Intel微处理器

Intel微处理器 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:布雷
出品人:
页数:900
译者:
出版时间:2006-8
价格:88.00元
装帧:
isbn号码:9787111196099
丛书系列:经典原版书库
图书标签:
  • 编程
  • Intel
  • 计算机硬件
  • 微机原理与接口技术
  • 计算机技术
  • 计算机
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  • 硬件
  • 电子工程
  • 计算机科学
  • 处理器
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具体描述

这是一本将微型计算机原理、汇编语言程序设计和PC机接口通信技术有机整合在一起的著作,可作为高等院校计算机、通信和自动控制专业的教材,也可供工程技术人员参考。

本书主要内容

  ● 开发软件,控制应用系统与微处理器接口。

  ● 用嵌入汇编语言的Microsoft Visual C程序设计环境编写微处理器程序,控制PC机。

  ● 开发软件,控制键盘、显示器及其他各种计算机部件。

  ● 编写算术协处理器程序、MMX程序、SSE部件程序,求解复杂方程式。

  ● 解释Intel系列各种处理器的区别,明确每一型号的特性。

  ● 描述微处理器实模式 (DOS) 和保护模式 (Windows) 的用途。

  ● 说明存储器管理操作,控制保护模式和分页机制,分配存储器。

  ● 设计存储器、I/O系统到处理器的接口。

  ● 开发驱动硬件接口和应用系统的软件。

  ● 解释嵌入式环境中实时操作系统 (RTOS) 的工作。

  ● 解释磁盘及视频系统的操作。

  ● 建立小型系统与PC机的ISA总线、PCI总线、并口或串口、USB总线之间的接口。

  ● 详述Pentium 4微处理器新的64位扩展 (EMT-64) 。

在第7版中,针对微处理器领域的最新进展进行了更新和全面的论述。新内容包括:

  ● 在DOS或Windows环境下,如何设计C/C++与汇编语言的接口。

  ● 以Visual C++应用为基础,以便使用行汇编器学习汇编语言。

  ● 针对微处理器和微处理器接口方面的新发展更新了部分内容。

《嵌入式系统中的ARM架构与编程实战》 前言 在当今蓬勃发展的科技浪潮中,嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面,从智能手机、家用电器到汽车电子、工业自动化,无处不在。而ARM架构,以其卓越的低功耗、高性能和灵活扩展性,已然成为嵌入式领域的主流处理器架构。本书旨在为读者提供一个深入理解ARM架构及其在嵌入式系统开发中的应用的全方位指南。我们不仅会深入剖析ARM处理器的核心原理、指令集和工作模式,更会结合大量的实际案例,手把手教你掌握嵌入式Linux系统移植、驱动程序开发、实时操作系统应用等关键技能,让你能够快速上手,独立完成复杂的嵌入式项目。 第一章 嵌入式系统概述 本章将带领读者初步认识嵌入式系统。我们将探讨嵌入式系统的定义、特点、组成部分以及在不同领域的典型应用。通过对嵌入式系统发展历程的回顾,帮助读者理解其重要性和广阔前景。我们将重点阐述嵌入式系统与通用计算机系统的区别,强调其“嵌入式”的特性,即面向特定应用,软硬件高度集成,并具备实时性、可靠性和高效性等要求。最后,我们将简要介绍嵌入式系统开发的整个流程,为后续章节的学习奠定基础。 1.1 什么是嵌入式系统? 定义与关键特征(面向应用、软硬件集成、实时性、可靠性、低功耗等)。 嵌入式系统的分类(按功能、按性能、按应用领域)。 1.2 嵌入式系统的发展历程与趋势 从早期单片机到如今复杂SoC(System on Chip)的发展。 物联网(IoT)、人工智能(AI)等新技术对嵌入式系统的影响。 未来发展方向预测。 1.3 嵌入式系统典型应用 消费电子(智能手机、智能家居、可穿戴设备)。 工业控制(PLC、SCADA、机器人)。 汽车电子(ECU、车载信息娱乐系统)。 医疗设备、通信设备、航空航天等。 1.4 嵌入式系统与通用计算机系统的对比 设计目标、硬件架构、软件特点、功耗与成本等方面的差异。 1.5 嵌入式系统开发流程概览 需求分析、系统设计、硬件选型、软件开发、测试与调试、部署。 第二章 ARM处理器架构深度解析 本章将聚焦ARM处理器架构,这是本书的核心内容之一。我们将从ARM处理器家族的演进、指令集架构(ISA)的特点入手,深入讲解ARM处理器的核心概念,包括寄存器、流水线、异常处理、内存管理单元(MMU)等。理解这些底层原理,是进行高效嵌入式系统开发的关键。 2.1 ARM处理器家族概览 Cortex-M、Cortex-R、Cortex-A系列介绍。 不同系列的特点、应用场景及代表性处理器型号。 ARMv7、ARMv8等架构版本的演进。 2.2 ARM指令集架构(ISA) RISC(精简指令集计算机)的优势。 Thumb和Thumb-2指令集。 条件执行、加载/存储指令、算术逻辑指令等。 汇编语言基础(简单示例)。 2.3 ARM处理器核心组件 寄存器组: 通用寄存器、程序计数器(PC)、状态寄存器(CPSR/SPSR)及其作用。 流水线(Pipeline): 取指、译码、执行、访存、写回等阶段,提升指令执行效率。 异常处理机制: 中断、指令预取中止、数据中止、复位等,以及异常向量表。 内存管理单元(MMU): 地址转换、页表机制、虚拟内存概念。 缓存(Cache): 指令缓存、数据缓存、缓存一致性。 2.4 ARM处理器的几种工作模式 用户模式(User)、管理员模式(FIQ、IRQ、Supervisor、Abort、Undefined)、系统模式(System)。 模式切换与权限控制。 2.5 ARM处理器特权级与安全扩展 安全启动、TrustZone技术简介。 第三章 嵌入式Linux系统移植 掌握嵌入式Linux系统的移植是开发复杂嵌入式应用的基础。本章将详细介绍嵌入式Linux系统的组成、移植流程以及关键技术。我们将以常见的ARM开发板为例,演示如何从零开始构建一个完整的嵌入式Linux系统,包括引导加载程序(Bootloader)、Linux内核配置与编译、根文件系统构建等。 3.1 嵌入式Linux系统组成 引导加载程序(Bootloader): U-Boot、RedBoot等,负责硬件初始化和加载内核。 Linux内核(Kernel): 操作系统核心,负责资源管理和进程调度。 根文件系统(Root Filesystem): 应用程序运行所需的用户空间环境,包括库、工具和用户程序。 3.2 Bootloader移植实战 U-Boot详解: U-Boot的组成、编译与配置。 设备树(Device Tree): 概念、语法、如何为特定硬件编写设备树。 U-Boot命令与操作: 烧写、启动、环境变量配置。 NAND/NOR Flash、SD卡等存储介质的Bootloader配置。 3.3 Linux内核移植与配置 Linux内核下载与解压。 交叉编译工具链(Cross-compilation Toolchain)的搭建。 内核配置: `make menuconfig`、`make xconfig`等工具的使用,选择目标硬件驱动和功能。 内核编译与生成zImage/uImage。 为目标板生成内核镜像。 3.4 根文件系统构建 BusyBox: 构建精简的根文件系统。 Buildroot: 自动化构建嵌入式Linux系统的工具。 Yocto Project: 强大的嵌入式Linux构建系统。 手动构建根文件系统(`/dev`、`/proc`、`/sys`等目录)。 常用发行版: Ubuntu for ARM、Debian for ARM等。 3.5 系统集成与启动 将Bootloader、内核镜像和根文件系统部署到目标硬件。 配置Bootloader加载内核和根文件系统。 系统启动过程详解。 第四章 ARM平台驱动程序开发 驱动程序是连接硬件与操作系统的桥梁,对于嵌入式系统至关重要。本章将深入讲解Linux驱动程序模型,并以常见的嵌入式硬件(如GPIO、UART、SPI、I2C、网络接口、LCD、触摸屏等)为例,演示如何编写高效、健壮的驱动程序。 4.1 Linux驱动程序模型 内核模块(Kernel Module): 动态加载和卸载驱动。 字符设备驱动: `file_operations`结构体,`open`、`read`、`write`、`ioctl`等。 块设备驱动: 磁盘、SD卡等。 网络设备驱动: Socket层与驱动的交互。 4.2 GPIO驱动开发 GPIO子系统: `gpio_request`、`gpio_direction_output`、`gpio_set_value`等。 使用设备树配置GPIO。 实例:LED控制、按键检测。 4.3 UART驱动开发 UART硬件原理。 Linux下UART驱动接口: `tty_register_driver`、`uart_open`、`uart_write`等。 串口通信的配置与调试。 4.4 SPI和I2C驱动开发 SPI协议与I2C协议特点。 Linux SPI子系统与I2C子系统: `spi_transfer`、`i2c_transfer`等。 实例:驱动SPI/I2C接口的传感器(如温度传感器、ADC/DAC)。 4.5 网络接口驱动开发 网络协议栈与驱动的交互。 MAC层、PHY层。 数据包的发送与接收。 4.6 LCD和触摸屏驱动开发 LCD控制器接口。 Framebuffer设备。 触摸屏输入设备模型。 用户空间应用程序如何访问LCD和触摸屏。 4.7 驱动程序调试技巧 `printk`的使用、`/proc`文件系统、`ftrace`、`kgdb`等。 第五章 实时操作系统(RTOS)在嵌入式系统中的应用 对于许多对时间精度要求极高的嵌入式应用,如工业控制、医疗设备等,实时操作系统(RTOS)是不可或缺的选择。本章将介绍RTOS的基本概念、调度算法、任务管理、进程间通信(IPC)以及内存管理,并以FreeRTOS为例,讲解其在ARM平台上的应用。 5.1 实时操作系统(RTOS)基础 实时性的定义: 硬实时与软实时。 RTOS与通用操作系统的区别。 RTOS的核心功能: 任务调度、中断处理、同步互斥、IPC。 5.2 RTOS任务管理 任务(Task)的创建、删除、挂起、恢复。 任务状态: 就绪、运行、阻塞、挂起。 任务优先级与优先级继承。 5.3 RTOS调度算法 静态优先级调度、动态优先级调度。 抢占式调度、非抢占式调度。 时间片轮转、优先级反转问题。 5.4 RTOS同步与互斥 信号量(Semaphore): 二进制信号量、计数信号量。 互斥锁(Mutex): 解决资源竞争。 事件标志组(Event Flags)。 5.5 RTOS进程间通信(IPC) 消息队列(Message Queue): 任务间传递数据。 队列(Queue): 类似消息队列,但常用于任务间的缓冲。 软件定时器。 5.6 RTOS内存管理 静态内存分配、动态内存分配。 内存池(Memory Pool)。 5.7 FreeRTOS在ARM平台的应用 FreeRTOS下载与配置。 移植到目标开发板。 编写FreeRTOS应用程序: 创建任务、使用同步原语、IPC。 RTOS调试技巧。 第六章 嵌入式系统通信协议与网络编程 随着物联网的发展,嵌入式设备的互联互通日益重要。本章将介绍嵌入式系统中常用的通信协议,包括串口通信、CAN总线、TCP/IP协议栈、MQTT、CoAP等,并演示如何在ARM平台上进行网络编程。 6.1 嵌入式通信协议概述 物理层与数据链路层: UART, SPI, I2C, USB。 网络层: IP协议。 传输层: TCP, UDP。 应用层: HTTP, MQTT, CoAP, WebSocket。 6.2 CAN总线及其在嵌入式系统中的应用 CAN协议特点、帧格式。 ARM平台上的CAN控制器与驱动。 汽车电子、工业控制中的应用。 6.3 TCP/IP协议栈在嵌入式系统中的实现 lwIP(lightweight IP)介绍。 TCP/IP协议栈的配置与移植。 Socket编程基础: `socket`、`bind`、`listen`、`accept`、`connect`、`send`、`recv`。 6.4 MQTT协议在物联网中的应用 MQTT协议特点(轻量、发布/订阅模式)。 MQTT客户端库(如Paho MQTT)在嵌入式设备上的使用。 与MQTT Broker的交互。 6.5 CoAP协议简介 CoAP协议特点(面向资源、UDP)。 与HTTP协议的对比。 6.6 Web服务在嵌入式系统中的实现 嵌入式Web服务器(如Lighttpd, Nginx)。 通过Web页面控制嵌入式设备。 第七章 嵌入式系统开发工具与调试技术 高效的开发工具和成熟的调试技术是嵌入式系统开发成功的关键。本章将介绍ARM开发中常用的集成开发环境(IDE)、编译器、调试器(如GDB、JTAG/SWD接口),以及代码优化和性能分析技巧。 7.1 嵌入式Linux开发环境搭建 Linux开发主机配置: Ubuntu/Debian。 交叉编译工具链的安装与配置(GCC for ARM)。 版本控制系统(Git)的使用。 7.2 集成开发环境(IDE) Eclipse + CDT。 VS Code + C/C++ Extension。 特定厂商的IDE(如Keil MDK for ARM Cortex-M)。 7.3 调试技术 GDB(GNU Debugger): 远程调试、内存查看、断点设置。 JTAG/SWD接口: 硬件调试的利器。 OpenOCD: 配合JTAG/SWD进行调试。 printf调试: 简单但有效的调试方法。 逻辑分析仪与示波器: 硬件信号的分析。 7.4 代码优化与性能分析 编译器优化选项。 性能分析工具: `perf`、`gprof`。 功耗优化技巧。 7.5 嵌入式项目管理与自动化构建 Makefile基础。 CMake在嵌入式项目中的应用。 CI/CD(持续集成/持续部署)简介。 第八章 嵌入式项目案例分析 本章将通过几个典型的嵌入式项目案例,将前面章节的知识融会贯通,展示实际项目开发中的挑战与解决方案。涵盖从智能家居控制器到工业数据采集终端等不同应用场景。 8.1 智能家居温湿度监控与控制系统 硬件选型(ARM Cortex-M系列MCU或小型ARM Linux开发板)。 传感器数据采集(I2C/SPI)。 数据处理与逻辑控制(RTOS或嵌入式Linux)。 网络通信(Wi-Fi/Ethernet,MQTT协议)。 用户界面(Web服务器或App)。 8.2 工业数据采集与远程监控终端 硬件选型(性能更强的ARM Linux开发板)。 多传感器数据采集(ADC, DAC, SPI, I2C)。 CAN总线通信。 嵌入式Linux系统移植与驱动开发。 网络通信(Ethernet/4G,TCP/IP,HTTP/MQTT)。 数据存储与本地处理。 8.3 嵌入式AI应用案例(边缘计算) ARM Cortex-A系列处理器。 TensorFlow Lite/PyTorch Mobile等框架的移植。 摄像头数据采集与图像处理。 模型部署与推理。 功耗与性能的权衡。 结论 本书力求为读者提供一套系统、全面且贴近实战的ARM嵌入式系统开发指南。我们相信,通过对本书内容的学习和实践,读者将能够深刻理解ARM架构的精髓,掌握嵌入式Linux系统移植、驱动开发、RTOS应用以及网络通信等核心技能,为未来的嵌入式系统开发之路打下坚实的基础。未来,随着技术的不断发展,嵌入式系统将迎来更加广阔的应用前景, ARM架构也将继续扮演举足轻重的角色。希望本书能成为您探索嵌入式世界、实现创新梦想的得力助手。 附录 常用ARM指令速查表 嵌入式Linux常用命令 FreeRTOS API参考 参考资料与社区链接

作者简介

目录信息

读后感

评分

书太厚了。内容囊括了汇编、CPU结构(8086-Pentium4)、C++与汇编的混合编程、VC++。 觉得这本书作为参考资料还可以。要是想从头读到尾,恐怕要花一段时间。典型的库造型教材,我只看了一小部分就放弃了。

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书太厚了。内容囊括了汇编、CPU结构(8086-Pentium4)、C++与汇编的混合编程、VC++。 觉得这本书作为参考资料还可以。要是想从头读到尾,恐怕要花一段时间。典型的库造型教材,我只看了一小部分就放弃了。

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书太厚了。内容囊括了汇编、CPU结构(8086-Pentium4)、C++与汇编的混合编程、VC++。 觉得这本书作为参考资料还可以。要是想从头读到尾,恐怕要花一段时间。典型的库造型教材,我只看了一小部分就放弃了。

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书太厚了。内容囊括了汇编、CPU结构(8086-Pentium4)、C++与汇编的混合编程、VC++。 觉得这本书作为参考资料还可以。要是想从头读到尾,恐怕要花一段时间。典型的库造型教材,我只看了一小部分就放弃了。

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书太厚了。内容囊括了汇编、CPU结构(8086-Pentium4)、C++与汇编的混合编程、VC++。 觉得这本书作为参考资料还可以。要是想从头读到尾,恐怕要花一段时间。典型的库造型教材,我只看了一小部分就放弃了。

用户评价

评分

这本书的深度,着实让我这个自诩对计算机构架略有了解的人感到震撼。我原本以为现代处理器的复杂性已经达到了一个瓶颈,但作者对特定代际芯片内部微架构的拆解,彻底颠覆了我的认知。尤其是在深入讨论分支预测单元(Branch Prediction Unit)的设计哲学时,我几乎需要反复阅读才能消化其中的精髓。作者没有满足于简单地描述“它如何工作”,而是深入探究了“为什么设计成这样”,探讨了各种预测算法在精度、延迟和功耗之间的微妙权衡。这种对工程取舍的哲学探讨,才是真正体现作者功力的所在。书中对缓存一致性协议(Cache Coherency Protocols)的论述,更是达到了教科书级别以上的细腻。它清晰地梳理了MESI等协议的演进脉络,并结合具体的并发场景,模拟了数据同步过程中的各种“脏读”、“写冲突”的可能性,这对于编写高性能、多线程的代码至关重要。合上书页,我发现自己对“快”这个概念有了更深层次的理解,它不再是模糊的速度提升,而是精确到纳秒级的内存访问延迟和指令级并行(ILP)的优化结果。这本书,绝对是系统优化工程师案头的必备工具书。

评分

这本书的行文风格,老实说,非常具有“那个年代”的严谨气质,但又夹杂着一种不容置疑的权威感。它不迎合流行的碎片化阅读习惯,而是要求读者全身心投入,就像在阅读一份详尽的工程规格文档。在论述总线仲裁机制的部分,作者使用了大量的流程图和状态机图表,这些图表的设计极其严谨,每一个状态转移的条件都被标注得清清楚楚,没有丝毫模糊地带。我花了整整一个下午来仔细推演一个基于固定优先级的仲裁逻辑,虽然过程略显枯燥,但一旦推演成功,那种豁然开朗的感觉是无与伦比的。这种学习过程,更像是培养一种严密的逻辑思维能力,而不是简单地记忆知识点。对于那些习惯了网络上那些轻描淡写、一笔带过的技术文章的读者来说,这本书初读可能会觉得“厚重”甚至“晦涩”,但请相信,只要你愿意沉下心来,它所给予的扎实基础是任何快速教程都无法比拟的。它教会你的,是刨根问底的工程师精神。

评分

这本书的排版和插图质量,可以说体现了出版方对技术书籍的尊重。尤其是在介绍异常处理和中断机制的那一章,复杂的多层嵌套和权限切换过程,如果不是配有清晰的分层示意图,几乎不可能在脑海中构建完整的逻辑闭环。这些插图并非简单的装饰,而是阅读体验的核心部分,它们将抽象的控制流转化为直观的路径追踪。此外,书中对特定指令集扩展(例如早期的SIMD指令集)的介绍,采用了“需求导向型”的讲解方式,即先展示一个需要高效处理的典型应用场景(比如图像处理中的像素批量操作),然后再引出相应的指令集如何优雅地解决了这个问题。这种叙事逻辑非常贴合学习者的认知规律,让人感觉技术点不是被生硬地灌输,而是作为解决实际问题的“工具”被自然引入。总而言之,这是一本兼具学术严谨性与工程实用性的传世之作,值得反复研读。

评分

让我印象最深的是,这本书在描述内存访问与性能瓶颈时所采用的视角。它没有局限于CPU内部的范畴,而是将视野拓展到了整个“CPU-内存子系统”这个复杂的生态系统。书中有一章专门讨论了“延迟隐藏”的技术,作者从硬件预取器的角度切入,详细分析了编译器如何通过代码重排来最大化CPU的执行单元利用率,从而有效掩盖DRAM的漫长访问时间。这部分内容极具启发性,因为它强迫我思考,软件和硬件是如何在一个共同的性能目标下相互博弈和协作的。更妙的是,作者还引入了模拟和性能分析工具的概念,虽然没有提供具体的代码,但却清晰地指明了如何使用这些工具来验证理论上的性能改进,这使得书中的知识具有了极强的可操作性和验证性。对我这样一个致力于提升软件运行效率的开发者而言,这本书提供的不仅是知识,更是一套系统性的性能诊断与优化框架。它让我明白,要榨干现代处理器的每一分性能,必须同时精通硬件的运作机制和软件的调度艺术。

评分

这本书,初拿到手,那种沉甸甸的质感就让人觉得它绝非泛泛之作。我原以为它会是一本枯燥的技术手册,但翻开前几页,就被作者那种深入浅出的叙述方式所吸引。它没有一上来就抛出那些令人望而生畏的寄存器地址和时序图,反而像是领着一个初学者,慢慢走进一个宏大而精密的数字王国。书中对早期的8086架构的剖析简直是庖丁解牛,每一个指令集的演变、每一个硬件模块的协同工作,都被描绘得栩栩如生。我特别欣赏作者在解释“流水线”概念时所用的比喻,那种将复杂的并行处理过程,比作工厂里装配线上不同工位协同工作的场景,让一个完全没有底层硬件背景的人也能瞬间领悟其精妙。更难得的是,作者似乎对技术的“历史感”有着深刻的理解,他总能在关键的技术节点插入一些行业背景的侧写,让你明白,这些冰冷的硅片背后,其实是无数工程师智慧与汗水的结晶,是特定时代需求下的必然产物。读完前三分之一,我已经感觉自己不仅仅是在学习一个CPU的内部构造,更像是在参与一场跨越数十年的技术考古。这种体验,远超一本教科书所能提供的价值。

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电路那几章很全,但assembly就比较简略,偏重于介绍原理

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电路那几章很全,但assembly就比较简略,偏重于介绍原理

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X86真是个怪异的东西

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汇编课的教材。实在是太厚了。 初步学的话还是看看清华的那本《IBM汇编语言》就够了。 可以当参考手册用。另外,与MIPS相比,x86实在是太不优雅了。

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X86真是个怪异的东西

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