微机系统与汇编语言 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:

出品人:

页数:291 页

译者:

出版时间:2007年

价格:30.0

装帧:平装

isbn号码:9787871112223

丛书系列:

图书标签:

• 微机原理
• 汇编语言
• 计算机组成原理
• 8086
• 汇编
• 微处理器
• 系统编程
• 计算机基础
• 电子技术
• 计算机科学

图书简介：《现代嵌入式系统设计与应用》 （注意：以下简介内容完全围绕“现代嵌入式系统设计与应用”这一主题展开，旨在全面、深入地介绍该领域的核心知识、主流技术栈以及前沿发展趋势，与您提及的《微机系统与汇编语言》不涉及任何重叠的、直接相关的知识点。） --- 第一部分：嵌入式系统的宏观视野与基础架构 《现代嵌入式系统设计与应用》并非传统意义上的微处理器或汇编语言的深度剖析，它聚焦于当前信息技术生态中最具活力和应用广度的领域——嵌入式系统。本书旨在为读者提供一个从概念到实现的完整框架，理解现代嵌入式系统如何融入物联网（IoT）、工业自动化、消费电子乃至人工智能边缘计算的复杂网络中。 1.1 嵌入式系统的新范式：超越裸机编程 本书开篇即确立了现代嵌入式系统区别于传统微控制器编程的基调：即复杂性管理、实时性保障与互联互通。我们将探讨嵌入式系统在架构设计上的演变，从简单的单片机控制系统，过渡到以高性能SoC（System-on-Chip）为核心，运行复杂操作系统和应用软件的智能节点。 我们将详细分析SoC的内部结构，重点关注现代处理器内核（如ARM Cortex-A系列、RISC-V架构）的流水线、缓存层次、内存管理单元（MMU）和总线架构（如AMBA AXI/AHB）。与汇编语言层面的指令集直接交互不同，本书将聚焦于C/C++语言抽象层之上的系统级优化和配置。 1.2 实时性与操作系统的基石：RTOS与Linux深度集成 现代嵌入式应用，尤其是在工业控制、医疗设备和汽车电子中，对时间确定性有着严苛要求。本书将用大量篇幅解析实时操作系统（RTOS）的设计原理，如FreeRTOS、Zephyr OS或VxWorks。内容涵盖任务调度算法（固定优先级、轮转、截止期调度）、中断处理机制、信号量与互斥锁在并发控制中的应用，以及如何进行精确的延迟和时间测量。 更进一步，本书深入探讨嵌入式Linux的生态系统。这包括内核裁剪与移植（Buildroot/Yocto Project）、设备树（Device Tree）的结构与编写、驱动程序的开发模型（字符设备、块设备、网络设备），以及如何在资源受限的环境下优化内核性能。我们将重点讨论如何利用Linux提供的抽象层来管理复杂的硬件资源，而非直接操作寄存器。 第二部分：硬件抽象、驱动开发与接口技术 本书的硬件相关内容集中于如何通过软件高效地管理和利用现代片上外设，而不是深入到晶体管或寄存器级别的汇编操作。 2.1 现代驱动模型与中间件层 驱动开发部分将基于高级语言（C/C++）和成熟的框架（如Linux驱动框架或特定RTOS的HAL层）进行讲解。我们将详细剖析I/O、中断和DMA（直接内存访问）的现代应用： DMA控制器优化： 如何配置DMA以实现高效的数据传输，减少CPU干预，这对于提升系统吞吐量至关重要。 复杂接口的软件栈： 针对USB、PCIe、高速串行通信（如MIPI DSI/CSI）等，讲解其协议栈、驱动实现及上层应用接口。 2.2 通信协议栈的实现与优化 现代嵌入式系统是高度互联的。本书将全面覆盖从底层物理层到应用层的通信技术： 有线通信： CAN/CAN FD在汽车和工业控制中的应用模型，Ethernet MAC/PHY的集成与TCP/IP协议栈的裁剪和优化。 无线技术： 重点分析低功耗广域网络（LPWAN，如LoRa/NB-IoT）和短距离通信（蓝牙Mesh、Wi-Fi 6）在嵌入式设备上的协议栈集成与安全认证流程。 第三部分：性能优化、安全加固与人工智能边缘化 本书的后半部分着眼于当前嵌入式系统设计的前沿挑战与未来趋势。 3.1 系统级性能分析与功耗管理 性能优化不再是简单地优化循环次数，而是系统级别的资源分配和功耗预算。我们将探讨： 性能度量工具： 使用如`perf`、逻辑分析仪和示波器结合的手段，分析系统瓶颈。 能效设计： 动态电压与频率调节（DVFS）、时钟门控、唤醒源管理以及睡眠模式的深度应用，以延长电池供电设备的生命周期。 代码级优化： 虽然不涉及汇编，但会讲解C/C++编译器优化选项（如`-O3`、函数内联）对目标架构性能的影响，以及如何利用SIMD指令集（若目标架构支持）进行向量化处理。 3.2 嵌入式安全：从硬件信任根到应用层防护 安全是现代嵌入式系统的核心要求。本书详细介绍“硬件信任根”（Root of Trust）的概念，包括： 安全启动流程（Secure Boot）： 验证固件完整性和来源的机制。 加密加速器与可信执行环境（TEE）： 如ARM TrustZone的应用，用于隔离敏感操作和密钥管理。 固件空中升级（OTA）： 安全地部署和验证更新包，防止恶意植入。 3.3 AIoT与边缘计算的嵌入式实现 本书的最终部分聚焦于嵌入式系统在人工智能领域的拓展。这包括： 模型轻量化： 探讨如何将大型深度学习模型（如CNNs）通过量化、剪枝等技术压缩，使其能够在资源受限的MCU或边缘AI加速器上运行。 推理引擎集成： 介绍TensorFlow Lite for Microcontrollers (TFLite-Micro)、ONNX Runtime等嵌入式推理框架的使用方法，以及如何高效地利用DSP或NPU（神经处理单元）进行加速。 《现代嵌入式系统设计与应用》面向的是希望构建下一代智能设备的工程师、系统架构师和高级技术人员。它提供的知识体系是面向软件定义硬件的，侧重于操作系统、驱动、网络协议栈、系统安全和前沿计算范式（如AI）的集成与优化，旨在培养具备全面系统思维的嵌入式开发者。

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阅读这本书的过程，简直就像是一场对计算机底层运行机制的深度透视之旅。作者的语言风格十分严谨，但又不失清晰度，尤其在阐述总线仲裁、中断处理这些核心机制时，能够用精确的术语将复杂的时序逻辑描述得井井有条。我个人认为，本书最大的价值在于它构建了一个完整的知识体系，让你明白为什么CPU需要有各种不同的寻址模式，为什么我们需要关注时钟周期和等待状态。它解答了许多我在学习其他高级编程语言时一直困惑的“幕后原理”。通过这本书，我对计算机执行程序的方式有了一种全新的、近乎本能的理解。对于那些未来志在从事嵌入式开发、操作系统内核编写或者需要进行性能优化的专业人士来说，这本书提供的底层视角是其他任何书籍都难以替代的基石。

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这本书的实战指导部分堪称一绝。它没有停留在理论的象牙塔中，而是紧密结合了当前主流的开发环境和调试工具。书中的每一个实验环节，都配有详尽的步骤说明和预期的输出结果，确保读者能够即时验证自己的学习效果。我特别喜欢其中关于I/O端口操作的章节，作者巧妙地设计了一系列由浅入深的实验，比如如何通过编程控制蜂鸣器发出特定频率的声音，或者如何实现简单的字符显示。这些实践操作不仅检验了读者对汇编指令的掌握程度，更培养了读者分析和解决底层硬件问题的能力。对于那些渴望从“会用”到“精通”过渡的工程师而言，这本书提供的实操经验是无价的财富，它教会你的不仅仅是如何写代码，更是如何与“铁盒子”进行最直接、最纯粹的对话。

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不得不提的是这本书的案例分析和习题设计。它们往往别具匠心，往往能够一语道破某个晦涩难懂的知识点。例如，在处理数据段的对齐问题时，书中提供了一个非常巧妙的内存布局图示，一下子就让原本复杂的概念变得可视化和直观。习题部分更是覆盖了从基础计算到复杂逻辑控制的各个层面，难度梯度设置得非常合理，既能巩固所学知识，又能在解决难题的过程中激发读者的探索欲。更让人惊喜的是，书中在涉及特定硬件架构（例如早期的x86或某种特定的单片机架构）时，作者会非常负责地指出其局限性和现代架构的演进方向，使得这本书的内容既有经典性，又不失与时俱进的生命力。总而言之，这是一本值得反复研读、并将其作为工具书长期保留的经典之作。

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当我翻开这本书时，首先被其逻辑严密的章节划分所吸引。它不像市面上许多同类书籍那样堆砌概念，而是采取了一种渐进式的学习路径。从最基础的二进制数系统开始，逐步深入到CPU的工作原理、存储器的组织结构，最后才接触到程序设计层面。这种结构安排非常符合人类的学习规律，每一步都建立在前一步的坚实基础上。作者在论述汇编语言的指令集时，不仅详细列出了指令的语法和操作码，还贴心地配上了大量的实际代码片段，这些片段都经过了精心挑选，用以展示特定指令在解决实际问题中的应用场景。更重要的是，书中对硬件与软件之间的接口机制探讨得尤为深刻，揭示了高级语言是如何被转化为机器可以执行的低级操作的整个过程，这种“穿透力”是其他泛泛而谈的入门读物所不具备的，它真正实现了对“系统”二字的全面覆盖。

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这本书的封面设计很有特点，采用了一种复古与现代结合的风格，深邃的蓝色背景上点缀着一些抽象的二进制代码图案，让人一眼就能感受到它与计算机底层技术息息相关的气质。内页的纸张质感上乘，印刷清晰，排版合理，阅读起来非常舒适。我尤其欣赏作者在讲解复杂概念时所采用的类比和图示，比如将内存管理比作图书馆的索引系统，将寄存器的作用比作工匠手上的工具箱，这些生动的比喻极大地降低了初学者的理解门槛。它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的老教授在耐心地引导你探索数字世界的奥秘。书中穿插的历史小故事，比如早期微处理器研发的趣闻轶事，也让学习过程增添了不少趣味性，让人在理解技术原理的同时，也能感受到计算机科学发展的脉络与温度。对于那些希望打下坚实基础的读者来说，这本书无疑提供了一个非常扎实且引人入胜的起点，绝不会让人感到枯燥乏味。

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