据流控制和错误处理机制时，并没有止步于理论描述，而是深入探讨了这些机制如何保证数据传输的可靠性和效率，这对于理解现代通信系统的鲁棒性设计非常有启发。我特别对书中关于“低功耗”设计的讨论很感兴趣，USB2.0虽然已经不算最新的技术，但它在嵌入式系统和移动设备上的广泛应用，离不开其对能源的精打细算。书中对挂起/唤醒机制、总线带宽利用率等方面的分析，让我看到了技术在追求性能的同时，也必须兼顾实际应用中的资源限制。这本书不仅是一本技术指南，更是一本关于如何通过精巧设计来解决复杂问题的案例集，它让我对工程开发的严谨性和创造性有了更深刻的认识。

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我是一名经验丰富的嵌入式工程师，过去的项目虽然涉及过USB接口，但多是调用成熟的库函数，对于其底层细节和设计哲学一直有些模糊。《USB2.0原理与工程开发》这本书，恰好填补了我在这方面的知识空白。书中对USB2.0的握手协议、事务处理（Token、Data、Handshake阶段）、端点（Endpoint）类型及其功能，都有着极为精妙的阐述。我特别欣赏作者在讲解差分信号传输和信号完整性方面的内容，这对于设计高性能USB设备至关重要。书中还详细介绍了USB设备的枚举过程，从主机发送设备描述符请求，到设备响应配置描述符，再到驱动程序的加载，整个流程被分解得非常细致，让我对USB设备的“身份识别”有了更深刻的理解。另外，书中关于总线电源管理和中断处理的讨论，也为我优化功耗和提升响应速度提供了思路。对于那些想要深入理解USB2.0，甚至准备自行设计USB控制器或外设的工程师来说，这本书无疑是一本不可多得的参考手册，其严谨的技术分析和丰富的实操建议，将极大地提升工程开发的效率和质量。

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作为一名对硬件接口感兴趣的在校大学生，我之前在一些在线论坛和技术博客上零散地学习过USB2.0的知识，但总觉得不成体系。《USB2.0原理与工程开发》这本书的出现，就像是把我散落的知识点串联成了一整条清晰的线索。书中对USB2.0标准的物理层、链路层、协议层进行了分层讲解，每一层的职责和工作方式都阐述得非常到位。我尤其赞赏书中关于数据包结构和传输时序的详细图解，这对于理解数据是如何被封装和传输至关重要。当读到书中关于“设备枚举”这个概念时，我才真正理解了为什么我每次插入一个新USB设备，电脑都能迅速识别并工作。书中对于不同类型描述符（设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符）的解析，以及它们在枚举过程中扮演的角色，都非常清晰。这本书还提供了一些关于如何使用示波器和逻辑分析仪来观察USB总线信号的建议，这对于我们这些想要动手实践的学生来说，是非常宝贵的指导。它不仅仅是一本书，更像是一个循循善诱的良师，带领我一步步走进USB2.0的世界。

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