Hardware-Software Co-Synthesis of Distributed Embedded Systems pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:Springer

作者:Ti-Yen Yen

出品人:

页数:164

译者:

出版时间:1996-11-30

价格:USD 189.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780792397977

丛书系列:

图书标签:

嵌入式系统
硬件-软件协同设计
分布式系统
协同综合
系统级设计
异构计算
实时系统
并行计算
可重构计算
低功耗设计

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具体描述

Embedded computer systems use both off-the-shelf microprocessors and application-specific integrated circuits (ASICs) to implement specialized system functions. Examples include the electronic systems inside laser printers, cellular phones, microwave ovens, and an automobile anti-lock brake controller. Embedded computing is unique because it is a co-design problem - the hardware engine and application software architecture must be designed simultaneously. Hardware-Software Co-Synthesis of Distributed Embedded Systems proposes new techniques such as fixed-point iterations, phase adjustment, and separation analysis to efficiently estimate tight bounds on the delay required for a set of multi-rate processes preemptively scheduled on a real-time reactive distributed system. Based on the delay bounds, a gradient-search co-synthesis algorithm with new techniques such as sensitivity analysis, priority prediction, and idle- processing elements elimination are developed to select the number and types of processing elements in a distributed engine, and determine the allocation and scheduling of processes to processing elements. New communication modeling is also presented to analyze communication delay under interaction of computation and communication, allocate interprocessor communication links, and schedule communication. Hardware-Software Co-Synthesis of Distributed Embedded Systems is the first book to describe techniques for the design of distributed embedded systems, which have arbitrary hardware and software topologies. The book will be of interest to: academic researchers for personal libraries and advanced-topics courses in co-design as well as industrial designers who are building high-performance, real-time embedded systems with multiple processors.

好的，这是一份关于一本不同主题图书的详细简介，该书的名称为《数字信号处理与通信系统设计》。 --- 图书简介：数字信号处理与通信系统设计作者：史密斯 (J. Smith), 陈 (L. Chen), 瓦格纳 (M. Wagner) 出版社：科技前沿出版社出版日期： 2023年10月内容概述：《数字信号处理与通信系统设计》是一本面向高级本科生、研究生以及通信、电子工程领域专业工程师的综合性技术专著。本书旨在系统地介绍数字信号处理（DSP）的基础理论、关键算法及其在现代通信系统中的实际应用。本书的独特之处在于其对理论深度与工程实践的紧密结合，强调如何将抽象的数学模型转化为高效、可实现的硬件或软件解决方案。本书内容涵盖了从基础的信号表示、采样理论到复杂的现代调制解调技术和信道编码等多个核心领域。作者通过清晰的结构和详实的案例，引导读者建立起对信号处理在通信链路中作用的全面认知。第一部分：数字信号处理基础本书开篇回顾了连续时间信号与系统、傅里叶分析的基础知识，并迅速过渡到离散时间信号与系统的核心概念。 1. 离散时间系统与Z变换：详细阐述了线性时不变（LTI）系统的性质，重点讲解了Z变换在分析和设计离散时间系统中的关键作用。书中通过多种不同类型的系统示例，展示了如何利用Z变换来确定系统的稳定性、频率响应和瞬态响应。 2. 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）：深入探讨了DFT的定义、性质及其在频谱分析中的应用。本书花费大量篇幅介绍高效的FFT算法（包括Cooley-Tukey算法），并提供了不同FFT长度对计算复杂度和精度影响的对比分析。特别地，书中包含了FFT在时域和频域信号处理中的实际应用案例，例如周期图估计和功率谱密度（PSD）计算。 3. 数字滤波器设计：这是本书的核心章节之一。它分为两大部分：无限脉冲响应（IIR）滤波器和有限脉冲响应（FIR）滤波器。 IIR 滤波器设计：介绍了经典的模拟滤波器设计方法（如巴特沃斯、切比雪夫），并详细演示了如何通过双线性变换法将模拟原型转换为数字滤波器。书中还探讨了利用脉冲响应不变法设计的优缺点。 FIR 滤波器设计：重点介绍了窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗）以及更先进的频率采样法和Parks-McClellan最优等波纹法。书中特别强调了FIR 滤波器在保持线性相位方面的优势，这在通信系统中至关重要。 4. 有限精度效应：考虑到实际数字系统中硬件资源的限制，本书专门设立章节讨论有限字长对信号处理算法的影响。内容包括量化噪声、截断误差、溢出问题，并提供了降低这些效应的设计技巧，如选择合适的定点表示和算法重排。第二部分：通信系统中的应用第二部分将DSP理论无缝集成到现代数字通信系统的设计流程中。 5. 数字化与采样技术：详细回顾了奈奎斯特采样定理，并深入分析了欠采样和过采样技术在无线通信接收机中的应用，例如直接变频接收机（Direct Conversion Receiver）中的抗混叠滤波器的设计。 6. 数字调制与解调：本部分全面覆盖了基带和带通数字调制技术。基带传输：讨论了脉冲整形、波形设计（如升余弦滤波器）和最佳匹配滤波器的实现。带通调制：深入分析了PSK（相移键控）、QAM（正交幅度调制）和FSK（频移键控）的理论性能和实际实现。书中提供了精确的误码率（BER）分析，并结合MIMO系统中的预编码和迫零技术进行了扩展讨论。 7. 现代信道编码与纠错：鉴于通信系统的可靠性要求，本书对信道编码技术进行了详尽的介绍。内容包括：线性分组码：循环码、卷积码及其维特比（Viterbi）译码算法。迭代译码：详细讲解了Turbo码和LDPC（低密度奇偶校验码）的结构、译码流程及其逼近香农极限的性能优势。书中提供了如何使用Matlab/Python进行仿真验证的指导。 8. 自适应信号处理：针对时变信道和干扰环境，本书介绍了自适应滤波器的原理。重点介绍了LMS（最小均方误差）算法和RLS（递归最小二乘）算法在信道均衡、噪声消除和自适应波束形成中的应用。书中不仅推导了这些算法的收敛性和性能，还讨论了其在实际系统中的计算复杂度考量。特色与优势：仿真驱动：本书的每一关键概念都配有大量的仿真案例，主要使用MATLAB/Simulink环境进行演示，帮助读者直观理解理论的实际表现。工程视角：强调了算法实现的可行性和效率，讨论了如何权衡理论最优性与实际资源消耗（如延迟、功耗和硬件面积）。前沿覆盖：对MIMO通信中的预编码技术、OFDM系统中的循环前缀设计等现代通信系统的关键DSP环节进行了专门的论述。目标读者：本书是通信工程、电子工程、计算机工程以及相关信号处理方向的研究生和高年级本科生的理想教材。同时，对于在无线通信、雷达、声学处理和嵌入式系统领域工作的工程师，本书也是一本极佳的参考手册，能帮助他们深化对底层信号处理机制的理解，从而设计出更高效、更稳健的系统。 ---

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远超其作为一本技术专著的定位，它更像是一本“系统哲学”的探讨。它挑战了我们根深蒂固的“先硬件后软件”或者“先软件后硬件”的二元对立思维。作者通过严谨的论证，展示了在当今计算资源的极度受限和性能需求爆炸式增长的背景下，只有将两者视为一个不可分割的整体进行“共生式”的设计，才能突破现有的性能瓶颈。我个人最受启发的是关于功耗预算如何在设计初期就被下沉到各个逻辑单元的分配过程。这种从整体到局部的约束传递机制，是传统串行设计流程无法企及的效率优势。总而言之，这本书不仅提供了解决当前问题的工具集，更重要的是，它提供了一套面向未来的、更优化的系统思维模型，这对于任何从事嵌入式系统前沿研究和工程实践的人士来说，都是一本不容错过的里程碑式的著作。

评分☆☆☆☆☆

作为一名专注于高可靠性航空电子系统的人员，我更关注的是设计的可追溯性和故障容错能力。这本书在分布式嵌入式系统的韧性（Resilience）方面展现了超乎预期的深度。它没有止步于一般的冗余设计，而是深入探讨了基于运行时监控和自适应重配置的协同优化策略。特别是书中提出的“动态资源重映射框架”，在应对瞬态硬件错误时，展示了惊人的优雅性——它允许软件层面感知到硬件状态的微妙变化，并实时调整数据流和计算负载，这种反馈闭环的设计，在传统的瀑布模型设计中是难以想象的。虽然书中某些高级数学模型的推导需要一定的耐心去啃读，但一旦掌握了其核心思想，对于设计下一代需要长期稳定运行且无法轻易维护的无人化系统，无疑具有极强的指导意义。这本书真正做到了理论指导实践，而不是空洞的说教。

评分☆☆☆☆☆

这本《硬件-软件协同设计分布式嵌入式系统》的著作，着实让我这个长期在嵌入式领域摸爬滚打的老兵耳目一新。它的独特之处在于，它没有过多纠缠于那些已经被嚼烂了的传统单片机编程范式，而是直接切入了现代系统设计的核心痛点：如何有效地融合异构硬件资源与复杂的软件逻辑。书中对“协同合成”这一概念的阐述，不再是简单的工具链堆砌，而是深入到了理论层面，探讨了如何在设计初期就将时间、空间和功耗的约束提前固化到架构选择中。特别是关于异构多核架构下的任务调度和资源分配模型，作者给出的数学框架极具洞察力，远超一般教科书的肤浅介绍。我尤其欣赏它对“软硬件接口契约”的强调，这在实际项目中常常是导致后期集成灾难的根源，而本书提供了一套系统性的方法论来规避这些陷阱。读完后，我感觉自己对如何设计一个真正面向未来、可扩展且高可靠性的分布式边缘计算节点，有了一种全新的、更为坚实的认知基础。它不是一本快速入门指南，而是一本能让你深入思考系统本质的“内功心法”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示设计也值得称赞，这对于理解高度抽象的系统架构至关重要。我发现许多关于数据流分析和控制流同步的图表，比我过去阅读的任何一本相关书籍都要清晰明了。特别是书中对“时间同步”和“通信协议栈的硬件加速”之间交互的剖析，通过精妙的UML变体图和状态转移图，将原本晦涩难懂的跨域交互可视化了。这种对“沟通”层面的重视，体现了作者深刻理解协同设计不仅仅是代码和硬件描述语言的叠加，更是不同设计团队间认知模型的统一。如果说有什么可以挑剔的，或许是某些案例研究略显陈旧，但瑕不掩瑜，其核心方法论的普适性使得这些案例的缺陷几乎可以忽略不计。它成功地弥合了系统级设计和底层实现之间的鸿沟，使人能以更自信的姿态去面对复杂的跨学科挑战。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的阅读体验是极其深刻的，它带来的冲击力，更像是一场思维方式的重塑。市面上充斥着大量关于特定FPGA或特定实时操作系统的技术手册，但鲜有书籍能从如此宏观且贴近工程实践的视角来审视整个设计流程。这本书的叙事节奏非常稳健，从系统需求的分解，到抽象层次上的硬件与软件功能划分，再到最终映射到实际硅片或板级支持包的过程，逻辑链条清晰得令人赞叹。我尤其留意了其中关于“形式化验证”在协同设计中的应用章节，这对确保复杂系统行为的确定性至关重要，而这部分内容在同类著作中常常被轻描淡写。作者似乎非常注重细节的严谨性，每一个算法的引入都有其严格的理论铺垫，这使得读者在学习过程中，不会产生“知其然不知其所以然”的浮躁感。对于那些希望从应用层开发晋升到系统架构师级别的工程师来说，这本书无疑是一份宝贵的财富，它教会我们的不是如何写出高效的代码，而是如何构建一个高效的系统。

评分☆☆☆☆☆