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出版者:机械工业出版社

作者:Stephen Brown Zvonko Vranesic

出品人:

页数:479

译者:夏宇闻

出版时间:2008-1

价格:65.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111221821

丛书系列:国外电子与电气工程技术丛书

图书标签:

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《嵌入式系统软硬件协同设计》 简介 在快速发展的科技浪潮中，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。而嵌入式系统的核心竞争力，正日益体现在其软硬件的深度融合与高效协同上。《嵌入式系统软硬件协同设计》一书，正是为了满足这一时代需求而生，它系统地阐述了现代嵌入式系统设计中，如何将硬件电路与软件程序有机结合，实现功能的最优化、性能的最大化以及开发周期的最小化。 本书并非仅仅罗列一些零散的嵌入式硬件组件或软件编程技巧，而是着眼于整个嵌入式系统的生命周期，从需求分析、系统架构设计、硬件选型与开发、嵌入式软件开发，直至最终的软硬件集成、调试与优化，提供一套完整且具有前瞻性的设计思路和实践方法。我们力求帮助读者建立起一种“软硬一体”的设计观，理解硬件的约束如何影响软件的设计，软件的需求又如何驱动硬件的创新。 核心内容详述： 第一部分：嵌入式系统设计基础与架构 嵌入式系统概述与发展趋势： 深入剖析嵌入式系统的定义、特点、分类及其在物联网、人工智能等前沿领域的应用前景。我们将探讨嵌入式系统设计的演进，从早期的裸机开发到如今的RTOS（实时操作系统）乃至Linux系统下的复杂应用，以及未来可能的技术方向，如异构计算、低功耗技术等。 嵌入式系统架构设计： 本部分将重点介绍嵌入式系统的典型架构，包括处理器核心（如ARM、RISC-V）、存储器子系统、输入/输出接口、外围设备以及系统总线等。读者将学习如何根据应用需求，合理选择和配置这些组件，构建出高效、可靠的系统框架。我们将讨论不同架构模式的优劣，以及如何在资源受限的环境下做出最佳权衡。 嵌入式处理器选型与评估： 详细介绍主流嵌入式处理器家族的特点、性能指标、功耗特性以及生态支持。我们将从功耗、性能、成本、开发工具链、实时性要求等多个维度，指导读者如何根据具体项目选择最适合的处理器。同时，也会涉及一些特定应用领域（如DSP、FPGA）的处理器考量。 第二部分：嵌入式硬件设计与开发 嵌入式硬件接口设计： 深入讲解各类常用的嵌入式硬件接口，如GPIO、UART、SPI、I2C、USB、Ethernet、SDIO等。本书将侧重于接口的工作原理、时序、协议细节以及在实际电路设计中的应用技巧。例如，如何在PCB布局布线中保证信号完整性，如何进行接口的电气特性匹配和保护设计。 存储器系统设计： 覆盖嵌入式系统中常见的存储器类型，包括RAM（SRAM, DRAM）、ROM（Flash, EEPROM）以及外接存储设备。我们将讲解它们的读写原理、接口方式、时序要求以及在系统中的集成方法。此外，还会探讨存储器管理策略，如缓存机制、内存映射等，以提高数据访问效率。 电源管理与功耗优化： 针对日益严峻的功耗挑战，本部分将详细介绍嵌入式系统的电源管理技术，包括低功耗模式（Sleep, Standby）、动态电压频率调整（DVFS）、电源优化策略以及相关的硬件电路设计。我们将分析不同功耗来源，并提供实际可行的优化方案，以延长电池寿命或降低系统运行成本。 传感器与执行器接口： 介绍如何将各类传感器（如温度、湿度、光照、加速度计、陀螺仪）和执行器（如电机、LED、继电器）集成到嵌入式系统中。重点在于理解传感器和执行器的工作原理、数据采集与控制方式，以及与之匹配的接口电路设计和软件驱动开发。 第三部分：嵌入式软件开发与集成 嵌入式C/C++编程语言与技巧： 强调在嵌入式环境下的C/C++编程特性，包括内存管理、指针操作、位操作、中断处理、并发编程等。本书将提供大量的实例代码，演示如何在资源受限的嵌入式系统中编写高效、健壮的软件。我们将讨论裸机编程与RTOS环境下编程的差异与侧重点。 实时操作系统（RTOS）原理与应用： 详细介绍RTOS的核心概念，如任务调度、进程间通信（IPC）、信号量、互斥锁、事件标志、时钟管理等。本书将以一款主流RTOS（如FreeRTOS, RT-Thread）为例，深入讲解其API使用、任务模型、中断处理机制以及如何构建复杂的嵌入式应用。 嵌入式Linux系统开发： 涵盖嵌入式Linux系统的移植、驱动开发、应用程序开发以及系统优化。读者将学习如何配置和构建嵌入式Linux发行版，如何编写和调试内核模块，以及如何在用户空间开发嵌入式应用。重点将放在Linux内核的引导过程、文件系统、网络协议栈以及设备驱动模型的理解。 设备驱动程序开发： 深入讲解设备驱动的原理和开发流程，包括硬件抽象层（HAL）的设计、驱动程序的注册与工作流程、中断服务程序的编写、I/O操作的实现等。我们将以常见的硬件接口和设备为例，演示如何开发高效、可靠的设备驱动。 软件与硬件的协同调试： 介绍嵌入式系统软硬件集成的挑战与方法。重点讲解交叉编译环境的搭建、调试工具（如GDB、JTAG、SWD）的使用、逻辑分析仪和示波器等硬件调试手段的配合，以及问题定位和解决方案的制定。 第四部分：高级主题与项目实践 嵌入式系统性能优化： 探讨如何从硬件和软件层面提升嵌入式系统的性能。包括处理器指令集优化、算法优化、缓存策略调整、中断响应优化、任务优先级管理、内存访问模式优化等。 嵌入式系统安全设计： 关注嵌入式系统的安全性问题，如代码注入、数据泄露、非法访问等，并介绍相应的安全防护措施，包括安全启动、加密解密、访问控制、固件更新安全等。 嵌入式系统测试与验证： 介绍嵌入式系统的单元测试、集成测试、系统测试以及可靠性测试方法。重点讲解测试用例的设计、测试环境的搭建以及自动化测试技术的应用。 嵌入式项目案例分析： 通过多个典型的嵌入式项目实例，如智能家居控制器、工业数据采集终端、车载信息娱乐系统等，全面展示本书所介绍的设计理念和技术在实际项目中的应用。通过这些案例，读者可以更直观地理解软硬件协同设计的流程和挑战。 本书特色： 理论与实践相结合： 既有扎实的理论基础，又有丰富的实践指导，包含大量代码示例和设计技巧。 前沿技术与主流技术并重： 覆盖嵌入式领域当前最热门的技术和最广泛应用的技术。 系统性与全面性： 从宏观架构到微观细节，全面覆盖嵌入式系统设计的各个环节。 面向读者： 适合从事嵌入式系统设计、开发、测试的工程师，以及相关专业的学生和研究人员。 《嵌入式系统软硬件协同设计》将成为您通往精通嵌入式系统设计之路的宝贵伙伴，助您在日新月异的科技领域中，构筑出更智能、更高效、更具竞争力的产品。

评分☆☆☆☆☆

本书辅以Verilog HDL讲解数字逻辑设计，知识点与新技术同步，讲解的十分透彻，是哪种能把复杂问题说简单的好书。关键是翻译的也非常细致，难得！感谢作者和译者的辛勤劳动，使我用较少的时间获得大量的新鲜的知识。

评分☆☆☆☆☆

我是顺着译者夏宇闻顺藤摸瓜才发现这本书的。不得不说，这是一本相当有含量的书，书里涉及的知识面很广，但却联系紧密。看这种书就像探宝，循序渐进，可深可浅。而国内多数书籍基本上就是一个知识点汇总而已，读起来索然无味。这本书可真是狠狠地甩了那些刻板教科书一个耳光了...  

评分☆☆☆☆☆

我是顺着译者夏宇闻顺藤摸瓜才发现这本书的。不得不说，这是一本相当有含量的书，书里涉及的知识面很广，但却联系紧密。看这种书就像探宝，循序渐进，可深可浅。而国内多数书籍基本上就是一个知识点汇总而已，读起来索然无味。这本书可真是狠狠地甩了那些刻板教科书一个耳光了...  

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评分☆☆☆☆☆

我是顺着译者夏宇闻顺藤摸瓜才发现这本书的。不得不说，这是一本相当有含量的书，书里涉及的知识面很广，但却联系紧密。看这种书就像探宝，循序渐进，可深可浅。而国内多数书籍基本上就是一个知识点汇总而已，读起来索然无味。这本书可真是狠狠地甩了那些刻板教科书一个耳光了...  

评分☆☆☆☆☆

读完《数字逻辑基础与Verilog设计》的前半部分，我最大的感受就是它的实践导向性极强。我之前在其他教材中遇到的问题是，理论讲得天花乱坠，但真到了上机仿真时却发现无从下手，Verilog代码写出来总是报一堆莫名其妙的错误。这本书在这方面做得非常到位，它没有停留在纯理论的讲解，而是紧密结合了Verilog HDL的语法和设计流程。作者在介绍完一个概念后，紧接着就会提供相应的Verilog模块示例，而且这些示例代码都非常规范、注释详尽，可以直接拿到开发板上进行综合和仿真。更让我惊喜的是，书中对模块化设计和层次化设计的强调，这对于我们后续进行大型项目的设计至关重要。它不仅仅是教你如何用Verilog写出功能正确的代码，更重要的是教你如何写出可读性高、易于维护、符合工业标准的代码。这种注重“工程素养”的教学理念，对于想往FPGA设计方向发展的同学来说，无疑是提供了最好的起点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都超出了我的预期。我原本以为它会主要集中在FPGA设计流程的基础讲解上，但它对底层硬件的理解也进行了深入的探讨。例如，在讲解同步时序电路时，作者不仅分析了时钟域交叉带来的问题，还引入了亚稳态的概念及其缓解措施，这在很多入门级的教材中是很少被提及的。这种对细节的关注，体现了作者深厚的专业背景。此外，它对于硬件描述语言（HDL）的思维方式也做了很好的铺垫。Verilog和C语言的思维模式是完全不同的，这本书花了相当大的篇幅来帮助读者建立“并行化”和“结构化”的设计思维，这对于我们这些习惯了顺序编程的程序员来说，是一次非常必要的“思想重塑”。当我开始尝试用RTL（寄存器传输级）的视角去看待问题时，很多原本复杂的逻辑电路突然变得清晰起来。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一个词来概括我对《数字逻辑基础与Verilog设计》的评价，那一定是“平衡”。它成功地在基础理论的严谨性和工程应用的直观性之间找到了一个完美的平衡点。我喜欢它在讲解复杂概念时所采用的类比手法，比如将时序逻辑比作“记忆单元”对输入信号的响应，这种比喻非常形象。同时，对于高级主题，如总线仲裁和流水线设计的基本原理，作者也给出了足够的篇幅进行介绍，使得读者在打下坚实基础的同时，也能对现代数字系统设计有一个宏观的认知。这本书的排版也很舒服，图文并茂，没有大段的文字堆砌，使得长时间阅读也不会感到疲劳。我强烈推荐给所有正在准备学习FPGA、ASIC设计，或者任何对数字电路底层原理有兴趣的工程师和学生，它绝对是一本值得反复研读的工具书和入门宝典。

评分☆☆☆☆☆

这本新近入手的《数字逻辑基础与Verilog设计》确实让我对数字电路的学习有了一个全新的认识。我本身是电子工程系的大三学生，之前对数字逻辑的理解还停留在教科书上那些枯燥的真值表和卡诺图阶段，感觉离实际应用非常遥远。然而，这本书的编排方式非常巧妙，它并没有急于展示复杂的电路图，而是先用一些非常生动的例子来解释了布尔代数和逻辑门的基本原理，这对于我这种初学者来说简直是福音。特别是它在讲解组合逻辑电路和时序逻辑电路时，那种由浅入深、层层递进的结构，让我感觉自己不是在“背诵”知识点，而是在“构建”一个数字系统的过程。书中对基本触发器、寄存器和计数器的描述，结合了清晰的波形图和状态转移图，让我一下子就抓住了核心概念。而且，作者在讲解时总是会不自觉地带入一些实际工程中的考量，比如如何优化资源、如何处理竞争冒险等，这让原本抽象的理论变得有血有肉，极大地激发了我深入学习的兴趣。我感觉这本书的讲解方式更像是一位经验丰富的工程师在手把手地教你入门，而不是冰冷的学术教材。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一名侧重于软件开发，但工作需要接触底层硬件接口的工程师来说，这本书的价值主要体现在它提供了一个高效的“翻译工具”。在工作中，我经常需要和硬件团队对接，理解他们的时序图、状态机描述，并根据需求调整软件的驱动逻辑。过去，这些沟通常常因为双方概念理解的偏差而效率低下。自从阅读了《数字逻辑基础与Verilog设计》后，我能够直接看懂Verilog代码的基本结构，理解有限状态机（FSM）是如何在硬件中实现的，这极大地提高了我的跨部门协作能力。书中对有限状态机设计（Mealy和Moore）的清晰对比和Verilog实现，让我能够在短时间内掌握如何快速构建和验证这些核心控制单元。这本书的实用性，已经远远超出了学术研究的范畴，直接转化为工作中的生产力。

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浅显易懂的入门教材，不过离工程应用还有一段距离

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其实也算不上我学习数字逻辑的入门书，毕竟好像上学的时候选修过数字电路这门课的，虽然现在已经想不起来上课学过什么了。真正的入门还是要从计算机系统要素那本书算起，毕竟自己动手实现的印象要深刻得多。如果那本书是教如何做模型的话，这本书就真正的实际的实现了。前面五章完全是基础和普及，对应要素的第一章。第6章对应第二章，第7 8章对应第3章，第10章虽然和第5章不是很对应，但也算吧。也就是这本书作为自己造一个计算机的教科书，很不错。尤其赞的是后面的附录，作为手把手的实践，后面提供的东西更有价值。 整本书大略看完以后，确实让人有想买一个FPGA回来玩玩的冲动。还是那句话：纸上得来终觉浅，绝知此事须躬行。要是我十年前看过这本书就好了:)