FPGA上的嵌入式系统设计实例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:

出品人:

页数:302

译者:

出版时间:2008-4

价格:36.00元

装帧:

isbn号码:9787560619958

丛书系列:

图书标签:

• FPGA
• 嵌入式系统
• 硬件设计
• VHDL
• Verilog
• SoC
• 数字电路
• 实例
• 开发板
• ARM

好的，这是一份关于一本名为《FPGA上的嵌入式系统设计实例》的图书的详细简介，该简介不包含该书的任何具体内容，力求详尽且自然： --- 图书简介： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探索当代电子工程与计算机科学交叉领域中的核心议题。它着眼于构建复杂、高性能的数字系统，这些系统是现代信息技术基础设施的基石。 全书结构围绕几个关键的当代工程挑战展开：如何高效地管理日益增长的数据流，如何设计出能够适应未来需求的可重构硬件平台，以及如何在资源受限的环境下实现复杂算法的实时处理。 第一部分：基础概念与设计方法论 本部分首先建立起一个坚实的基础理论框架。它详细阐述了现代数字系统设计所依赖的数学原理和逻辑基础，强调了从高层次抽象到具体硬件实现的映射过程。读者将了解到不同设计范式（如流式处理、事件驱动、基于状态机的设计）的优异性和局限性。 重点内容包括：深入探讨组合逻辑与时序逻辑电路的建模与优化技术。在此基础上，书籍引入了面向大型系统的模块化设计原则，强调代码复用性、可验证性和可维护性在工程实践中的重要性。我们详细分析了设计流程中的关键瓶颈——如时序收敛和资源冲突的预防与解决策略。特别地，本部分会比较不同设计方法论（如自顶向下与自底向上）在面对特定约束条件时的适用性。 第二部分：核心处理单元的架构分析 本书随后转向对构成现代嵌入式计算核心的几种关键架构的深度剖析。这不仅仅是对已有结构的描述，更是对其设计哲学和权衡取舍的深入探讨。 讨论涵盖了从经典的冯·诺依曼结构到现代并行处理单元的演进。我们详细考察了指令集架构（ISA）的设计原则，包括精简指令集（RISC）与复杂指令集（CISC）的对比分析，以及它们如何影响编译器的优化策略和最终的硬件实现效率。 此外，对于数据通路的设计，书籍提供了关于流水线技术（Pipeline）的全面指南，包括如何处理分支预测、数据依赖性以及如何通过多发射（Superscalar）技术来提高指令级并行性。对片上缓存（Cache）层次结构的设计与管理策略也进行了详尽的论述，特别是针对嵌入式应用中对延迟敏感性的要求，探讨了多级缓存的命中率优化与一致性协议的实现细节。 第三部分：异构计算与系统集成 现代计算系统越来越依赖于不同处理单元之间的协同工作。本部分将焦点放在如何有效地集成和管理这些异构资源上。 我们探讨了总线和互联网络的拓扑结构，从简单的点对点连接到复杂的网络单芯片（NoC）架构。书籍详细对比了这些互联机制在带宽、延迟和功耗方面的表现，并提出了选择适当互联架构的决策模型。 针对内存管理单元（MMU）和保护模式，本部分深入解析了操作系统与底层硬件之间的接口。这包括虚拟内存的实现机制、中断处理与异常管理，以及如何通过硬件机制提供内存保护和任务隔离，确保系统的稳定性和安全性。 第四部分：低功耗与实时性保证 在移动设备和物联网（IoT）驱动的时代背景下，能效和确定性成为了衡量系统性能的关键指标。 本书专门开辟章节来阐述动态电压与频率调节（DVFS）技术，分析了如何根据工作负载实时调整系统运行参数以达到最佳能效比。同时，针对实时系统（RTOS）的特点，我们分析了时间预算分析（TBA）和最坏执行时间（WCET）的评估方法，以确保任务调度的确定性和低抖动性。书中探讨了各种功耗降低技术，包括时钟门控、电源门控以及在电路层面的优化。 第五部分：验证、仿真与设计流程的未来展望 再复杂的系统，没有可靠的验证也无法投入实际应用。本部分着重于系统级验证方法学。 读者将接触到形式化验证的基本概念，以及基于随机激励的覆盖驱动验证（Coverage-Driven Verification, CDV）在大型数字设计中的应用。我们讨论了硬件描述语言（HDL）仿真与系统级仿真（System-Level Modeling）之间的桥梁，如何利用高级抽象模型来加速设计迭代。 最后，书籍对当前和未来的技术趋势进行了展望，包括对新一代计算范式（如类脑计算、量子计算的初步影响）的思考，以及如何利用先进的自动化工具链来应对未来设计规模的指数级增长。 本书的整体目标是，不仅仅教授“如何做”，更重要的是解释“为什么这样做”，帮助工程师和高级学生构建起一套系统化、前瞻性的设计思维体系。

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