主流ARM嵌入式系统设计技术与实例精解

主流ARM嵌入式系统设计技术与实例精解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:苏东
出品人:
页数:494
译者:
出版时间:2007-7
价格:48.00元
装帧:
isbn号码:9787121045547
丛书系列:
图书标签:
  • 文化
  • ARM嵌入式系统
  • 嵌入式系统设计
  • ARM Cortex-M
  • 嵌入式开发
  • 硬件设计
  • 软件开发
  • 实践案例
  • STM32
  • 嵌入式Linux
  • 技术精解
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具体描述

本书重点介绍了主流ARM应用系统的开发与实践。全书基于目前较为通用、流行的ARM处理器,介绍了其原理、硬件结构、硬件电路设计与开发和软件开发,加以大量的应用系统实例作为描述案例。全书采用穿插式的介绍方式,前后内容具有很大的关联性。

全书共分为11章。第1章对嵌入式系统和应用加以概述,并系统地介绍了ARM处理器体系结构,使读者对ARM处理器有个初步的认识;第2章介绍ARM处理器最小系统硬件设计及外围电路设计,这是基于ARM的嵌入式应用系统硬件设计的关键;第3章介绍了常用硬件、软件的开发工具及软件开发环境的搭建等;第4章介绍了嵌入式操作系统Linux/uClinux的移植;第5章介绍了基于ARM处理器的底层开发技术;第6章描述了主流嵌入式GUI的对比与移植;第7章到第11章则详细地介绍了5个具体的设计实例,包含了丰富的接口电路、软件例子代码等,介绍的处理器包含了ARM7TDMI、ARM9TDMI、ARM926e、PXA27X、OMAP系列等主流ARM处理器,内容涉及多媒体手机开发、IP Camera开发、个人多媒体中心(PMP)开发、家庭网关开发等。书中实例源代码请到“www.fecit.com.cn”的“下载专区”中下载。

本书适合从事嵌入式系统开发的专业人士阅读,也可作为大专院校电子类专业学生的参考书。

《嵌入式系统硬核进阶:从底层驱动到操作系统内核的深度实践》 书籍简介 在当今快速迭代的电子工程领域,嵌入式系统已不再是简单的微控制器应用,而是支撑着从物联网设备到高性能计算的广阔技术图景。本书并非针对初学者或基础理论的复习,而是面向有一定嵌入式开发经验、渴望深入理解系统底层机制、并掌握高级软件架构设计能力的工程师和高级技术人员。我们旨在提供一套系统化、实战驱动的进阶指南,带领读者跳出应用层面的舒适区,直击嵌入式系统设计的核心——驱动程序、内存管理、实时内核机制以及复杂系统集成。 本书核心聚焦与技术深度 本书的核心价值在于其对“硬核”技术的深度挖掘和工程实践的侧重。我们摒弃了对通用处理器架构的宏观叙述,而是将重点放在了现代嵌入式处理器中那些决定系统性能和稳定性的关键环节。 第一部分:高级硬件抽象与底层驱动架构(The Deep Dive into Hardware Abstraction) 本部分将系统地剖析现代嵌入式SoC(System-on-Chip)的复杂性,并构建健壮的硬件抽象层(HAL)。 1. 现代总线协议与数据传输优化: 我们将深入探讨AHB/AXI/APB等高级总线矩阵的工作原理,不仅仅停留在“读写寄存器”的层面。重点分析突发传输(Burst Transfer)、仲裁机制(Arbitration Schemes)以及缓存一致性(Cache Coherency)在跨域数据交换中的作用。实例将围绕高性能DMA控制器(如Scatter-Gather DMA)的编程范式展开,如何通过最小化CPU干预实现PB级数据的高效流转。 2. 复杂设备驱动模型与框架: 摒弃简单的轮询(Polling)驱动模式,本书详细阐述了基于中断和事件驱动的现代驱动架构。我们将深入分析Linux内核中字符设备、块设备驱动的内部实现,特别是平台驱动(Platform Drivers)和设备树(Device Tree)在设备资源描述和驱动绑定的关键流程。一个重点案例是对复杂I2C/SPI总线控制器(支持多主多从和时序定制)的自定义驱动实现,确保在苛刻时序要求下的数据完整性。 3. 内存保护单元(MPU/MMU)的精细控制: 对于基于Cortex-M系列的高级微控制器或运行Linux/RTOS的Cortex-A系列系统,内存保护至关重要。本书将区分MPU(内存保护单元)和MMU(内存管理单元)的配置差异。我们将演示如何通过配置MPU实现关键代码段的只读保护、数据段的访问权限隔离,以及在裸机或RTOS环境下,如何利用MMU实现地址空间隔离,为后续的进程管理打下基础。 第二部分:实时操作系统内核的定制与优化(RTOS Kernel Customization and Performance Engineering) 对于时间敏感型应用,对实时操作系统的掌控力是区分专业工程师的关键。本部分将以一个成熟的、可裁剪的RTOS内核(如FreeRTOS或μC/OS的深度定制版本)为例,进行深入剖析。 1. 任务调度算法的深入分析与重构: 我们不仅会讨论优先级继承(Priority Inheritance)和优先级天花板(Priority Ceiling)等互斥同步机制,更会深入内核源码,分析其时间片轮转、抢占式调度和协作式调度的实现细节。重点在于如何根据特定应用场景(如混合关键性任务)定制或扩展调度器,以优化最坏情况执行时间(WCET)。 2. 上下文切换的性能瓶颈剖析: 上下文切换是RTOS性能的直接指标。本书将使用汇编语言和调试工具(如JTAG/Trace Debugger)来分析和量化不同架构下的寄存器保存/恢复流程。我们将设计实验来衡量不同任务栈大小、中断嵌套深度对切换延迟的具体影响,并提供优化建议,例如利用硬件特性减少保存的寄存器数量。 3. 中断处理的低延迟编程实践: 中断服务程序(ISR)的设计必须极端高效。我们将详细讲解“上半部”(Top Half,快速处理中断原语)和“下半部”(Bottom Half,延迟处理工作,如SoftIRQ/Tasklet)的解耦策略。一个核心实例是设计一个高性能网络包处理流程,确保数据接收中断能在极短时间内完成关键计数和标记,将复杂的数据解析推迟到高优先级任务中执行。 第三部分:系统级集成与调试的高级技术(System Integration and Advanced Debugging Techniques) 现代嵌入式系统是软硬件协同的复杂体,调试和集成能力决定了项目的成败。 1. 跨域资源同步与数据完整性: 当系统涉及多个异构核(如Cortex-A运行Linux和Cortex-M运行实时任务)或需要共享高带宽外设时,同步机制变得极为复杂。本书将详细介绍基于共享内存、消息队列以及硬件信号量(Hardware Semaphores)的跨域通信模型,并重点解决缓存一致性对共享数据读写的影响(Cache Coherency Issues in Multi-Core Systems)。 2. 固件更新与系统回滚机制(OTA/FOTA): 针对需要远程维护的设备,本书提供了健壮的A/B分区固件升级策略实现指南。这包括如何利用文件系统(如SquashFS或UBIFS)的原子性操作来保证升级失败时系统可以安全回滚到上一个稳定版本,以及如何设计安全校验和加密机制来防止固件被篡改。 3. 系统级性能分析与追踪: 传统的Printf调试在实时系统中是致命的。我们引入了专业级的追踪技术,如ETM(Embedded Trace Macrocell)和SWV(Serial Wire Viewer)。读者将学会如何配置追踪点,捕获关键函数的执行时序,并通过专门的分析工具(如Percepio Tracealyzer或SEGGER SystemView)生成交互式时序图,精确诊断死锁、优先级反转和资源竞争的根本原因。 读者对象 本书适合具有1-3年嵌入式软件开发经验的工程师,特别是那些需要从事底层驱动开发、RTOS移植与定制、多核通信架构设计,以及需要解决复杂系统级性能瓶颈的高级开发人员。掌握C/C++语言,熟悉至少一种嵌入式微控制器体系结构基础(如Cortex-M/R/A系列),并对操作系统基本概念有所了解的读者将能最大化本书的价值。 本书特点 高度实践导向: 所有理论讲解均辅以可以直接在实际硬件平台上复现的、经过验证的代码示例和工程设计模式。 面向前沿: 关注现代SoC设计趋势,如内存层次结构优化、异构计算和安全启动流程。 深入底层: 直接剖析RTOS和Linux内核中的关键函数调用路径和数据结构,提供“白盒”级别的理解。

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读后感

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用户评价

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这本书的封面设计相当简洁明了,封面上“主流ARM嵌入式系统设计技术与实例精解”这几个大字,一看就知道是关于ARM嵌入式开发的,这正是我的兴趣所在。我一直对嵌入式系统充满好奇,尤其是ARM架构,因为它的广泛应用,从手机到各种物联网设备,都离不开它。我一直想找一本既能讲清楚基础理论,又能结合实际项目操作的书籍,来系统地学习嵌入式开发。市面上这类书籍不少,但往往要么理论过于晦涩难懂,要么实例过于陈旧,或者深度不够,无法真正解决实际开发中的问题。这本书的标题“精解”二字,让我觉得它可能在深度和实践性上会有所突破,特别是“实例精解”这几个字,让我对书中是否包含有价值的案例充满了期待。我希望这本书能够带我走进ARM嵌入式开发的真实世界,理解其核心技术,并通过实际的例子学习如何将理论付诸实践,最终能够独立完成一些嵌入式项目。

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我是在一次技术交流会上偶然听到同行推荐这本书的,当时大家都在讨论嵌入式开发的前沿技术,有人就提到了这本书,说里面的内容更新比较及时,而且对ARM平台的讲解非常到位。我当时就留了心,回来后特意搜了一下,发现这本书的口碑好像还不错。我个人的学习经历告诉我,选择一本好书是学习任何技术最重要的一步。尤其是在嵌入式领域,技术迭代很快,如果书的内容跟不上时代,那学到的知识可能很快就会过时。我特别关注一本书的作者背景和出版社,好的作者和有影响力的出版社通常能保证书籍的质量。这本书的作者应该是有相当丰富的行业经验的,否则很难写出“精解”这样的内容。我希望这本书能为我提供一个坚实的理论基础,并帮助我掌握当前主流的ARM嵌入式设计方法和工具,让我能够在激烈的技术竞争中保持优势。

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对于嵌入式开发,我一直认为光有理论知识是不够的,更重要的是动手能力。我曾经尝试过自己学习一些嵌入式开发,但过程中遇到了不少问题,很多时候是查阅资料也找不到清晰的解决方案。我希望这本书能像一位经验丰富的导师一样,不仅教授我必要的理论知识,更能通过大量的实例,一步一步地引导我完成实际的项目。比如,我非常期待书中能有关于ARM Cortex-M系列微控制器的详细讲解,以及如何使用相应的开发工具链进行程序开发和调试。如果书中能包含一些典型的嵌入式项目案例,例如传感器数据采集、通信协议实现,甚至是简单的嵌入式操作系统移植,那对我来说将是巨大的帮助。我希望通过这本书,能够真正提升自己的工程实践能力,能够独立解决开发过程中遇到的各种难题。

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作为一名在嵌入式领域摸爬滚打多年的工程师,我一直在寻找能够提升自己专业技能的书籍。市面上关于ARM嵌入式设计的书籍确实不少,但真正能够让我眼前一亮,觉得“干货满满”的书却不多。我通常会比较关注书中的技术深度和前瞻性,以及作者在实际项目中的应用经验。这本书的标题“主流ARM嵌入式系统设计技术与实例精解”,让我觉得它可能不仅仅是停留在基础概念的讲解,而是更侧重于实际应用中的关键技术和设计思路。我希望能在这本书中找到关于高性能ARM处理器架构的深入分析,以及如何针对不同的应用场景进行最优化的设计。如果书中能提及一些最新的ARM开发板和配套工具的使用方法,那对我来说更是如虎添翼。我希望这本书能为我提供一些新的视角和实用的技巧,帮助我解决在实际工作中遇到的更复杂的设计挑战。

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我一直对嵌入式系统的软硬件结合开发模式非常感兴趣,也深知ARM架构在现代嵌入式系统中的核心地位。我的学习路径通常是从基础概念入手,然后逐步深入到具体的硬件平台和软件开发。我希望这本书能够帮助我建立起一个完整、系统的ARM嵌入式开发知识体系。在硬件方面,我希望能够详细了解ARM处理器的内部结构、指令集、中断机制等核心概念。在软件方面,我期待能够学习到如何进行嵌入式Linux的开发,包括驱动程序的编写、系统移植、应用程序开发等。这本书的“实例精解”更是吸引我,我希望通过真实的案例,学习如何将理论知识转化为实际产品,并了解在实际项目开发过程中可能遇到的各种问题及解决方案。我希望能通过这本书,全面提升自己在ARM嵌入式系统开发方面的能力,为未来的职业发展打下坚实的基础。

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