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出版者:Mcgraw-Hill Osborne Media

作者:Intel Corp

出品人:

页数:896

译者:

出版时间:1990-8

价格:USD 24.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780078816741

丛书系列:

图书标签:

• I486
• 处理器
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好的，根据您的要求，以下是一份关于不包含《I486 Processor Programmer's Reference Manual》内容的图书简介，这份简介旨在详尽描述另一本图书的独特价值和主题，同时完全避免提及您指定的原书内容，并力求语言自然、信息丰富。 --- 《现代嵌入式系统设计与实时操作系统内核剖析》 引言：驾驭复杂性，构建高性能、可靠的实时计算基石 在当今万物互联和高度自动化的时代，嵌入式系统已成为信息技术领域最具活力的前沿。从精密医疗设备到工业自动化控制，再到尖端航空电子系统，对计算资源的实时性、确定性、安全性和能效提出了前所未有的严苛要求。本书并非关注传统微处理器架构的底层指令集或寄存器级编程细节，而是聚焦于如何利用现代嵌入式处理器强大的异构计算能力，结合实时操作系统（RTOS）的精髓，构建出高性能、可预测且高度可靠的软件系统架构。 本书的宗旨是为那些希望从应用层或驱动层设计深入到系统内核层面的工程师和研究人员提供一套全面、实用的方法论和实践指南。我们旨在拆解现代嵌入式系统软件栈的复杂性，揭示高性能实时调度的奥秘，并探讨如何在高资源约束环境下实现功能安全和信息安全。 --- 第一部分：现代嵌入式处理器平台的演进与挑战 本部分着重于描绘当前主流嵌入式计算平台（如Cortex-A/R系列、RISC-V核心集群）的架构特点，及其对软件设计带来的机遇与挑战。我们不会深入探讨特定代际的指令集扩展，而是侧重于系统级的考量。 第一章：异构计算与多核协同 多核并行模型的选择： 探讨SMP（对称多处理）、AMP（非对称多处理）以及最新的HMPS（异构多处理）模型在嵌入式环境下的适用性。重点分析不同模型下的数据同步、缓存一致性维护以及任务分配策略。 异构加速器的集成： 介绍GPU、DSP或FPGA等专用加速单元如何通过OpenCL、OpenACC或自定义接口与主CPU协同工作。内容将涉及任务卸载（Offloading）的最佳实践、数据搬运的延迟优化，以及如何设计高效的异构调度队列。 第二章：内存系统与性能瓶颈分析 高级缓存层级与虚拟内存管理： 深入解析现代ARM处理器中L1/L2/L3缓存的组织结构，以及其对确定性延迟的影响。介绍MMU（内存管理单元）在隔离保护和地址映射中的作用，特别是在虚拟化嵌入式环境中的应用。 性能分析工具链： 介绍使用Cycles Counter、PMU（性能监控单元）和系统级跟踪工具（如ETM/ITM）进行事件驱动分析的方法，旨在识别和消除非周期性延迟的根源，而非仅仅关注峰值吞吐量。 --- 第二部分：实时操作系统内核的深度剖析 本部分是本书的核心，专注于RTOS内核的工作原理，特别是那些保证系统“可预测性”的关键机制。我们基于实际源码结构进行讲解，但侧重于原理而非特定厂商的API封装。 第三章：任务调度算法的演进与实现 固定优先级与动态优先级调度： 详尽分析Rate Monotonic (RM) 和 Earliest Deadline First (EDF) 算法的理论基础、调度可行性分析（Utilization Bound）及其在实际内核中的优化实现。 抢占与上下文切换的成本控制： 探讨如何通过减少中断延迟、优化栈管理和TLB（转换后援缓冲器）维护来最小化上下文切换带来的开销和抖动（Jitter）。详细介绍Tickless Idle机制在节能和提高低延迟响应速度方面的作用。 第四章：IPC机制的确定性设计 信号量、互斥锁与消息队列的陷阱： 分析传统IPC机制在多任务竞争环境下的潜在问题，如优先级反转（Priority Inversion）和死锁。 无锁（Lock-Free）与无等待（Wait-Free）数据结构： 引入原子操作（Atomic Operations）和内存屏障（Memory Barriers）的概念，指导读者设计高性能、无阻塞的进程间通信机制，以满足极高吞吐量或极低延迟的需求。 第五章：中断管理与延迟预算 中断处理流程的精细控制： 讲解从硬件中断触发到软件处理函数执行的全过程，重点在于如何安全、快速地处理高频中断。介绍延迟可接受的中断（Deferred Interrupts）设计模式。 中断延迟的量化与边界分析： 介绍如何计算最坏情况执行时间（WCET）分析所需的输入参数，以及如何通过硬件中断控制器（如PLIC/GIC）的配置来确保最大中断延迟在一个可接受的预算之内。 --- 第三部分：系统级的可靠性、安全与调试 本部分将视野从内核扩展到整个系统，探讨如何确保软件在长期运行中的稳定性、安全性和可维护性。 第六章：嵌入式系统中的功能安全与隔离 内存保护单元（MPU）的应用： 解释如何利用MPU来隔离关键任务和非关键任务的内存访问权限，实现软件模块间的鲁棒性分离。 时间与空间隔离： 探讨Hypervisor/Virtualization技术在安全关键系统中的应用，如何通过Hypervisor实现不同安全等级（如ASIL等级）软件组件的共存与资源划分。 第七章：固件更新与远程调试 A/B分区与原子性更新： 介绍保证固件更新过程（OTA）不导致设备“变砖”的健壮策略，包括双映像（Dual Image）方案和回滚机制。 后门调试与非侵入式跟踪： 讲解如何利用JTAG/SWD接口结合系统级跟踪宏（如DSTREAM或Trace32）进行运行时非侵入式状态检查和事件重现，这是解决生产环境偶发性Bug的关键技术。 --- 结语：面向未来嵌入式计算的设计范式 《现代嵌入式系统设计与实时操作系统内核剖析》提供的是一套面向设计和实现的知识体系。它指导读者理解现代复杂嵌入式芯片背后的操作系统调度机制、内存访问模型的约束，以及如何通过精妙的软件架构设计，将硬件的潜力转化为稳定、可预测的高性能计算能力。本书旨在培养下一代系统架构师，使他们能够自信地应对万亿级传感器网络、自动驾驶和工业4.0所带来的实时计算挑战。

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书中对于特定操作码和寻址模式的图示化说明，简直是天才之举。很多时候，纯文字描述寄存器的位域划分或者数据流向是多么的抽象和令人头疼。然而，这本书中的流程图和架构示意图，将这些概念以图形化的方式呈现出来，极大地降低了理解门槛。尤其是那些关于流水线冲突和缓存一致性的图表，它们不仅准确无误，而且设计得非常精巧，能够在一瞬间揭示出文本需要数段才能描述清楚的内在机制。我发现，在调试那些棘手的硬件交互问题时，我往往不是先去看对应的代码段落，而是直接翻到相关的图形部分，迅速建立起宏观的认知框架，这比死扣文字细节要快得多。这种图文并茂的深度整合，是这本书价值的集中体现。

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这本书在对底层细节的处理上展现出了近乎偏执的深度。它不仅仅罗列了指令集，更深入地探讨了这些指令在不同微架构下的实际性能影响和潜在的副作用。例如，在讨论特定内存屏障指令时，它没有停留在“保证可见性”这一抽象层面，而是详细分析了该指令在不同缓存层级之间同步数据所需的具体微操作和大致的延迟范围。这种深入到硅片级别的洞察力，对于编写高性能嵌入式系统和优化编译器的人员来说，简直是如获至宝。它迫使读者去思考，代码的每一行执行背后，处理器内部到底发生了什么，这种对“为什么”的持续追问，是区分普通使用者和高级架构师的关键所在。这本书无疑是后者所需要的工具箱。

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这本书的装帧和印刷质量实在令人印象深刻。厚实的封面给人一种专业且耐用的感觉，纸张的质地也相当不错，阅读时能感受到那种沉甸甸的份量感，这在技术手册中是非常重要的。字体排版清晰易读，即便是面对大量技术术语和复杂的代码示例，眼睛也不会感到过分疲劳。页边距的处理恰到好处，为读者留出了充足的批注空间，这一点对于需要频繁参考和做笔记的工程师来说简直是福音。装订方式看起来也十分结实，即使是经常翻阅，也不担心会出现书页松脱的情况。从整体的物理感受上来说，这本手册在设计和制作上确实投入了相当的心思，体现了出版方对技术资料的尊重，让人在拿起它的那一刻，就对内容的专业性有了初步的信心。这种对细节的关注，往往预示着内部内容的严谨和细致。

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我必须指出，这本书的语言风格保持了一种令人耳目一新的克制与精准。它完全避免了那些花哨的、不必要的修辞，所有的描述都直奔核心，用最简洁的语言阐述最复杂的技术概念。在解释那些涉及到时序和中断处理的微妙环节时，作者采用了近乎数学公式般的严谨性，这对于需要编写时间敏感型代码的开发者来说，是至关重要的保护伞。没有模糊不清的陈述，没有模棱两可的解释，每一个句子似乎都经过了编译和优化。这种教科书式的、不带感情色彩的叙述方式，虽然可能让某些追求“故事性”的读者感到枯燥，但对于以解决实际工程问题为目的的技术人员而言，这正是最高效的沟通方式。它就像一个冷酷但绝对可靠的导师，只提供事实和规则。

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这本书的目录结构设计得非常直观和具有逻辑性。从宏观的系统架构概述到微观的寄存器级操作，层级划分清晰明了，每部分的过渡都显得自然而然。我特别欣赏它在章节之间设立的交叉引用机制，当你阅读到一个需要深入了解的特定模块时，它能迅速地引导你找到相关的背景信息或更详细的解释，避免了在不同章节间来回翻找的挫败感。而且，对于初学者和资深专家而言，这本书的结构提供了不同的切入点。新手可以从最基础的执行流程开始啃读，而经验丰富的开发者则可以直接跳到他们最关心的特定指令集扩展部分。这种兼顾不同经验层次的组织方式，极大地提高了查阅效率，它不仅仅是一本参考书，更像是一张精心绘制的导航图，指引你在复杂的处理器世界中高效前行。

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