单片机原理及其接口技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:清华大学

作者:胡汉才

出品人:

页数:450

译者:

出版时间:2010-5

价格:45.00元

装帧:

isbn号码:9787302214533

丛书系列:

图书标签:

• 计算机科学
• 大学
• 专业书
• 计算机
• 教材
• 单片机
• 原理
• 接口技术
• 嵌入式系统
• 微控制器
• 电子技术
• 数字电路
• C51
• 汇编语言
• 硬件设计

《现代嵌入式系统设计与实践》 图书简介 本书旨在全面、深入地探讨现代嵌入式系统的设计、开发与应用，内容涵盖了从底层硬件架构到高级软件算法实现的完整技术栈。本书不涉及单片机（如8051、AVR、PIC等传统架构）的底层原理和基础接口技术（如并行I/O、中断、定时器等基础配置），而是将视角聚焦于当前主流的、高性能的嵌入式处理器平台，如基于ARM Cortex-M/R/A系列、RISC-V架构的微控制器与微处理器。 第一部分：高性能嵌入式处理器架构与选型 本部分将详细剖析现代嵌入式系统对处理核心的更高要求，并深入讲解主流高性能架构的特点。 第一章：后摩尔时代的处理核心演进 本章首先概述了从传统微控制器向高性能嵌入式处理器迁移的技术驱动力，重点分析了功耗、实时性、存储容量和网络能力的需求增长。 Cortex-M系列深度解析： 重点讲解M3、M4（含浮点单元FPU）、M7的核心流水线结构、特权级别（Privilege Levels）以及内存保护单元（MPU）的高级应用。对比分析不同M系列内核在实时性能与能效比上的权衡。 Cortex-A系列基础概述： 介绍应用处理器（如Cortex-A53/A72）的乱序执行、缓存层次结构（L1/L2/L3 Cache）以及内存管理单元（MMU）在实现复杂操作系统（如Linux）时的关键作用，区别于微控制器对MPU的依赖。 RISC-V指令集架构的崛起： 探讨RISC-V的模块化设计哲学，分析其标准指令集（RV32I/RV64I）与可选扩展（如M、F、D、V、A）如何适应定制化的嵌入式需求。重点讲解ISA扩展带来的可裁剪性和开源优势。 第二章：系统级互连与片上总线 传统微控制器内部总线结构相对简单，本章聚焦于现代SoC内部复杂的高速互连机制。 AMBA协议族精讲： 详细解析AMBA 4/5规范，重点对比AHB5（高级高性能总线）和AXI（高级扩展接口）在数据宽度、突发传输、仲裁机制上的差异，及其如何服务于CPU、DMA和高速外设之间的数据交换。 片上网络（NoC）概念： 介绍在多核异构SoC中，NoC如何替代传统的共享总线，实现低延迟、高带宽的点对点通信，包括路由策略和流量控制机制。 异构多核通信： 分析在ARM big.LITTLE或多核RISC-V系统中，不同核间（如Cortex-A与Cortex-M协同工作时）的共享内存访问、缓存一致性维护（Cache Coherency）的硬件实现机制。 第二部分：高级外设与高速数据通路 本部分将跳过基础的定时器/计数器和通用UART配置，转而关注需要复杂协议栈和高速数据处理能力的高级接口。 第三章：高速数据采集与DMA的高级应用 本章探讨如何利用硬件加速机制处理海量数据流。 DMA控制器精细化控制： 深入讲解现代DMA控制器的链式传输（Chained Transfers）、外设到外设（Peripheral-to-Peripheral）模式，以及如何配置Scatter-Gather List来处理非连续内存区域的数据流。 SDIO/eMMC接口协议分析： 不仅是简单的读写操作，本章侧重于分析SDXC/UHS-II标准中的命令集、数据传输时序，以及如何通过DMA实现高吞吐量的数据流卸载。 高速ADC/DAC同步： 讨论在音频处理或精密仪器中，如何使用硬件触发（如定时器事件或专用同步信号）来精确控制多个高速模数/数模转换器的同步启动和数据采集。 第四章：网络与无线通信协议栈集成 现代嵌入式系统通常需要连接到网络，本章关注硬件层面对复杂协议的支持。 以太网MAC与PHY层协作： 讲解IEEE 802.3标准下的CSMA/CD机制（在半双工环境下），以及如何配置硬件以太网控制器（如带有TCP/IP卸载引擎的MAC）进行帧的发送与接收，重点在于处理接收溢出和中断优化。 工业以太网与时间敏感网络（TSN）： 介绍EtherCAT、PROFINET等实时工业现场总线对硬件时间戳和低延迟转发的要求，以及如何利用SoC内建的硬件支持来满足严格的抖动要求。 安全启动与硬件信任根（RoT）： 讨论现代SoC中集成的加密加速器（Crypto Engines），如AES、SHA模块，以及如何利用它们实现固件的完整性验证（Secure Boot）和密钥管理，而非传统的软件加密库。 第三部分：实时操作系统与软件栈 本部分将专注于高性能嵌入式软件的复杂性管理，主要围绕实时操作系统（RTOS）和现代Linux驱动模型展开。 第五章：实时操作系统的高级调度与资源管理 本书不讨论简单的任务创建与信号量，而是深入到RTOS内核的调度机制。 抢占式调度与截止时间分析： 详细分析固定优先级继承协议（Priority Inheritance Protocol, PIP）和优先级天花板协议（Priority Ceiling Protocol, PCP）在解决优先级反转问题中的应用，并引入最坏执行时间（WCET）分析的概念。 内存池与碎片管理： 探讨RTOS中内存池（Memory Pools）的设计优势，以及如何针对嵌入式系统中的动态内存分配需求，设计有效的内存碎片回收策略，避免传统`malloc/free`在高负载下的性能下降。 上下文切换与性能优化： 分析不同架构下硬件上下文切换的机制（如ARM的堆栈帧和寄存器保存），并指导如何通过优化关键路径代码来减少RTOS上下文切换的开销。 第六章：Linux在嵌入式环境中的深度定制 对于运行Linux的复杂嵌入式平台，系统级优化至关重要。 内核裁剪与设备树（Device Tree）： 讲解如何在Yocto或Buildroot环境中，通过编译参数和设备树文件（DTS）来精确地启用或禁用内核功能和外设驱动，以实现最小化、高效的嵌入式Linux映像。 用户空间与内核空间的交互优化： 深入分析`/dev`接口、字符设备驱动框架的结构，以及如何高效地使用`ioctl`或`mmap`系统调用进行高效数据交换，避免频繁的系统调用开销。 异构计算框架（如OpenCL/OpenMP for Embedded）： 探讨如何利用SoC中集成的GPU、DSP或NPU等协处理器，通过标准化的编程模型（如OpenCL嵌入式子集）来卸载CPU密集型任务，实现并行计算加速。 第四部分：系统级调试、验证与功耗优化 本部分关注产品化阶段的关键技术，特别是诊断和能效管理。 第七章：硬件调试与固件级故障诊断 JTAG/SWD的高级调试技术： 不仅限于断点设置，本章重点讲解如何使用调试探针的跟踪缓存（Trace Buffer, 如ETM/ITM）来记录程序执行历史，以及如何利用断点查看复杂的协处理器状态。 看门狗（WDT）与系统复位链： 分析现代SoC中多级看门狗（如系统级WDT与外设WDT）的配合使用，以及如何配置复位源指示器（Reset Source Indicators）来区分是上电复位、软件复位还是外部看门狗复位，以辅助故障定位。 第八章：系统级功耗管理与能效分析 电源域与时钟门控： 详细讲解如何利用SoC的电源管理单元（PMU）来分离和独立控制不同功能模块（如CPU核心、I/O控制器、模拟电路）的电源域，并实现动态电压和频率调节（DVFS）。 深度睡眠模式与唤醒源管理： 对比分析不同处理器的待机（Standby）、休眠（Sleep）和深度关断（Hibernate）模式的功耗指标，以及如何精确配置多个异步外部/内部事件作为唤醒源，确保系统在超低功耗状态下的响应及时性。 能耗分析工具的使用： 介绍使用硬件功耗分析仪或SoC内部集成的能量监测单元（Energy Monitor Unit, EMU）对代码块进行实时能耗测量的方法。 --- 本书适合具有一定电子或计算机基础，希望转向高性能、复杂功能嵌入式系统（如物联网网关、工业自动化控制器、智能终端等）的工程师、高级技术人员和相关专业的研究生阅读。它侧重于“系统整合”与“性能调优”，而非单一微控制器的基础入门知识。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

操蛋的汇编，教材散的跟沙一样。

评分☆☆☆☆☆

操蛋的汇编，教材散的跟沙一样。

评分☆☆☆☆☆

不是试图在一本书里又讲硬件又讲软件……

评分☆☆☆☆☆

去死吧，看得我好烦，啰里啰唆的一大堆!特地要我上来给你个一星是不?

评分☆☆☆☆☆

这本书是作者派来增加学习的痛苦吗？