电子设计自动化项目教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:舒伟红 编

出品人:

页数:284

译者:

出版时间:1970-1

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787030273369

丛书系列:

图书标签:

• 电子设计自动化
• EDA
• Verilog
• FPGA
• 数字电路
• 项目实践
• 教程
• 设计实例
• Xilinx
• Altera

好的，这是一份关于另一本图书的详细简介，该书名为《面向物联网应用的嵌入式系统开发实践》，内容聚焦于当前热门的物联网技术栈下的嵌入式系统设计与实现，与您提到的《电子设计自动化项目教程》的侧重点（通常是EDA工具、电路设计流程、硬件描述语言等）完全不同。 --- 图书简介：《面向物联网应用的嵌入式系统开发实践》 第一部分：物联网时代的嵌入式系统基石 一、 嵌入式系统在物联网中的核心定位与演进 本书深入剖析了嵌入式系统在万物互联（IoT）架构中所扮演的关键角色，从传统的单片机控制系统，演进到如今需要集成网络通信、数据处理和云端对接的智能节点。我们将探讨嵌入式系统设计理念如何随着物联网应用场景（如智能家居、工业互联网、智慧城市）的需求而发生根本性转变。重点分析资源受限设备（如传感器节点）在功耗、实时性与连接性之间的权衡艺术。 二、 核心硬件平台选型与架构分析 本章节详尽对比了当前主流的嵌入式微控制器（MCU）系列，如基于 ARM Cortex-M 内核的 STM32 系列、注重低功耗的 ESP32 系列，以及适用于边缘计算的更高性能的处理器（如树莓派CM系列或NXP i.MX系列）。我们将提供一套系统的硬件选型方法论，指导读者根据项目需求（功耗预算、处理能力、外设接口）做出最佳决策。内容涵盖： 存储器架构：Flash、SRAM、外部EEPROM的组织与使用策略。 电源管理：深度睡眠模式、唤醒机制设计，以及电池寿命估算模型。 关键外设集成：ADC/DAC的高精度采集、定时器PWM的精确控制，以及高速接口（如SPI、I2C、UART）的驱动开发实践。 三、 实时操作系统（RTOS）的引入与优化 现代复杂的物联网设备难以仅依赖裸机编程实现稳定运行。本书重点讲解了如何高效地使用实时操作系统来管理并发任务、保证关键任务的确定性。 FreeRTOS 深度解析：从任务创建、调度算法（抢占式与协作式）、信号量、互斥锁到消息队列的实战运用。特别关注在资源紧张的MCU上配置和裁剪RTOS的技巧。 任务间通信与同步：如何避免死锁和竞态条件，确保多线程环境下的数据一致性。 性能监控与调试：使用RTOS提供的工具链，对系统吞吐量和延迟进行量化分析。 第二部分：连接世界的网络技术栈实现 四、 嵌入式网络协议栈的底层实现 物联网的本质在于连接。本部分将从硬件驱动层开始，构建完整的网络通信能力。 有线连接：Ethernet MAC/PHY层驱动的移植与TCP/IP协议栈的集成（如LwIP）。关注DHCP、DNS解析在嵌入式环境中的配置与故障排除。 无线通信基础：详细讲解低功耗无线技术（如BLE 4.2/5.0）的连接建立、数据包结构及配对流程。 Wi-Fi 接入与认证：在ESP32等平台上实现STA（站）和AP（接入点）模式，重点处理加密连接（WPA2/WPA3）和漫游问题。 五、 物联网主流通信协议与安全实践 理解并正确应用云端通信协议是嵌入式物联网项目的关键瓶颈。 MQTT 协议实战：作为轻量级消息传输的基石，本书将指导读者如何使用Paho-MQTT C/C++客户端库，实现QoS等级的控制、心跳包的维持以及Payload的优化编码（如Protobuf或CBOR）。 CoAP 协议的应用场景：针对资源极度受限或对响应时间敏感的场景，讲解CoAP的RESTful特性、Observe机制及其与UDP的结合。 数据安全与认证：设备安全是物联网的生命线。内容包括TLS/SSL握手过程在嵌入式设备上的资源消耗分析，如何使用硬件加密加速器（如TrustZone或硬件随机数生成器），以及设备身份证书（X.509）的管理与存储。 第三部分：数据处理、云端集成与固件升级 六、 边缘计算与本地数据预处理 并非所有数据都需要上传云端。本章聚焦于如何在资源有限的设备端进行有效的数据过滤、聚合和决策。 数据结构与序列化：高效的内存管理技巧，避免碎片化。使用C/C++实现轻量级的数据序列化与反序列化，以最小化网络开销。 状态机设计：利用有限状态机（FSM）管理设备的复杂操作模式（如初始化、工作、休眠、错误恢复），确保系统状态转换的明确性。 本地算法部署：简要介绍如何移植简单的机器学习模型（如TinyML）到嵌入式端，实现本地异常检测或特征提取。 七、 云平台对接与固件空中升级（OTA） 无缝的云端集成和可靠的远程维护能力是衡量一个物联网产品成熟度的重要标准。 主流云平台适配：提供针对AWS IoT Core、阿里云IoT平台或开源MQTT Broker（如Mosquitto）的连接模板和数据上报/接收逻辑示例。 OTA 原理与实现：详细阐述基于双备份分区（A/B Update）的可靠OTA方案。涵盖固件下载、签名校验、原子切换和回滚机制的设计，确保升级过程中设备不会“变砖”。 错误日志与远程诊断：实现系统崩溃日志的捕获与安全上传机制，为远程故障排除提供基础数据支持。 结语：构建高可靠性的智能终端 《面向物联网应用的嵌入式系统开发实践》旨在提供一套从硬件选型到云端集成的全链路开发指导。本书强调的不是理论的堆砌，而是如何在实际资源限制下，通过工程化的手段，设计出稳定、安全且具备可维护性的下一代嵌入式物联网终端设备。读者在完成本书的学习后，将具备独立完成复杂物联网节点产品开发的能力。

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