FPGA现代数字系统设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:431

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出版时间:2010-4

价格:43.00元

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isbn号码:9787302215394

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• 综合设计实例
• FPGA的配置
• FPGA现代数字系统设计
• DSP
• Builder
• FPGA
• 数字系统设计
• 现代设计
• Verilog
• VHDL
• 硬件描述语言
• 可编程逻辑器件
• 数字电路
• 嵌入式系统
• 电子工程

好的，以下是为您构思的一份图书简介，该书关注的是“嵌入式系统软件开发与实时操作系统原理”，内容详实，完全不涉及FPGA数字系统设计。 --- 书籍名称：嵌入式系统软件开发与实时操作系统原理 内容提要：从底层驱动到复杂应用的高效构建 本书旨在为读者提供一套全面、深入且实用的嵌入式系统软件开发知识体系，尤其侧重于现代嵌入式设备中实时操作系统（RTOS）的原理、设计与实践。我们深知，在物联网（IoT）、工业控制、汽车电子等前沿领域，软件的可靠性、实时性和资源效率是决定系统成败的关键。因此，本书将理论与实践紧密结合，引导读者构建出高性能、可维护的嵌入式软件。 目标读者群体广泛，包括： 计算机科学、电子工程、自动化等相关专业的本科高年级学生及研究生；希望从传统的裸机编程过渡到使用RTOS的嵌入式初级工程师；以及寻求深入理解RTOS内核、驱动开发与系统调试的资深开发者。 --- 第一部分：嵌入式系统基础回顾与开发环境搭建（奠定坚实基础） 本部分将快速回顾嵌入式系统必需的基础知识，并重点介绍现代嵌入式开发中不可或缺的工具链与工作流程。 第一章：嵌入式系统架构概览 系统分层模型： 深入解析硬件抽象层（HAL）、板级支持包（BSP）、驱动层、操作系统内核层、中间件层和应用层的职责划分。 处理器选型与内存结构： 对比分析Cortex-M/A系列处理器的内存映射、缓存机制（Cache）与内存保护单元（MPU/MMU）的基本配置和软件影响。 中断系统与异常处理： 详述向量表、中断优先级配置、嵌套中断处理机制，并区分硬故障（Hard Fault）与系统异常的处理流程。 第二章：高效的交叉编译与调试环境 工具链的构建与使用： 详细介绍GCC/Clang工具链在嵌入式环境中的配置，包括链接脚本（Linker Script）的编写与优化，理解代码在Flash和RAM中的布局。 首个“Hello World”的深入剖析： 不仅仅停留在“点灯”层面，而是深入分析启动代码（Startup Code）的执行流程，包括堆栈初始化、数据段复制与BSS段清零的全过程。 JTAG/SWD调试实战： 介绍OpenOCD、GDB等工具的配合使用，重点讲解断点设置、内存观察、寄存器追踪以及如何利用硬件调试接口进行底层问题排查。 --- 第二部分：实时操作系统（RTOS）核心原理精讲（揭示内核奥秘） 本部分是全书的核心，系统地拆解主流RTOS（如FreeRTOS、RT-Thread等）的内部机制，让读者真正理解“实时性”的来源。 第三章：任务管理与调度机制 任务（Task）的生命周期与上下文切换： 详述任务创建、就绪、运行、阻塞、删除的全过程。重点解析上下文切换（Context Switching）的硬件和软件实现细节，包括堆栈帧的保存与恢复。 调度算法的对比与实现： 深入分析抢占式（Preemptive）与协作式（Cooperative）调度的优缺点，并详细讲解优先级继承（Priority Inheritance）和优先级天花板（Priority Ceiling）等实时性保障机制。 时间管理与系统节拍（Tick）： 解析系统节拍中断的作用，理解软件定时器（Software Timer）的实现原理及其与硬件定时器的关系。 第四章：任务间通信与同步（IPC） 信号量（Semaphores）与互斥锁（Mutexes）： 区分二值信号量与计数信号量的用途，深入探讨互斥锁在解决临界区问题时的重要性，并分析死锁（Deadlock）的预防与检测。 消息队列（Message Queues）： 讲解消息队列的先进先出（FIFO）特性，讨论消息的拷贝机制、队列满/空状态的处理，以及在处理数据流和事件通知中的应用。 事件组（Event Groups）与其他同步原语： 介绍事件组在多任务协同工作中的高效性，并简要对比管道（Pipes）等其他通信方式。 第五章：内存管理策略 RTOS中的堆（Heap）管理： 详细对比多种动态内存分配算法，如内存池（Memory Pool/Block Allocator）、首次适应（First-Fit）和最佳适应（Best-Fit），分析碎片化（Fragmentation）的产生原因及规避方法。 静态内存分配（Static Allocation）： 介绍在对实时性要求极高的场景下，如何进行静态内存预分配以避免动态分配带来的不确定性。 --- 第三部分：设备驱动与底层接口开发（连接硬件的桥梁） 本部分聚焦于如何编写健壮、可移植的设备驱动程序，确保应用层软件能够稳定地访问底层硬件资源。 第六章：中断驱动与设备驱动模型 中断服务程序（ISR）的设计规范： 强调ISR的“短小精悍”原则，讲解如何在ISR中安全地调用操作系统服务以及如何将任务从中断中唤醒。 字符设备驱动框架： 针对串口（UART）、I2C、SPI等通用接口，构建标准的驱动接口，包括`init`, `open`, `read`, `write`, `ioctl`等核心函数的设计。 DMA（直接内存访问）的应用： 讲解如何利用DMA提高数据吞吐量，减少CPU干预，并处理DMA传输完成后的中断同步问题。 第七章：文件系统与存储管理 嵌入式文件系统的选型与移植： 介绍FATFS、YAFFS等常见文件系统的原理，重点讲解如何将其与Flash/SD卡驱动进行集成。 NAND/NOR Flash的底层操作： 探讨闪存的擦除块、写入页的特性，以及磨损均衡（Wear Leveling）的基本概念。 --- 第四部分：系统级工程实践与性能优化（迈向工业级应用） 本部分将视野从单个组件扩展到整个系统，探讨如何确保软件的可靠性、安全性和最终性能。 第八章：系统级调试与故障排除 系统状态的监控与分析： 介绍RTOS提供的系统视图工具（如FreeRTOS+Trace），如何通过可视化工具分析任务间的时序关系和资源竞争。 栈溢出检测与调试： 讲解如何为每个任务配置栈空间并进行运行时监测，以及栈溢出发生后的快速定位方法。 系统级Watchdog的应用： 深入探讨外部和内部Watchdog的设计，包括如何区分软件死锁与硬件卡死，并设计合理的复位策略。 第九章：提高软件可靠性与安全性 鲁棒性设计： 探讨错误码传递、资源释放的健壮性设计，以及如何在异常情况下安全地恢复系统状态。 代码安全与防御性编程： 讨论嵌入式软件中常见的安全漏洞（如缓冲区溢出），以及如何通过代码审查和静态分析工具来提升代码质量。 --- 附录：项目实战案例 本书最后将提供一个完整的、基于RTOS的综合项目案例，例如一个“带网络通信的工业数据采集终端”。该案例将贯穿前面所有知识点，涵盖网络协议栈（如LwIP）的集成、多任务并发处理传感器数据、以及通过Web界面展示系统运行状态，帮助读者将理论知识转化为实际工作能力。 结语： 掌握实时操作系统原理，是驾驭现代复杂嵌入式系统的基石。本书力求通过详尽的原理剖析和大量的工程实践指导，使读者能够自信地应对各种严苛的嵌入式软件挑战。

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初次翻开这本书，就被其沉甸甸的分量和内敛却不失格调的封面设计所吸引。这是一种久违的实体书的质感，在如今电子阅读泛滥的时代，更能勾起我对知识的敬畏之情。我是一名在数字电路领域摸爬滚打了多年的工程师，平时的工作接触的都是一些非常具体和零散的知识点，虽然能解决眼前的问题，但总感觉理论基础不够扎实，对整个FPGA设计流程的理解也有些碎片化。市场上关于FPGA的书籍不计其数，从入门到精通，从理论到实践，各种角度都有，但真正能让我眼前一亮的却不多。很多书要么过于理论化，脱离实际应用，读起来枯燥乏味，要么过于偏重某个工具或某个特定的IP核，难以形成系统性的认知。而《FPGA现代数字系统设计》这本书，从我初步的浏览来看，似乎提供了一个更加宏观和系统性的视角。我尤其关注它对“现代”这两个字的解读，数字设计领域日新月异，新标准、新工艺、新工具层出不穷，我非常期待这本书能在我陈旧的知识体系中注入新的活力，帮助我跟上时代的步伐。我希望它不仅仅是知识的搬运工，更能提供一种设计思想的启迪，让我不仅知其然，更能知其所以然。这本书的印刷质量也相当不错，纸张的触感和油墨的色泽都给人一种舒适的阅读体验，这对于长时间的深度阅读来说至关重要。合上书本，我能感受到一股沉甸甸的知识分量，这让我对即将展开的阅读旅程充满了期待，也对作者在本书中倾注的心血表示由衷的敬意。

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我是一名对嵌入式系统和硬件加速充满热情的创客，一直以来，我都在尝试将FPGA应用到我的各种DIY项目中。然而，我常常会遇到一些技术瓶颈，例如如何有效地利用FPGA的资源，如何处理高速数据流，以及如何将FPGA与ARM处理器等其他组件进行协同工作。《FPGA现代数字系统设计》这本书，如果它能做到“现代”，我期望它能提供一些面向创客和小型团队的设计理念和实用技巧。我希望书中能够包含一些关于如何进行快速原型验证，如何利用开源IP核来简化开发，以及如何进行功耗优化以适应电池供电的嵌入式设备。我尤其关注书中是否会提供一些关于FPGA在物联网、机器人、或者无人机等应用领域的实例，这能给我很多灵感。我希望这本书能够用一种更加通俗易懂的方式，将复杂的FPGA设计概念呈现出来，让我能够真正地将FPGA的能力发挥到我的项目中，创造出更多有趣和实用的智能硬件。

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我是一名刚刚接触FPGA不久的学生，对于这个领域充满了好奇和探索的欲望。市面上的FPGA教材和参考资料繁多，但很多要么太过入门，内容过于基础，要么太过专业，难以理解。《FPGA现代数字系统设计》这本书，我希望它能够填补我在这方面的知识空白。我认为“现代”二字代表了这本书不仅仅会讲解基本的FPGA开发流程，还会涵盖一些当前最流行、最前沿的设计技术和应用。我非常期待书中能够对高级综合（HLS）进行深入的介绍，因为我了解到这是一种能够显著提高设计效率的方法。同时，我也希望书中能够包含一些关于FPGA在人工智能、机器学习、或者嵌入式视觉等领域的应用案例，这对我未来的学习方向非常有启发。我希望这本书的语言能够清晰易懂，理论讲解与实际操作相结合，能够让我从零开始，逐步掌握FPGA设计的精髓，最终能够独立完成一些小型甚至中型的FPGA项目。这本书的出版，对我来说，无疑是雪中送炭，我充满了信心，相信它会成为我学习FPGA道路上的得力助手。

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作为一名资深硬件工程师，我一直在关注FPGA技术的发展趋势，特别是它在云计算、边缘计算以及5G通信等前沿领域的应用。《FPGA现代数字系统设计》这本书，其“现代”的定语让我对其充满了期待。我希望这本书能够深入探讨一些当前FPGA设计中的热点和难点，例如如何利用FPGA实现高性能的数据中心加速器，如何设计低功耗、高密度的嵌入式FPGA解决方案，以及如何在高频通信场景下进行信号处理和协议加速。我尤其关注书中是否会涉及一些关于FPGA架构演进、新兴FPGA技术（如eFPGA）的应用，以及如何在复杂的系统集成中进行IP核的重用和验证。我希望这本书不仅仅是技术手册，更是一种思想的启迪，能够帮助我洞察FPGA设计的未来方向，并为我提供一些前瞻性的设计思路和实践经验。我期待这本书能够为我带来一些“干货”，帮助我在激烈的市场竞争中保持技术领先地位，从而在我的工作中取得更大的成就。

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作为一名FPGA爱好者，我一直在寻找一本能够系统性地阐述现代FPGA设计方法论的书籍。市面上充斥着大量针对特定器件或特定工具链的教程，这些内容对于快速上手某个项目固然有帮助，但往往难以建立起对整个设计生态的宏观认识。《FPGA现代数字系统设计》这本书，单从书名就能感受到其试图构建一个更全面、更深入的学习框架。我希望这本书能够不仅仅停留在语法层面，而是能够深入探讨设计思路、时序约束的艺术、低功耗设计策略，以及如何有效地进行仿真和验证。在现代数字系统设计中，仅仅掌握HDL语言是不够的，理解芯片的内部结构、时序特性、功耗管理，以及如何利用先进的设计工具来优化性能和面积，是每一个资深工程师必须具备的能力。这本书的篇幅和内容的广度，让我对其寄予厚望，我希望它能涵盖从RTL设计到物理实现的完整流程，并能引导读者理解各个环节之间的内在联系。特别是我对书中可能涉及到的高级综合、验证平台构建、以及IP复用等内容非常感兴趣，这些都是提升设计效率和质量的关键。我希望这本书能够提供一些实际案例，通过具体的工程实践来阐释抽象的设计原理，让理论与实践能够完美地结合，最终帮助我成为一名更优秀的FPGA工程师。

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我是一名项目经理，负责一些涉及FPGA硬件的嵌入式系统开发项目。虽然我不直接进行FPGA的设计，但我需要对整个开发流程有清晰的认识，并且能够评估技术风险和成本。《FPGA现代数字系统设计》这本书，从我的角度来看，它是否能够为我提供一个关于现代FPGA项目管理和开发流程的视角？我希望这本书能够阐述在现代FPGA开发中，哪些是关键的里程碑，哪些是常见的瓶颈，以及如何有效地进行团队协作和资源分配。我尤其关心书中是否会涉及到一些关于项目成本估算、进度管理、以及质量保证的方面。如果书中能够提供一些关于如何选择合适的FPGA器件、如何进行IP核评估、以及如何进行风险管理的建议，那将对我非常有价值。我希望这本书能够帮助我更好地理解FPGA开发的复杂性，并能更有效地领导和管理我的团队，确保项目能够按时、按质、按预算地完成。

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我是一名嵌入式系统开发者，近年来随着项目复杂度的不断提升，我对FPGA的依赖程度也越来越高。以前我更多地是将FPGA作为高速数据处理的协处理器，但随着AIoT等新兴应用的崛起，FPGA在可重构性、低延迟以及功耗方面的优势愈发凸显，我开始思考更深入地理解FPGA的设计理念。《FPGA现代数字系统设计》这本书，在我看来，它所强调的“现代”二字，不仅仅是指最新的技术和工具，更代表了一种与时俱进的设计哲学。我非常好奇书中是如何阐述这种“现代”的设计理念的，是侧重于算法加速、硬件加速、还是更加灵活的系统集成？我希望这本书能够为我提供一个清晰的指导，让我明白如何在复杂的应用场景下，巧妙地运用FPGA的优势，实现更高效、更低功耗、更具弹性的系统解决方案。尤其是我对书中关于高性能计算、异构计算在FPGA上的实现方法非常感兴趣，这对于我未来开发边缘AI设备至关重要。我期待这本书能够引导我跳出传统的思维模式，用一种全新的视角去审视数字系统设计，从而在我的项目中取得更大的突破。同时，我也希望书中能够提供一些关于FPGA的IP核设计和复用的最佳实践，这对于缩短开发周期、降低开发成本具有非常重要的意义。

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这本书带给我的第一印象是它的厚重感，这不仅仅是物理上的重量，更是内容上的分量。我是一名从事了多年SoC设计的工程师，每天都在与各种IP核、接口协议打交道，但很多时候，我感觉自己只是在“组装”现有的模块，对于底层的设计原理和优化技巧，并没有一个深入的理解。《FPGA现代数字系统设计》这本书，如果能真正做到“现代”，我期望它能提供一些关于如何设计高性能、低功耗、甚至是有一定智能化的FPGA模块的指导。我尤其关注书中是否会深入讲解一些关键的设计理念，例如如何进行有效的时序收敛，如何利用低功耗设计技术来延长电池寿命，以及如何在复杂的系统中进行模块化设计和IP复用。我希望这本书不仅仅是教我如何使用某个工具，而是能够教会我如何“思考”，如何从宏观层面去理解整个设计流程，并在遇到问题时，能够找到根源并提出有效的解决方案。我期待这本书能够为我提供一些“算法到硬件”的转换思路，以及如何在FPGA上实现一些并行化和流水线化的设计技巧，从而提升整体的计算效率。

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作为一个对计算机体系结构充满兴趣的学生，我一直在寻找一本能够连接理论与实践的书籍，帮助我理解现代数字系统是如何在硬件层面实现的。《FPGA现代数字系统设计》这本书，让我对“现代”这两个字有了更深的思考。我认为，现代数字系统设计不仅仅是关于逻辑电路的堆叠，更是关于如何高效地利用硬件资源，实现复杂的计算功能，并满足性能、功耗、面积等方面的严苛要求。我希望这本书能够深入剖析现代FPGA芯片的架构特点，以及其在不同应用领域（如通信、图像处理、高性能计算等）中的独特优势。我特别期待书中能够探讨一些前沿的设计技术，例如片上系统（SoC）设计，以及如何在高层次综合（HLS）和硬件描述语言（HDL）之间找到最佳的平衡点。我也希望能从中学习到如何进行有效的性能分析和优化，如何处理复杂的时序问题，以及如何构建健壮可靠的验证环境。这本书的出现，仿佛为我打开了一扇通往数字世界深处的大门，我迫不及待地想深入其中，探索那些构建现代数字系统的奥秘，从而为我未来的学术研究和职业发展打下坚实的基础。

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我是一名专注于计算机图形学和并行计算的研究生，近年来，FPGA在图形渲染、科学计算以及AI推理等领域的应用越来越广泛。我一直在寻找一本能够系统性地介绍FPGA如何应用于这些高性能计算场景的书籍。《FPGA现代数字系统设计》这本书，我对它“现代”的定义充满了好奇。我希望这本书能够深入讲解如何利用FPGA的并行处理能力来加速图形管线中的关键环节，如何将复杂的计算算法映射到FPGA硬件上，以及如何设计高效的内存接口和数据通路。我尤其期待书中能够提供一些关于FPGA在光线追踪、体渲染、或者大型神经网络推理方面的具体实现案例和优化技巧。我希望这本书能够帮助我理解，如何将我所学的理论知识与FPGA的硬件特性相结合，从而在我的研究项目中取得突破。这本书的出现，对我来说，无疑是打开了一扇新的大门，我希望能从中汲取养分，为我的学术研究和未来的职业发展打下坚实的基础。

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