数字逻辑与VHDL设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:Stephen Brown Zvonko Vranesic

出品人:

页数:640

译者:边计年

出版时间:2005-1-1

价格:72.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302079385

丛书系列:

图书标签:

• 专业书
• 数字逻辑
• VHDL
• 硬件描述语言
• 数字电路
• FPGA
• 可编程逻辑器件
• 电子工程
• 计算机硬件
• 逻辑设计
• Verilog

好的，这里为您提供一份关于《数字逻辑与VHDL设计》的图书简介，内容详实，力求自然流畅，不包含该书的具体内容，以1500字左右的篇幅呈现。 --- 《嵌入式系统设计与实践》：从理论到硬件实现的全面指南 前言：探寻现代电子系统的核心脉络 在当今技术飞速发展的时代，无论是消费电子、工业自动化，还是前沿的物联网（IoT）应用，嵌入式系统的身影无处不在。它们是连接软件与物理世界的桥梁，是实现复杂功能和智能交互的关键所在。本书《嵌入式系统设计与实践》旨在为有志于深入理解和掌握嵌入式系统开发技术的工程师、学生和技术爱好者，提供一条从基础理论到实际应用的全景式学习路径。我们相信，唯有深刻理解底层硬件的工作原理，并能熟练运用现代设计工具与方法，才能真正构建出高效、可靠且具有创新性的嵌入式产品。 本书的编写，源于我们对当前嵌入式领域挑战与机遇的深刻洞察。现代嵌入式系统面临的挑战日益严峻：更高的性能要求、更低的功耗限制、更复杂的实时任务处理，以及日益严格的安全标准。要应对这些挑战，仅掌握单一的编程语言或工具是不够的，必须建立起一个多维度的知识体系，涵盖从微控制器架构、操作系统原理到硬件接口编程的全过程。 第一部分：嵌入式系统的基石——微控制器与架构剖析 本部分将系统地梳理嵌入式系统的基本构成要素，重点剖析当前主流的微控制器（MCU）架构及其核心机制。我们将从最基础的冯·诺依曼和哈佛结构讲起，深入探讨指令集架构（ISA）对系统性能的影响。 处理器核心的奥秘： 我们将详尽介绍RISC与CISC架构的演变与权衡，并重点解析基于Cortex-M系列内核的现代MCU设计。这包括对流水线技术、中断处理机制以及低功耗模式的深入探讨。理解这些底层设计决策，对于优化代码执行效率和管理系统功耗至关重要。例如，如何通过合理配置中断优先级和向量表，确保关键任务的实时响应性，以及如何有效地利用睡眠和唤醒机制来延长电池寿命。 存储器系统的精妙平衡： 嵌入式系统的存储器布局极为关键。本书将详细阐述程序存储器（Flash/ROM）与数据存储器（SRAM/DRAM）的特性、访问时序及其在系统启动过程中的作用。此外，我们还将讨论缓存（Cache）的工作原理及其对数据访问延迟的影响，并教授如何根据应用需求，对存储器进行合理的划分和管理，以避免常见的访问冲突和数据一致性问题。 外设接口与数据交互： 嵌入式系统之所以“嵌入”，就在于它需要与物理世界进行交互。本部分将花费大量篇幅介绍各种关键的外设接口。这不仅包括传统的串行通信接口如UART、SPI、I2C，这些是构建分布式传感器网络的基础；更涵盖了高级的定时器/计数器模块、模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的工作原理。我们将讲解如何精确地配置这些硬件模块，实现精确的时间控制和高质量的信号采集与输出。 第二部分：实时操作系统（RTOS）——构建复杂系统的软件骨架 现代嵌入式应用很少是简单的“裸机”程序。为了管理多任务并发、处理复杂的通信协议栈和保障系统稳定性，实时操作系统（RTOS）成为不可或缺的软件基础设施。 RTOS核心机制的理解： 本部分将从任务管理入手，详述任务的创建、就绪态、阻塞态和终止态的转换过程。重点解析调度算法（如优先级抢占式调度、轮转调度）的工作原理及其对系统确定性的影响。我们还将深入探讨进程间通信（IPC）的几种主要机制，包括信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）和消息队列（Message Queue），并结合实例分析不同机制在解决临界区问题和数据同步方面的优劣。 时间确定性与资源管理： 实时性是RTOS的生命线。我们将分析中断延迟、任务切换开销等因素如何影响系统的确定性。同时，针对嵌入式系统资源受限的特性，本书将教授如何进行高效的内存池管理和堆栈大小优化，避免内存碎片化和堆栈溢出等常见错误。 驱动程序开发与抽象层： 学习如何编写健壮且可移植的设备驱动程序是RTOS应用的关键技能。我们将遵循分层设计思想，构建清晰的硬件抽象层（HAL），确保上层应用代码能够独立于底层硬件平台进行迁移和维护。 第三部分：从理论到实践——系统集成与调试 纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。本部分侧重于将前两部分学到的知识应用于实际项目，并掌握现代电子设计中不可或缺的调试与测试方法。 系统级设计方法论： 面对日益复杂的项目，结构化的设计方法至关重要。我们将介绍系统级框图的绘制、功能模块的划分与接口定义。重点讨论如何进行功耗预算和热管理设计，这对于电池供电或长期运行的嵌入式设备尤为关键。 调试工具链的精通： 硬件与软件的交互性使得调试工作充满挑战。本书将详细介绍JTAG/SWD调试接口的工作原理，以及如何有效利用硬件调试器（如J-Link或ST-Link）进行断点设置、寄存器查看和内存追踪。此外，我们还将探讨逻辑分析仪和示波器在诊断信号完整性问题和时序错误中的应用。 高级主题与未来展望： 在系统集成阶段，网络通信协议（如TCP/IP、MQTT）和嵌入式安全机制（如硬件信任根、固件加密）已成为标准配置。本书将提供这些高级主题的入门指导，帮助读者理解如何在一个受限环境中实现安全的远程数据传输和设备认证。 结语：构建面向未来的智能设备 《嵌入式系统设计与实践》不仅仅是一本技术手册，更是一份对系统思维和工程实践的承诺。通过对微控制器硬件、实时软件以及系统集成方法的系统学习，读者将能够自信地从零开始构建出具有稳定性能和高度可靠性的嵌入式解决方案。我们期望本书能够激发读者对底层技术的热情，并在未来的电子产品创新浪潮中占据一席之地。

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