数据采集系统芯片ADuC812原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:西安电子科技大学出版

作者:刘书明

出品人:

页数:215

译者:

出版时间:2000-12

价格:17.00元

装帧:

isbn号码:9787560609522

丛书系列:

图书标签:

• ADuC812
• 数据采集
• 嵌入式系统
• 传感器
• 模拟电路
• C语言
• 单片机
• 工业控制
• 硬件设计
• 应用开发

现代集成电路设计与微处理器应用前沿探索 本书聚焦于当前集成电路设计领域的热点技术、先进工艺以及微处理器系统在嵌入式领域日益拓展的应用前景。 本书旨在为电子工程、计算机科学及相关专业的学生、工程师和技术研究人员提供一个深入、前沿的学习平台，使其能够掌握现代IC设计流程中的关键环节，并理解如何将高性能微处理器有效地集成到复杂系统中。 第一部分：高速与低功耗集成电路设计原理 第一章：CMOS器件物理与先进工艺节点 本章深入剖析了现代CMOS晶体管的工作原理，从深亚微米到纳米级别的工艺演进对器件性能的影响。重点讨论了短沟道效应、亚阈值泄漏电流的机制及其对电路可靠性的挑战。内容涵盖了FinFET、GAA等新型晶体管结构在提高集成度和降低功耗方面的最新进展，并介绍了先进光刻技术（如EUV）在实现更小特征尺寸中的作用。读者将学习如何根据应用需求，在速度、功耗和面积之间进行权衡设计。 第二章：模拟与混合信号IC设计基础 本章详细阐述了高精度模拟电路模块的设计技术。首先回顾了运算放大器（Op-Amp）的频率补偿、噪声分析与失真抑制方法，特别是高速单位增益缓冲器和跨导放大器的设计实例。随后，深入探讨了数据转换器（ADC和DAC）的架构选择，包括流水线型、Sigma-Delta以及逐次逼近型（SAR）转换器的关键性能指标（如ENOB、SFDR）的计算与优化。对高分辨率、高采样率系统的设计挑战与解决方案进行了详尽的分析。 第三章：低功耗电路设计方法学 功耗已成为移动和物联网设备设计的核心瓶颈。本章系统介绍了降低动态功耗和静态功耗的多种技术。内容包括电压频率调节（DVFS）、时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）的实现细节。此外，还介绍了亚阈值偏置（Subthreshold Biasing）技术在超低功耗应用中的潜力与限制，以及新兴的近阈值计算（Near-Threshold Computing）架构的设计考量。 第四章：集成电路的可靠性与电磁兼容性（EMC） 随着集成度提高和工作频率攀升，IC的可靠性问题日益突出。本章讨论了闩锁效应（Latch-up）、热效应（Self-Heating）以及工艺Variation对电路性能的影响。针对电磁兼容性，详细讲解了辐射发射（RE）和敏感度（RS）的测试标准与设计对策，包括片上电磁屏蔽和引线电感对高速信号完整性的影响分析。 第二部分：现代嵌入式微处理器系统架构 第五章：高性能微处理器核心结构与指令集 本章深入剖析了现代CPU/GPU的核心结构，重点关注指令级并行性（ILP）的提取技术，如乱序执行（Out-of-Order Execution）、分支预测单元（Branch Predictor）的设计。对RISC-V等新型精简指令集架构（ISA）的模块化设计理念进行了详细介绍，并对比了其与传统CISC架构在能效和可扩展性上的优势。 第六章：片上系统（SoC）互连与总线架构 一个高效的SoC设计依赖于强大的片内互连结构。本章详述了AMBA AXI、ACE等主流片上总线协议的规范与仲裁机制。深入分析了NoC（Network-on-Chip）技术在多核处理器系统中如何解决带宽瓶颈和延迟问题，包括路由算法和流量控制策略。 第七章：存储器层次结构与缓存一致性 缓存系统是决定系统性能的关键因素。本章详细介绍了多级缓存（L1/L2/L3）的设计参数（关联度、行大小、替换策略）及其对程序局部性原理的利用。对于多核系统，重点讲解了缓存一致性协议（如MESI、MOESI）的运作原理、失效传播机制以及内存屏障（Memory Barriers）在保证数据一致性中的作用。 第八章：先进的片上调试与测试技术（DFT） 为确保大规模集成电路的良率和可靠性，设计中必须嵌入测试结构。本章全面介绍了设计可测性（DFT）技术，包括扫描链（Scan Chain）的插入与测试向量生成，以及内建自测试（BIST）的原理和实现，特别是存储器BIST（MBIST）在大型SRAM阵列测试中的应用。 第三部分：嵌入式系统中的实时控制与接口技术 第九章：实时操作系统（RTOS）与任务调度 嵌入式控制系统对时间确定性要求极高。本章探讨了RTOS的核心机制，如上下文切换、中断处理和同步机制（信号量、互斥锁）。深入分析了固定优先级抢占式调度、轮转调度以及最早截止时间优先（EDF）等关键调度算法，并对比了FreeRTOS、VxWorks等主流RTOS在不同应用场景下的适用性。 第十/十一章：高速串行通信接口与协议 现代嵌入式系统需要与外部世界进行高速数据交换。第十章聚焦于物理层设计，讲解了PCIe、USB 3.x等标准中的均衡技术（如CTLE、DFE）如何克服信道损耗和串扰，保证信号的完整性。第十一章则深入探讨了以太网MAC层、TSN（时间敏感网络）技术在工业控制和汽车电子中的应用，强调了确定性数据传输的实现方法。 第十二章：传感器接口与数据预处理 本章关注如何将物理世界的数据高效、准确地引入数字系统。内容涵盖了SPI、I2C、UART等传统接口的高效驱动方法，以及MIPI C-PHY/D-PHY等针对图像传感器的高速物理层协议。重点分析了在边缘端进行数据降噪、滤波和特征提取的硬件加速技术，以减少后续处理单元的负担。 本书特点： 本书内容紧密结合最新的行业标准和前沿研究成果，理论深度与工程实践并重。每一章节后都附带了具有挑战性的设计案例分析或仿真练习指导，旨在帮助读者将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。读者将通过本书，构建起一个从晶体管级别到完整SoC架构的系统化、前瞻性的知识体系。

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这本关于数据采集系统芯片ADuC812的书，从我一个初次接触这个领域的读者的角度来看，简直就是一座知识的宝库。书中的内容布局非常清晰，从基础的芯片结构到复杂的应用实例，层层递进，让人很容易跟上作者的思路。我特别欣赏作者在讲解那些晦涩难懂的寄存器配置和中断处理时所采用的生动比喻，这让原本枯燥的技术细节变得易于理解和记忆。例如，在描述模拟数字转换器（ADC）的工作原理时，作者没有停留在教科书式的定义，而是通过一个形象的“水桶注水”模型，让我瞬间明白了采样率和分辨率的实际意义。书中大量的电路图和时序图都经过精心绘制，标注详尽，配合着详细的文字解释，即使是像我这样经验尚浅的工程师，也能快速掌握如何搭建一个可靠的数据采集前端。而且，书中对ADuC812特有的一些高级功能，比如低功耗模式和片上EEPROM的使用，也做了深入探讨，这些都是在官方数据手册中不易被初学者捕捉到的实用技巧。总体来说，这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的老工程师在手把手地带你入门，极大地缩短了我从理论到实践的摸索时间。

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说实话，在拿起这本书之前，我对ADuC812的了解仅限于对其“高集成度”的名声。然而，这本书彻底颠覆了我的认知。它没有回避芯片的局限性，反而坦诚地指出了在特定频率或精度要求下，可能需要与其他外部芯片协同工作的场景，并提供了具体的接口方案。这一点难能可贵，因为它避免了将芯片“神化”，而是提供了一种务实的工程视角。书中关于片上存储器管理的部分，尤其让我眼前一亮。对于嵌入式系统开发者而言，如何高效利用有限的片上SRAM和EEPROM来存储配置数据和日志信息是一个永恒的难题。这本书不仅提供了读写函数的代码范例，还深入分析了不同写入策略对EEPROM寿命的影响，这种对产品长期可靠性的考量，体现了作者超越一般技术讲解的深度。阅读过程中，我感觉作者就像一位经验丰富的产品经理，他不仅知道“怎么做”，更知道“为什么这么做”以及“这样做会有什么后果”。

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我花了大量时间翻阅了这本书，发现它在理论深度和工程实践的结合上做得非常到位，远超我预期的价值。与市面上许多只关注理论推导的书籍不同，这本书的落脚点始终是“如何用好ADuC812”这个核心。作者似乎深知工程师在实际项目中遇到的痛点，所以在讲解软件编程接口（API）时，不仅给出了标准C语言的示例代码，还穿插了大量汇编层面的优化建议，特别是针对那些对实时性要求极高的应用场景。我尤其欣赏其中关于噪声抑制和抗干扰设计的章节，这部分内容往往是初学者最容易忽略但却是项目成败的关键。书中详细分析了电源去耦电容的选择、PCB布局对模拟信号完整性的影响，甚至连接地设计都有独到的见解。这些内容体现了作者深厚的工程底蕴，这些经验值是花钱买不到的。阅读过程中，我常常感觉自己不是在看一本技术书，而是在参与一场高端的技术研讨会，作者总能在我提出疑问之前，就已经用详实的数据和案例给出了令人信服的答案。对于希望将数据采集模块集成到复杂工业控制系统中的专业人士来说，这本书的参考价值是无可替代的。

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这本书的排版和索引系统也值得称赞，这对于一本技术参考书来说至关重要。我发现自己可以非常快速地定位到需要查找的特定功能模块或寄存器定义。不同于一些印刷质量不佳的技术书籍，这本书的图表清晰、线条锐利，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。最令我感到惊喜的是，作者在书的最后附带了一个非常实用的“常见问题与解决方案速查表”，这简直是“救急神器”。在项目中遇到突发状况时，我可以直接翻阅这个表格，往往能在几分钟内找到方向。这本书的价值在于其内容的“即时可用性”——它几乎不要求读者具备深厚的数电或模电背景，而是通过精心组织的结构和详尽的实例，让一个有基本编程基础的读者也能快速上手。它不仅仅是关于ADuC812的知识传递，更是一种高效解决实际工程问题的思维方式的培养，极大地提升了我的工作效率和解决问题的信心。

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这本书的结构设计，给我带来了一种“踏实”的感觉。它没有追求大而全，而是聚焦于ADuC812这一特定芯片，将有限的篇幅用在了刀刃上。最让我印象深刻的是它对ADuC812内部流水线架构的剖析，作者用了一种类似“流程图可视化”的方式，将指令的取指、译码、执行等步骤拆解开来，清晰地展示了并行处理的效率优势。这种可视化教学方法，对于理解微控制器底层的运行机制非常有帮助。此外，书中对错误处理和调试策略的探讨也非常详尽。它列举了十几种常见的硬件和软件故障，并提供了针对性的诊断流程和修复建议，这对于任何从事嵌入式开发的人来说，都是一份宝贵的“故障排除指南”。我个人尝试着按照书中的某个传感器接口配置流程进行搭建，发现即便是涉及到复杂的软件定时器和DMA传输，只要严格遵循书中的步骤，几乎没有遇到无法解决的配置错误。这本书的严谨性，使得它完全有能力成为一个标准的设计参考文档，而不是仅仅停留在科普层面。

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