組み込みソフトウェア開発入門

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出版者:技术评论社
作者:星野香保子
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:
价格:3200日元
装帧:
isbn号码:9784774135748
丛书系列:
图书标签:
  • 組み込みソフトウェア開発入門
  • 嵌入式软件
  • 嵌入式系统
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具体描述

《嵌入式系统设计与实现》 本书是一本旨在为读者提供全面、深入的嵌入式系统开发知识的指南。我们不涉及特定的软件开发入门书籍内容,而是聚焦于嵌入式系统从概念到实现的整个生命周期,涵盖硬件基础、软件架构、开发工具链、调试方法以及实际项目案例。 第一部分:嵌入式系统基础 什么是嵌入式系统? 深入剖析嵌入式系统的定义、特征(实时性、可靠性、功耗、成本等)以及其在现代社会中的广泛应用领域(工业自动化、消费电子、医疗设备、汽车电子、物联网等)。 区分嵌入式系统与通用计算系统(如PC)的核心差异,重点解读其“嵌入”于特定功能和环境的本质。 嵌入式硬件架构概览 微控制器 (MCU) 与微处理器 (MPU): 详细介绍这两类核心处理器的结构、工作原理、关键特性(如CPU核心、内存、外设接口)及其在不同应用场景下的选择考量。 存储器: 阐述嵌入式系统中常见的存储器类型,包括RAM(SRAM, DRAM)、ROM(Flash, EEPROM)及其作用、特点、读写机制和容量规划。 外围设备与接口: 广泛介绍嵌入式系统常用的各类输入/输出设备和通信接口,如GPIO、ADC/DAC、定时器/计数器、PWM、UART、SPI、I2C、USB、Ethernet、CAN等,并解析其工作原理和在系统中的功能。 时钟与复位: 探讨时钟源(晶振、PLL)的配置和作用,以及系统复位机制(上电复位、看门狗复位、外部复位)的实现与重要性。 嵌入式操作系统 (RTOS) 基础 RTOS 的作用与必要性: 解释为何嵌入式系统常常需要RTOS来管理资源、调度任务、处理中断,并确保系统的实时性。 RTOS 核心概念: 详细介绍任务(线程)、任务调度(优先级、轮转)、任务间通信(信号量、互斥锁、消息队列)、同步机制、中断处理、内存管理等RTOS的核心概念。 常见 RTOS 简介: 简要介绍几种主流的RTOS(如FreeRTOS, RT-Thread, VxWorks等)的特点、优势和适用场景,但不深入研究其具体API。 第二部分:嵌入式软件开发流程与工具 交叉编译与构建系统 交叉编译环境搭建: 解释为何需要交叉编译工具链(GCC, Clang),如何配置和使用它们来生成适用于目标硬件的代码。 构建系统(Makefile, CMake): 介绍Makefile和CMake在自动化构建、管理依赖关系、生成可执行文件和库文件中的作用。 嵌入式软件架构设计 驱动程序开发: 讲解如何编写硬件抽象层 (HAL) 和设备驱动程序,实现对底层硬件的访问和控制。 中间件与应用层: 介绍中间件(如网络协议栈、文件系统、GUI库)的作用,以及如何组织和实现应用逻辑。 模块化与可重用性: 强调软件模块化设计的重要性,以及如何通过良好的接口设计和封装来提高代码的可重用性。 调试与测试技术 硬件调试工具: 介绍JTAG/SWD调试器、逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具的使用方法,以及它们在定位硬件问题和理解程序执行流程中的作用。 软件调试技术: 讲解断点、单步执行、查看内存、观察变量、表达式求值等软件调试技巧,以及如何在嵌入式环境中进行远程调试。 单元测试与集成测试: 探讨在嵌入式开发中进行单元测试和集成测试的方法,以及如何使用仿真器和目标板进行验证。 代码覆盖率与性能分析: 介绍如何度量代码覆盖率,以及如何使用性能分析工具来识别和优化代码的瓶颈。 第三部分:高级主题与实践 嵌入式系统中的功耗管理 低功耗模式: 阐述MCU的各种低功耗模式(睡眠、深度睡眠等)及其唤醒机制。 电源管理策略: 探讨如何通过软件设计优化功耗,例如在不需要时关闭外设、使用低功耗外设等。 嵌入式系统安全性 安全威胁与防护: 讨论嵌入式系统面临的安全风险,如固件篡改、数据泄露、非法访问等。 安全机制: 介绍一些基本的安全措施,如代码签名、数据加密、访问控制等。 物联网 (IoT) 嵌入式开发 连接性: 简要介绍Wi-Fi, Bluetooth, LoRa, NB-IoT等物联网通信技术。 云平台交互: 探讨嵌入式设备如何与物联网云平台进行数据交互和远程控制。 实时性能优化 中断延迟分析: 如何测量和减小中断响应时间。 CPU调度与资源竞争: 优化任务优先级和资源分配,避免死锁和活锁。 代码优化: 学习汇编语言基础,理解编译器优化选项,进行必要的代码优化以满足性能要求。 本书的目标是为有一定编程基础的读者打下坚实的嵌入式系统开发基础,使其能够独立地进行嵌入式系统的设计、实现和调试。我们鼓励读者通过实践来巩固所学知识,不断探索和创新。

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目录信息

读后感

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用户评价

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在翻阅《組み込みソフトウェア開発入門》的过程中,我发现这本书的语言风格非常亲切,没有使用过多晦涩难懂的专业术语,而是用一种循序渐进的方式,将复杂的概念一一拆解。例如,书中在介绍微控制器(MCU)的基本架构时,就非常生动地比喻了CPU、内存、输入输出端口等各个组成部分的功能,让我这个初学者也能很容易地理解它们是如何协同工作的。我特别欣赏书中对各个知识点的讲解都配有详细的图示和代码示例,这对于我这种“视觉型”学习者来说,简直是福音。通过代码示例,我不仅能看到理论知识是如何在实际中应用的,还能亲手尝试去修改和运行这些代码,从而加深对概念的理解。书中还提到了一些常用的嵌入式开发板,比如Arduino和Raspberry Pi,并且详细介绍了如何在这些平台上进行开发。这让我感到非常兴奋,因为我正好拥有其中一款开发板,有了这本书的指导,我终于可以开始真正地动手实践了。我期待这本书能够带领我完成一些有趣的实践项目,让我能够将学到的知识融会贯通,并且在实践中发现新的问题,从而进一步学习和提升。

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我一直认为,一本好的技术书籍,不仅仅是知识的传递,更重要的是能够激发读者的学习热情和创造力。从《組み込みソフトウェア開発入門》的开篇,我感受到了作者的匠心独运。他没有直接抛出大量的技术细节,而是先从嵌入式系统在现代社会中的重要性谈起,列举了许多我们日常生活中能够接触到的例子,比如智能电视、车载导航、甚至是我们手中的智能手机,无一不体现了嵌入式技术的强大生命力。这种宏观的视角让我对嵌入式开发产生了一种全新的认识,不再仅仅局限于代码和硬件,而是看到了它背后所承载的科技进步和对人类生活的影响。这种“大局观”的建立,让我更有动力去深入了解这个领域。我特别关注书中关于实时操作系统(RTOS)的介绍,因为我知道这是许多复杂嵌入式系统必不可少的一部分。我希望能从书中学习到RTOS的基本原理,比如任务调度、进程间通信、中断处理等,并理解它们在嵌入式系统中的作用和重要性。同时,我也希望书中能提供一些关于如何选择和配置合适的RTOS的建议,以及一些实际应用案例,让我能够对RTOS有一个更全面和深入的了解。

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这本书给我的第一印象是它的厚重感,这不仅仅是物理上的重量,更是内容上的充实感。从封面上就能感受到它所承载的知识体系是相当完整的。《組み込みソフトウェア開発入門》在我看来,更像是一本“全景式”的指南,它不仅仅关注代码编写,还涉及到了软件开发的整个生命周期,从需求分析、系统设计,到编码实现、测试验证,再到后期的维护和升级,都有所涉及。我尤其对书中关于嵌入式软件测试和调试的章节充满了期待。我知道,在嵌入式开发中,调试往往是耗时且困难的环节。我希望书中能够提供一些系统性的调试方法和技巧,比如如何利用逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具,以及如何在代码中加入日志输出和断点,有效地定位和解决问题。我也希望书中能够介绍一些嵌入式软件的测试策略和方法,比如单元测试、集成测试、以及系统测试,从而确保软件的质量和稳定性。

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《組み込みソフトウェア開発入門》的排版设计也让我印象深刻,清晰的段落划分、适度的留白,以及专业的技术图示,都使得阅读过程非常舒适。我尤其关注书中关于嵌入式系统架构设计的介绍。我知道,一个良好的系统架构是保证嵌入式软件可维护性、可扩展性和高性能的关键。我希望书中能够分享一些关于嵌入式系统架构设计的原则和最佳实践,比如如何进行模块化设计、如何选择合适的数据结构和算法、以及如何处理并发和并行等问题。我也想了解一些常见的嵌入式系统架构模式,比如分层架构、事件驱动架构等,并学习如何在实际项目中应用这些架构模式。这本书能否帮助我建立起扎实的系统设计能力,让我能够开发出更加 robust 和 efficient 的嵌入式软件,是我非常看重的。

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这本书的封面设计就足够吸引人了,简约却又不失专业感。当我拿到《組み込みソフトウェア開発入門》这本书时,首先映入眼帘的是它那稳重又不失活力的配色方案,搭配上醒目的书名,立刻勾起了我对嵌入式世界探索的兴趣。我一直对那些能够让硬件“活”起来的软件充满好奇,特别是那些隐藏在日常生活中的设备,比如智能家居、汽车电子、甚至是那些小小的传感器。一直以来,我总觉得嵌入式开发是一个神秘而又高深的领域,对它的理解大多停留在“底层”、“硬件”这些模糊的词汇上。这本书的出现,仿佛为我打开了一扇通往这个神秘世界的大门。我迫不及待地翻开了第一页,期待着它能为我揭开嵌入式软件开发的神秘面纱,让我从零开始,一步步掌握这门技术。我希望这本书能够系统地介绍嵌入式软件开发的基本概念、流程和常用的工具链,让我对整个开发过程有一个清晰的认识。从硬件选型、交叉编译器的使用,到操作系统的选择与配置,再到具体的编程技巧和调试方法,我都希望能在这本书中找到答案。同时,我也希望能了解一些嵌入式开发中常见的挑战和解决方案,比如实时性、功耗管理、内存限制等等,这些都是我在日常接触到的软件开发中鲜有遇到的问题。这本书是否能够帮助我建立起一个扎实的嵌入式开发基础,让我能够自信地开始我的第一个嵌入式项目,是我非常期待的。

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随着阅读的深入,我发现《組み込みソフトウェア開発入門》在内容的组织上非常合理,循序渐进,难度适中。书中从最基础的C语言在嵌入式开发中的应用讲起,然后逐步过渡到硬件接口的控制,再到嵌入式操作系统的概念和使用。每一个章节都像是为前一章节打下基础,又为后一章节铺平道路。我特别喜欢书中关于GPIO(通用输入输出)端口的讲解,通过简单的LED闪烁程序,就让我理解了如何通过软件控制硬件的输入和输出。这对于我这个初学者来说,是建立自信心非常关键的一步。我对于书中关于通信协议的介绍也充满了期待,比如UART、SPI、I2C等,这些都是嵌入式系统中非常重要的通信方式。我希望书中能够详细讲解这些协议的工作原理、应用场景以及如何在实际项目中实现它们。另外,我也想了解一些关于嵌入式设备调试的技巧和工具,比如JTAG、SWD等,这些都是保证嵌入式软件质量不可或缺的环节。这本书能否帮助我掌握这些关键技术,是我非常关心的。

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在阅读《組み込みソフトウェア開発入門》的过程中,我不断被书中作者的严谨和细致所折服。对于每一个技术点,作者都力求做到讲解透彻,并且引用了大量的参考资料和行业标准,这让我对书中内容的可靠性充满了信心。我特别关注书中关于嵌入式Linux开发的介绍。我知道Linux在嵌入式领域有着广泛的应用,但对于如何在Linux环境下进行嵌入式开发,我一直感到有些困惑。我希望这本书能够详细介绍嵌入式Linux系统的构建、配置和应用程序开发,包括文件系统的制作、驱动程序的编写、以及如何在Linux上运行和调试嵌入式应用程序。另外,我也想了解一些嵌入式Linux开发中常用的工具和框架,比如Buildroot、Yocto Project、以及Qt for Embedded等,这些工具能够极大地提高开发效率。

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我对于《組み込みソフトウェア開発入門》这本书最大的期望之一,就是它能够为我提供清晰且可操作的指导,帮助我真正地“上手”嵌入式开发。我不仅仅是想了解概念,更希望能够通过这本书,学习到如何将这些概念转化为实际的行动。书中关于交叉编译环境的搭建和使用,以及如何将程序烧录到目标硬件上的讲解,都让我觉得非常实用。我希望书中能够提供详细的步骤和注意事项,让我能够顺利地完成这些看似复杂的配置过程。此外,我也非常关注书中关于嵌入式系统性能优化的讨论。我知道嵌入式系统往往面临着资源受限的问题,如何有效地利用CPU、内存和功耗,是至关重要的。我希望书中能够分享一些常见的性能优化技巧和方法,比如代码优化、算法改进、以及低功耗设计等,让我能够开发出更高效、更节能的嵌入式软件。

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这本书的作者似乎对嵌入式开发有着深厚的理解和丰富的实践经验,这使得《組み込みソフトウェア開発入門》的内容充满了深度和实用性。我对于书中关于嵌入式系统项目管理的讨论非常感兴趣。我知道,成功的嵌入式项目不仅仅是技术问题,也涉及到了项目管理、团队协作、以及版本控制等方方面面。我希望书中能够分享一些关于嵌入式项目开发的管理经验和方法,比如如何制定项目计划、如何进行需求管理、如何进行团队沟通和协作,以及如何使用版本控制系统(如Git)来管理代码。我也想了解一些关于敏捷开发在嵌入式项目中的应用,以及如何应对嵌入式项目开发中常见的风险和挑战。这本书能否帮助我提升项目管理能力,让我能够更有效地推动嵌入式项目的进展,是我非常期待的。

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当我看到《組み込みソフトウェア開発入門》的目录时,我就被它清晰的逻辑和全面的内容所吸引。从最基本的概念,到复杂的应用,这本书涵盖了嵌入式软件开发的方方面面。我特别对书中关于嵌入式系统安全性的讨论很感兴趣。在当今信息安全日益重要的时代,嵌入式系统的安全性也变得越来越关键。我希望书中能够介绍一些嵌入式系统常见的安全威胁和攻击方式,以及相应的防护措施,比如加密技术、访问控制、以及固件更新的安全机制等。我还想了解一些关于嵌入式系统认证和合规性方面的知识,这对于进入某些特定行业(如医疗、汽车)的嵌入式开发来说是必不可少的。这本书能否为我提供这些前沿的知识,让我紧跟行业发展的步伐,是我非常期待的。

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