新型单片机接口器件与技术

新型单片机接口器件与技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:西安电子科技大学出版社
作者:林凌
出品人:
页数:334
译者:
出版时间:2005-1
价格:34.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787560614649
丛书系列:
图书标签:
  • 接口
  • 单片机
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具体描述

计算机系统核心架构与高性能计算实践 图书简介 本书旨在深入剖析现代计算机系统的底层架构、关键组件的运作机制,并详细阐述如何构建和优化高性能计算(HPC)系统。全书内容聚焦于从硬件层面到软件栈的完整体系,为读者提供一套全面、深入且极具实践指导意义的知识体系。我们避免传统教材中对基础概念的泛泛而谈,而是力求揭示当代计算技术在复杂系统集成和性能瓶颈突破中的核心技术细节。 第一部分:现代处理器微架构深度解析 本部分将把读者的目光引向中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)内部的精妙设计。我们不仅仅停留在介绍寄存器、算术逻辑单元(ALU)等基本概念,而是深入探讨乱序执行(Out-of-Order Execution)引擎的流水线设计、分支预测单元的最新算法(如基于神经网络的预测器),以及指令级并行(ILP)的实现技术。 我们将详细分析缓存一致性协议(如MESI、MOESI及其变种)在多核处理器中的具体工作流程和性能影响。针对现代处理器的复杂内存访问模式,本书将用大量实例解析内存墙问题的成因,并介绍预取机制(Hardware Prefetchers)如何通过复杂的硬件状态机来预测程序对数据的需求。 在GPU部分,我们聚焦于其大规模并行架构(SIMT/SIMD)与CPU的异构协同。深入讲解CUDA/OpenCL编程模型下的线程组织、内存层级结构(共享内存、全局内存、常量内存)的访问效率差异,以及如何通过优化内存访问模式(Coalescing)来最大化吞吐量。 第二部分:系统级互连与内存层次结构 高性能计算的瓶颈往往不在于单个计算单元的运算速度,而在于数据如何在不同单元之间快速、有效地流动。本部分将系统性地介绍现代计算机系统的互连拓扑结构。 高速片上互连(On-Chip Interconnects):详尽分析片上网络(NoC)的设计原理,包括跨越多个CPU核心和内存控制器的数据路由机制、拥塞控制算法,以及对延迟和带宽的影响。 处理器与外设的通信:重点介绍PCI Express(PCIe)的总线协议,不仅涵盖其物理层和链路层的握手机制,更侧重于直接内存访问(DMA)的实现细节、事务层(TLP)的构造,以及如何利用最新一代PCIe标准(如Gen 5/6)提供的低延迟特性。 内存子系统:本书对DRAM的工作原理进行透彻分析,包括行缓冲命中、突发访问的时序要求。更重要的是,我们将分析内存控制器的设计如何管理并发请求、执行调度,以及如何应对内存延迟波动(Jitter)。此外,新兴的非易失性内存(NVM)技术(如3D XPoint)的读写特性和其在不同工作负载下的适用性将作为重要专题展开。 第三部分:操作系统内核与虚拟化在计算中的角色 操作系统(OS)作为调度和资源管理的枢纽,其内部机制对应用性能有着决定性影响。本书将重点讨论低延迟内核的设计思路,例如如何最小化中断处理时间、优化上下文切换的开销,以及内核旁路(Kernel Bypass)技术。 进程与线程调度:深入分析公平调度器(CFS)的红黑树结构及其时间片分配策略。特别关注针对实时系统和高并发服务器的专用调度算法(如earliest-deadline-first)。 内存管理单元(MMU)与地址翻译:详细解析TLB(Translation Lookaside Buffer)的组织结构、多级页表查询过程,以及操作系统如何通过页表操作来实施内存保护和虚拟内存管理。 虚拟化技术:系统性介绍硬件辅助虚拟化(VT-x/AMD-V)的工作原理,包括影子页表(Shadow Page Tables)的维护、VM Exit/Entry的开销分析,以及如何通过Virtio等半虚拟化接口来优化I/O性能,以减少虚拟化带来的性能损失。 第四部分:高性能计算系统构建与性能优化 本部分将理论与实践相结合,指导读者如何构建和调优面向特定应用的HPC系统。 并行编程模型与库:超越OpenMP和MPI的基础用法,本书将深入探讨消息传递接口(MPI)的高级特性,如非阻塞通信的原语实现、集合操作的优化拓扑、以及如何利用MPI-3.1的共享内存窗口功能。同时,对数据并行框架(如OpenACC/OpenMP 5.x)的编译器优化策略进行剖析。 性能剖析与瓶颈定位:介绍使用硬件性能计数器(Hardware Performance Counters)进行精确分析的方法。我们将讲解如何使用如`perf`、VTune等工具,通过监测缓存未命中率、指令周期(CPI)、内存带宽利用率等关键指标,准确定位程序的热点区域和资源瓶颈。 存储系统与数据I/O:高性能计算对存储的带宽和延迟要求极高。本书将介绍并行文件系统(如Lustre, GPFS)的架构,包括元数据服务器(MDS)和对象存储服务器(OSS)的协同工作机制。并讨论RDMA(Remote Direct Memory Access)技术在集群内实现零拷贝通信,以及如何通过优化I/O调度器来适应大型科学模拟的数据流需求。 第五部分:未来计算趋势与新兴架构 最后,本书展望了计算领域的最新发展方向。探讨异构计算的未来,包括可重构硬件(FPGA)在加速特定算法中的应用机制;存算一体(Processing-In-Memory, PIM)技术的初步探索及其对内存访问模式的颠覆性影响;以及量子计算在解决特定组合优化问题上的基本原理和挑战。 本书的结构逻辑严密,内容深度适中,旨在为计算机体系结构、高性能计算、系统软件开发等领域的专业人员和高级学生提供一本必备的、深入理解现代计算“如何工作”的参考手册。

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目录信息

读后感

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用户评价

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《新型单片机接口器件与技术》这本书名,就像一个信号,立刻引起了我的注意。作为一名热爱折腾电子硬件的爱好者,我总是在不断地寻找能够让我的项目变得更酷、更强大的新方法。我一直在思考,如何才能让我的单片机项目不再局限于简单的LED闪烁和按键控制,而是能够实现更复杂的通信、更精密的测量,甚至更智能的交互。我对书中“新型”二字所代表的意义尤为看重,它是否意味着会介绍一些我以前从未接触过的接口器件和通信协议?例如,我最近在尝试制作一个小型机器人,希望它能够通过无线方式进行远程控制,并接收实时的传感器数据。不知道书中是否会介绍一些专门用于机器人通信的接口,或者能够简化Wi-Fi/蓝牙配网过程的模块?再者,对于一些我已经熟悉的接口,如UART,我希望书中能够提供更深入的讲解,不仅仅是波特率和数据位的设置,还包括如何实现RS-485等半双工通信,以及如何使用MAX485等芯片构建多机通信网络。我还特别关注书中关于用户界面方面的接口技术,例如,如何利用SPI接口连接TFT液晶屏,并实现流畅的图形显示?如何通过I2C接口连接触摸屏控制器,实现直观的人机交互?如果书中能够提供具体的电路图和简单的代码示例,那将对我这样喜欢动手实践的爱好者来说,是莫大的帮助。这本书的出现,无疑为我提供了一个学习和探索更先进单片机接口技术的绝佳机会。

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初见《新型单片机接口器件与技术》这本书,我便对其产生了浓厚的兴趣。作为一名长期从事嵌入式系统开发的技术人员,我深知接口技术在整个系统设计中的关键作用。尤其是在当下物联网、人工智能等前沿技术蓬勃发展的时代,对高效、可靠、低功耗的接口技术需求愈发迫切。我希望这本书能够提供前瞻性的视角,介绍一些目前尚未普及但未来极具潜力的新型接口技术。例如,我一直对一些高速串行接口(如PCIe的嵌入式应用)在单片机上的集成可能性感到好奇,以及如何利用这些接口实现高性能的图像处理或数据采集。此外,对于一些现有的接口技术,我也希望书中能有更深入的探讨,例如,针对CAN-FD、LIN总线等汽车电子领域常用的接口,提供更详尽的协议分析和实际应用案例。在工业自动化领域,EtherNet/IP、PROFINET等工业以太网协议的应用越来越广泛,如果书中能对这些进行介绍,并提供相应的接口芯片选型和驱动开发指导,那将是非常有价值的。我还期待书中能涉及一些功耗管理方面的接口技术,比如如何通过特定的接口协议与电源管理单元进行协同工作,以实现极致的低功耗设计。对于不同的应用场景,例如医疗设备、消费电子、工业控制等,不同的接口技术有着不同的侧重点,我希望书中能够有所区分,并提供针对性的解决方案。这本书的出现,无疑为广大工程师提供了一个全面了解和掌握新型单片机接口技术的绝佳平台。

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《新型单片机接口器件与技术》这本书的标题,如同一扇窗户,让我得以窥见单片机技术发展的前沿。我一直对单片机与各种外设的“对话”方式充满了兴趣,特别是那些能够让这种“对话”更加高效、更加智能的接口技术。我对书中“新型”二字所包含的意义尤其关注,它是否会介绍一些突破性的接口器件或通信协议?例如,我最近了解到一些关于USB4和Thunderbolt在嵌入式系统中的潜在应用,不知道这本书是否会触及这些前沿话题?再者,对于目前广泛应用的接口,如SPI、I2C,我希望书中能够提供更深入的探讨,不仅仅是基本原理,而是关于如何优化其性能,提高抗干扰能力,以及在复杂系统中的应用策略。例如,在多设备通信场景下,如何解决地址冲突和总线拥塞问题?我还非常关注书中关于低功耗无线通信接口的内容,比如NB-IoT、eMTC等物联网通信技术,它们对接口和协议有怎样的要求?如何设计出低功耗的通信模块?我希望书中能提供一些实际的电路设计和软件开发示例,帮助我理解这些技术的落地应用。此外,对于一些领域特定的接口,如HDMI、DisplayPort在嵌入式显示领域的应用,或者一些工业自动化领域的实时以太网接口,如果书中能有所涉及,那将对我具有极大的参考价值。这本书的出现,无疑为我提供了进一步提升单片机应用能力的宝贵契机。

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我对《新型单片机接口器件与技术》这本书的期待,源于我对技术革新永不满足的追求。在我的项目开发过程中,我常常会遇到这样的挑战:现有的接口技术在速度、功耗、集成度等方面已经无法满足日益增长的需求。我希望这本书能够为我提供一些“未来已来”的技术解决方案。我对书中“新型”二字所暗示的先进性充满好奇,它是否会介绍一些集成了AI加速器、图像信号处理器等功能的智能接口芯片?抑或是能够实现更高级别的数据安全和加密的接口技术?例如,我最近在研究如何为嵌入式设备设计更安全的通信通道,防止数据泄露和恶意攻击,不知道书中是否会提供相关的接口和协议方面的指导?此外,我希望书中能对一些现有接口的“升级版”进行深入介绍。比如,对于I2S接口,除了基本的音频传输,是否会讲解如何实现多通道音频同步、低延迟传输等高级功能?对于SDIO接口,是否会探讨如何利用其高速数据传输能力,为嵌入式系统提供更强大的存储扩展能力?我更期待书中能够提供一些关于接口设计的最佳实践和常见误区的分析,帮助我避免在实际开发中走弯路。例如,在设计高速接口电路时,需要注意哪些布线规则?如何进行信号完整性分析?如果书中能够包含这些实用信息,那它将成为我案头必备的参考书。这本书的出现,无疑为我打开了更广阔的技术视野。

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翻开《新型单片机接口器件与技术》这本书,一股浓厚的技术气息扑面而来。我之所以对这本书充满期待,是因为它触及了我近期在嵌入式系统开发中遇到的一个核心问题:如何高效、灵活地连接各种外部设备。我之前接触过的单片机项目,虽然能实现基本的功能,但在处理海量数据、实现复杂人机交互,或是构建分布式网络时,总是显得力不从心。我对书中“接口器件”这部分内容尤为好奇,它是否会介绍一些集成了多种通信协议、具备强大数据处理能力的新型接口芯片?例如,一些专用的USB桥接芯片、以太网控制器,或者能够同时支持多种无线协议的SoC?我希望能看到对这些器件的详细介绍,包括它们的功能框图、电气特性、推荐应用以及相关的评估板信息。此外,“技术”部分,我希望它能涵盖从底层驱动到上层应用的整个技术链条。比如,对于SPI接口,除了介绍其工作原理,还能提供在不同单片机平台(如STM32、ESP32)上的驱动程序编写示例,以及如何通过SPI连接各种传感器(如陀螺仪、加速度计、温度传感器)和存储设备(如SD卡、EEPROM)。对于更高级的接口,如CAN总线,我期待书中能详细讲解其在汽车电子、工业自动化中的应用,并提供实际的通信协议栈实现思路。我希望这本书能够帮助我理解不同接口的内在联系和区别,从而在实际项目中做出更明智的技术选型,设计出更具竞争力的产品。这本书的出现,无疑为像我这样希望不断提升技术能力的工程师提供了一个宝贵的学习资源。

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《新型单片机接口器件与技术》这本书的标题,像是一把钥匙,轻轻拨动了我内心深处对电子世界的好奇。我虽然不是科班出身的工程师,但凭借着一股热情,一直在业余时间钻研单片机技术。过去,我主要专注于单片机的核心功能开发,对于外围接口的理解相对比较浅显。我经常会遇到这样的情况:想要连接一个性能优越的传感器,或者实现一个复杂的用户界面,却因为对接口技术了解不足而望而却步。这本书的出现,恰好弥补了我在这方面的知识短板。我特别关注书中“新型”二字所带来的可能性,它是否意味着会介绍一些更先进、更高效的通信技术?例如,我最近对低功耗广域网(LPWAN)技术,如LoRa,产生了浓厚的兴趣,不知道书中是否会涉及相关的接口芯片和通信协议?再者,我希望能看到书中对现有接口技术的深入分析,不仅仅是表面的介绍,而是能够深入到信号的产生、传输、接收以及错误检测等细节。例如,在讲解I2C接口时,除了时序图和地址概念,是否会包含多主设备、冲突检测、时钟扩展等高级特性?以及在实际应用中,如何优化I2C的总线速度和稳定性?我更希望书中能提供一些具体的电路设计案例,展示如何将这些接口器件与单片机正确连接,并提供配套的软件驱动代码。这样的实践性内容,对于我这样的自学者来说,无疑是极其宝贵的。这本书如果能做到这一点,那它绝对是一本值得反复研读的经典之作,能够极大地提升我的单片机项目开发能力。

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一直以来,我对电子工程领域充满好奇,尤其是那些能够将复杂指令转化为实际动作的微型大脑——单片机。在众多技术书籍中,我偶然翻阅到一本名为《新型单片机接口器件与技术》的书籍。虽然我尚未深入研读其具体内容,但从书籍的标题和整体风格来看,它似乎是一本极具潜力的作品。这本书的出现,恰好契合了我近期对单片机与外部设备交互方式的浓厚兴趣。我曾尝试过一些基础的单片机项目,比如控制LED闪烁,读取简单的传感器数据,但总是感觉在实现更复杂的交互时,遇到了瓶颈。我希望通过学习《新型单片机接口器件与技术》,能够掌握更多先进的接口技术,从而突破这些限制。我尤其关注书中关于“新型”二字所暗示的内容,这是否意味着会介绍一些目前市面上较新颖、高效的接口芯片和通信协议?例如,我最近看到了一些关于USB Type-C接口在嵌入式系统中的应用,以及一些低功耗无线通信模块(如BLE)的集成方案,这些是否会在书中有所涉及?如果书中能够详细阐述这些新型接口的原理、选型指南,以及实际应用案例,那将对我非常有价值。我期待它能提供清晰的原理讲解,不仅仅是罗列技术参数,而是能深入剖析这些接口的工作机制,比如信号的时序、电平转换、驱动方式等。此外,对于实际应用,我希望能看到一些具体的电路设计图和代码示例,最好是能够涵盖不同类型的应用场景,例如工业控制、智能家居、物联网设备等。这样,我就可以将书本上的知识快速转化为自己的项目实践。这本书的出版,无疑为广大电子工程师和爱好者提供了一个学习和探索的宝贵机会。我深信,通过对这本书的学习,我能更自信地驾驭单片机,创造出更具创新性和实用性的电子产品。

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当我看到《新型单片机接口器件与技术》这本书时,我脑海中立刻浮现出无数个关于“连接”的场景。在我的开发生涯中,接口技术是连接“大脑”与“身体”的桥梁,是实现系统功能的关键。我一直对那些能够让单片机与外部世界进行更丰富、更智能交互的技术充满好奇。这本书的“新型”二字,更是激起了我的探索欲。我希望它能介绍一些在传感器接口、执行器控制、人机交互方面的新型器件。例如,在传感器领域,我期待书中能讲解一些新型的数字接口传感器,它们是否具备更高的精度、更低的功耗,以及更便捷的通信方式?在执行器控制方面,是否会有关于新型电机驱动芯片、舵机控制器等的介绍,它们如何能够实现更精密的运动控制?在人机交互方面,我希望看到对触摸屏控制器、OLED显示驱动器等新型器件的详细阐述,以及如何将它们与单片机高效集成。此外,这本书是否会探讨一些交叉学科的接口技术?比如,在智能医疗设备中,如何利用特定的接口技术连接生物传感器和数据采集模块?在智能汽车领域,如何利用CAN-FD、FlexRay等接口实现车内各电子单元的高速通信?我希望这本书能够提供一个全面的视角,帮助我理解不同领域、不同应用场景下的新型接口技术,并能够指导我在实际项目中进行技术选型和方案设计。这本书的出版,无疑为我这样的工程师提供了一个宝贵的学习机会,让我能够紧跟技术发展的步伐。

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《新型单片机接口器件与技术》这本书名,立刻抓住了我的眼球。我在一家物联网公司工作,每天都与各种传感器、通信模块和执行器打交道,深刻体会到接口技术的重要性。过去,我们常常受限于一些传统的接口,使得产品的功能和性能提升受到限制。我希望这本书能为我们带来一些“新”的思路和“新”的工具。我特别关注书中关于“新型单片机接口器件”的部分,这是否意味着会介绍一些集成了复杂功能、支持多种通信协议的SoC或专用芯片?例如,我最近在研究如何将Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等多种无线通信技术集成到一个小巧的设备中,并实现高效的切换和管理,如果书中能提供相关的芯片选型指南和集成方案,那将是巨大的帮助。同时,对于一些高速接口,如MIPI CSI/DSI,在嵌入式视觉和显示领域的应用越来越广泛,不知道书中是否会涉及如何将这些接口与单片机连接,以及相关的驱动和应用开发?我更期待书中能提供一些关于接口的功耗优化技术,在很多物联网设备中,电池续航是关键的考量因素,如何通过选择合适的接口器件和优化通信协议来降低功耗,这是我一直在探索的问题。此外,我希望书中能详细讲解一些新型的通信协议,比如MQTT、CoAP在嵌入式设备中的应用,以及如何通过相应的接口实现这些协议的通信。如果书中能够包含这些内容,那它将不仅仅是一本技术手册,更是一本解决实际工程问题的宝典。

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读到《新型单片机接口器件与技术》这本书的扉页,我的思绪便开始在单片机世界的广阔天地里遨游。虽然还未深入书中具体的技术细节,但我已经被书名的“新型”二字深深吸引。在单片机应用日益广泛的今天,掌握最新的接口技术显得尤为重要。我一直在思考,如何才能让单片机与各种传感器、执行器、显示器以及网络通信模块实现更高效、更可靠的连接。这本书的出现,仿佛为我点亮了一盏指引方向的灯塔。我希望书中能够详细介绍当前流行的各种接口标准,比如SPI、I2C、UART这些经典的接口,但更重要的是,它能深入剖析这些接口在不同应用场景下的优缺点,以及如何根据项目需求进行最优选择。此外,对于像USB、以太网、CAN总线这样的复杂接口,我希望能有更详尽的讲解,不仅仅是协议的介绍,更包括其硬件实现的关键点,以及在嵌入式系统中的驱动开发和调试技巧。例如,在开发一款需要高速数据传输的设备时,如何选择合适的USB控制器,如何优化数据传输速率,这些都是我迫切想了解的。再者,我对于书中可能涉及的无线通信接口也充满了期待,比如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等。如何将这些无线模块无缝地集成到单片机系统中,如何进行配网、通信和数据加密,这些都是目前物联网开发中的热门话题。如果《新型单片机接口器件与技术》能够提供这方面的实践指导,那将是极大的福音。我坚信,一本好的技术书籍,不仅要传授知识,更要激发读者的思考和创造力。希望这本书能成为我的良师益友,带领我进入更深层次的单片机技术殿堂。

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