MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:胡大可

出品人:

页数:320

译者:

出版时间:2001-11-1

价格:30.0

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787810770965

丛书系列:

图书标签:

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深入探索现代嵌入式系统的脉动 一部聚焦于高性能、高能效处理器架构与前沿软件生态的综合性技术著作 本书并非侧重于特定某一系列微控制器（如MSP430系列）的详尽技术手册或应用指南，而是旨在为致力于深入理解现代嵌入式系统核心原理、架构演进及先进设计范式的工程师、研究人员和高级学生提供一个宏大而精深的视角。我们跳脱出单一硬件平台的限制，将视野投向整个嵌入式领域不断演进的前沿。 一、后摩尔时代处理器架构的革新与趋势 本卷首先系统地梳理了在晶体管尺寸逼近物理极限的“后摩尔时代”，处理器架构设计所面临的根本性挑战——如何持续提升计算密度和性能，同时严格控制功耗和散热。 1. 异构计算范式的崛起： 我们将深入剖析通用计算单元（如高性能CPU核心）与专业加速器（如GPU、FPGA逻辑、专用DSP单元）协同工作的必要性与实现机制。探讨如何设计高效的片上互联网络（NoC）以优化数据流和缓存一致性，尤其是在处理大规模并行任务时。书中详细分析了内存墙问题在异构系统中的体现，并介绍先进的内存层次结构优化策略，包括近存计算（Processing-in-Memory, PIM）的早期概念验证和实际应用中的挑战。 2. 功耗敏感型设计的深度解析： 抛开特定MCU的功耗优化技术细节，本书聚焦于跨架构的电源管理策略。深入探讨动态电压与频率调节（DVFS）的理论模型与实时操作系统（RTOS）的集成，以及更精细的电源门控（Power Gating）和时钟门控（Clock Gating）在复杂SoC设计中的应用层次。此外，我们还将探讨亚阈值计算（Subthreshold Computing）作为极限低功耗设计方向的潜力与工程障碍。 3. RISC-V生态的战略意义： 本书将RISC-V指令集架构（ISA）视为对传统商业ISA垄断格局的重大颠覆。我们不仅介绍其模块化、可扩展的特性，更重要的是分析其对软件栈、工具链和定制化硬件加速器集成的深远影响。探讨如何利用RISC-V的开放性，设计出超越现有商业解决方案的特定领域架构（Domain-Specific Architectures, DSA）。 二、嵌入式软件生态的复杂度管理 现代嵌入式软件正从简单的裸机程序演变为包含实时性、安全性和连接性的复杂系统。本书侧重于管理这种复杂性的高级方法论。 1. 实时性保障与调度理论的实践： 深入讲解硬实时与软实时的严格定义，对比分析固定优先级调度（如RMS）和动态优先级调度（如EDF）在不同负载下的性能表现。重点讨论中断延迟、上下文切换开销的量化分析，以及如何利用时间触发（Time-Triggered）架构来确保关键任务的确定性。 2. 嵌入式安全性的深度防御： 安全性不再是事后补丁，而是架构的内建属性。书中详细探讨了可信执行环境（TEE）的架构原理，如ARM TrustZone或类似概念在通用处理器上的实现逻辑。涵盖硬件安全模块（HSM）在密钥管理、安全启动和固件验证中的作用，并分析侧信道攻击（如功耗分析、电磁辐射分析）的原理及其在软件层面的防御对策。 3. 互联与边缘智能的软件栈： 随着IoT和工业4.0的推进，设备间的通信和数据处理能力被空前强调。本书涵盖了轻量级网络协议栈（如CoAP、MQTT的优化实现），并侧重于边缘计算中的模型压缩、量化推理（Quantized Inference）技术。讨论如何将复杂的深度学习模型高效地移植到资源受限的边缘设备上，并保证模型推理的速度和准确性。 三、先进系统集成与验证方法 构建高性能、高可靠性的嵌入式系统，需要超越传统的“设计-仿真-测试”线性流程。 1. 系统级设计（System-Level Design, SLD）： 强调使用高层次抽象语言（如SystemC或UML/SysML）来描述系统行为和架构分区，实现硬件与软件的协同设计与早期的性能评估。分析如何有效地在系统级别进行事务级建模（TLM）以加速迭代周期。 2. 可靠性与功能安全标准： 聚焦于功能安全（Functional Safety）标准，如ISO 26262（汽车电子）和IEC 61508（通用工业）。书中不讲解特定芯片的故障注入测试，而是阐述冗余架构（如双核锁步、N-模冗余）的设计原则，以及如何通过软件诊断和硬件监控机制来实现ASIL等级的合规性。 3. 物理设计与信号完整性挑战： 在高频率、小封装的背景下，电磁兼容性（EMC）和信号完整性（SI）成为决定产品成败的关键。本书探讨了高速数据传输通道（如PCIe、高速SerDes）的阻抗匹配、串扰抑制技术，以及PCB布局对系统稳定性的影响。 本书提供了一个广阔的知识框架，帮助读者理解驱动当前嵌入式技术进步的核心动力，着重于那些无论底层硬件如何更迭，都将持续影响系统设计决策的底层原理、架构选择和软件范式。它是一部面向未来嵌入式系统设计者的高阶参考。

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这本书的名字直观地传达了其核心内容——MSP430系列单片机，特别是其FLASH存储和超低功耗特性。对于需要开发低功耗嵌入式产品的工程师和爱好者来说，这本书的出现无疑是一大福音。我尤其看重书中对“超低功耗”的深入探讨，这不仅仅是停留在理论层面，更重要的是如何将其转化为实际可行的设计方案。我希望书中能够详细介绍MSP430系列中不同型号在功耗性能上的差异，以及其特有的低功耗模式（如LPMx.5）的原理和使用方法。更重要的是，我期待书中能够提供一系列的实际操作指南和代码示例，演示如何通过软件优化来降低功耗，例如精确控制外设的开关时机，合理利用中断来唤醒系统，以及在不同的工作负载下动态调整CPU频率等。如果书中还能包含一些关于功耗测量的技术和工具介绍，比如如何使用示波器或专用的功耗分析仪来监测和优化系统的功耗，那将极大地提升这本书的实践价值。我希望通过学习这本书，能够掌握设计一款真正意义上的“长续航”嵌入式产品的关键技术。

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这本书给我的第一印象是它相当的“扎实”，从书名就能看出其内容的专业度和聚焦性。作为一名对MSP430系列单片机，尤其是其在“超低功耗”应用方面的开发者，这本书的名字就足以吸引我。我期望书中不仅仅是罗列MSP430的各种寄存器和指令，而是能够深入解析“超低功耗”背后的设计理念和实现方法。具体来说，我希望书中能够详细介绍MSP430系列在功耗管理方面的各种策略，例如如何有效地利用其多样的低功耗模式（LPM0-LPM4，以及更新的LPMx.5），并提供具体的配置方法和代码示例。我非常关注如何通过软件优化来降低功耗，比如如何合理安排任务的执行顺序，如何精准控制外设的唤醒和休眠，以及如何优化中断处理机制以减少不必要的功耗损耗。此外，如果书中能提供一些实际的功耗测试和分析方法，例如如何使用示波器或专门的功耗测量设备来评估不同工作状态下的功耗，并给出具体的优化建议，那将极大地提升这本书的实用价值。

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刚拿到这本书，首先映入眼帘的是那沉甸甸的份量，感觉内容一定非常翔实。书名点明了MSP430系列，这正是我目前工作和学习的重点，而且“FLASH型”和“超低功耗”这两个关键词更是精准地击中了我的需求点。我之前接触过一些单片机，但MSP430在低功耗领域的优势一直是吸引我的地方，相信这本书能帮助我深入理解其背后的原理和实现方法。我非常期待书中能够详细讲解MSP430的功耗管理策略，例如不同睡眠模式的功耗特性、唤醒延迟的优化，以及如何通过合理的软件设计来最大限度地延长电池寿命。另外，对于“16位”这个定位，我也很好奇它与8位单片机在处理能力、寻址空间以及指令集上的差异，以及在实际应用中会带来哪些优势。我希望书中能提供一些实际的功耗优化案例，比如针对某个特定应用场景，如何通过调整时钟频率、关闭不使用的外设、使用低功耗模式等方式，将功耗降到最低。此外，书中如果能包含一些实用的调试技巧，帮助我们快速定位功耗问题，那就更好了，比如如何利用MSP430自带的功耗监测功能，或者配合外部设备进行功耗分析。

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收到这本厚重的技术资料，我迫不及待地翻阅起来。书名“MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机”直接点明了主题，对于我这种需要深入研究MSP430低功耗特性的开发者来说，无疑是一本“宝藏”。我特别期待书中能详尽阐述MSP430家族中，不同型号在功耗设计上的侧重点，以及其FLASH存储器的特性，比如擦写寿命、读写速度等对整体系统性能的影响。更让我感到兴奋的是“超低功耗”这四个字，我希望书中能够深入讲解MSP430在这一领域的独到之处，例如各种低功耗模式（LPM0-LPM4，以及更低功耗的LPMx.5系列）的工作原理、功耗表现，以及如何通过精细化的软件编程技巧，最大限度地挖掘其潜能。例如，如何有效地管理唤醒源、减少唤醒延迟、优化外设的时钟与电源供应，以及如何利用定时器和中断来实现高效的低功耗状态切换。我真心希望能找到一些实际的“功耗优化”案例，并附有具体的代码实现，这样我才能更好地将书中的知识应用到我的实际项目中，实现真正意义上的“节能”。

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这本书的封面设计朴实无华，一眼就能看出是技术类书籍，没有过多花哨的元素，这让我对内容本身的专业性有了初步的信心。翻开目录，章节划分清晰，从最基础的MSP430架构、指令集，到存储器组织、IO接口、时钟系统、低功耗模式，再到中断、定时器、ADC、SPI、I2C等各种外设的详细讲解，以及最后的应用实例，整个知识体系的构建显得非常完整和系统。我特别关注到关于“超低功耗”部分的章节，这正是我选择这本书的核心原因。在电子产品对续航能力要求越来越高的今天，掌握如何有效地管理和优化单片机的功耗至关重要。书本中对MSP430系列特有的低功耗模式，如Active Mode, LPM0-LPM4等，进行了深入的剖析，并且提供了相关的配置寄存器和编程技巧。我期待书中能够通过具体的实例，展示如何在实际项目中实现低功耗设计，比如如何根据任务需求动态切换工作模式，如何优化外设的唤醒和休眠机制，以及如何利用软件手段减少不必要的功耗损耗。如果书中能对功耗的测量和分析提供一些指导，那就更加完美了，比如如何使用示波器或专用的功耗分析仪来评估不同工作模式下的电流消耗。

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