EDA技术与VHDL程序开发基础教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:雷伏容

出品人:

页数:326

译者:

出版时间:2010-5

价格:32.00元

装帧:平装

isbn号码:9787302224167

丛书系列:

图书标签:

• EDA
• VHDL
• 数字电路
• FPGA
• Verilog
• 集成电路
• 设计
• 教程
• 电子工程
• 可编程逻辑

好的，下面为您提供一份不包含《EDA技术与VHDL程序开发基础教程》内容的图书简介，字数约1500字。 --- 书名： 现代嵌入式系统设计与实践 图书简介 一、 概述：跨越理论与实践的桥梁 《现代嵌入式系统设计与实践》旨在为读者提供一个全面、深入且实用的嵌入式系统开发指南。本书聚焦于当前行业主流的32位微控制器架构（如ARM Cortex-M系列），结合实时操作系统（RTOS）的应用，以及物联网（IoT）时代所需的关键技术。本书摒弃了对单一硬件平台的过度依赖，转而强调系统设计思维、软件架构的构建以及高效调试方法的培养，确保读者无论面对何种具体的嵌入式硬件，都能掌握通用的设计原理和工程方法。 本书的编写遵循“理论为骨，实践为翼”的原则。首先建立扎实的计算机体系结构基础，进而探讨中断处理、内存管理、低功耗设计等核心概念；随后，通过大量的工程实例，指导读者如何利用现代工具链（GCC、GDB、JTAG/SWD调试器）高效地实现复杂功能。我们特别关注嵌入式软件的可靠性、实时性和可维护性，为工程师和学生构建稳健、可扩展的嵌入式产品提供坚实的理论支撑和操作指导。 二、 核心内容深度剖析 本书内容结构清晰，层层递进，共分为六大部分，涵盖了从底层硬件接口到上层应用软件开发的完整流程。 第一部分：嵌入式系统基础与微控制器架构 本部分是理解现代嵌入式系统的基石。我们首先明确嵌入式系统的定义、特点及其在各行各业中的应用场景。重点深入剖析了冯·诺依曼与哈佛架构的异同，并详细介绍了Cortex-M系列处理器的工作模式（Handler Mode、Thread Mode）、堆栈帧的组织结构以及关键寄存器组的用途。 学习重点包括： 启动过程分析： 从上电复位（POR）到操作系统（或裸机程序）开始执行的完整流程，包括向量表查找、初始化堆栈指针和程序计数器（PC）。 存储器映射： 分析SRAM、Flash、外设寄存器如何被映射到统一的地址空间，以及访问不同类型存储器时的时序差异。 时钟与复位系统： 深入讲解PLL（锁相环）的工作原理、多级时钟域管理，以及如何安全可靠地进行系统复位。 第二部分：中断与实时性控制 实时性是嵌入式系统的灵魂。本部分详细阐述了中断系统的实现机制，尤其是嵌套向量中断控制器（NVIC）的配置和使用。我们不仅停留在配置中断向量表，更深入探讨了中断延迟的来源与优化策略。 中断服务程序（ISR）设计规范： 强调ISR的原子性、最小化执行时间和避免阻塞操作的重要性。 延迟分析： 阐述了指令流水线、缓存未命中、总线仲裁等对中断延迟的影响，并提供了硬件和软件层面的优化技术。 定时器与PWM高级应用： 不仅介绍基础的定时计数，更深入讲解如何利用高级定时器实现高精度脉宽调制（PWM）用于电机控制或电源管理，包括死区插入和互补输出的配置。 第三部分：设备驱动程序开发与外设交互 本部分是实现嵌入式系统与物理世界交互的关键。内容围绕通用异步收发器（UART）、SPI、I2C等常用串行通信协议展开，并扩展到更复杂的接口如CAN总线和USB设备级通信。 驱动开发模式： 介绍寄存器直接操作（Bare-metal）与抽象层驱动（HAL）的对比，以及如何编写可移植的驱动代码。 DMA（直接内存访问）： 详细讲解DMA的工作模式（循环、单次、突发），如何配置DMA以实现数据在内存和外设之间的高速传输，从而解放CPU，显著提高系统吞吐量。 数据同步与互斥： 在多任务环境下，驱动程序必须安全地访问共享资源，本节教授如何使用锁、信号量等机制确保数据一致性。 第四部分：嵌入式实时操作系统（RTOS）精要 为了管理复杂任务和保证时间确定性，RTOS是现代嵌入式系统的标准配置。本书以FreeRTOS为主要案例，但理论知识具有普适性。 任务管理： 深入理解任务的生命周期、上下文切换的机制（栈的保存与恢复），以及不同调度算法（抢占式、协作式）的优缺点。 进程间通信（IPC）： 详细介绍消息队列、信号量、互斥锁（Mutex）和事件组的使用场景，并重点分析使用不当可能导致的死锁和优先级反转问题。 内存管理与堆栈溢出检测： RTOS中的内存池管理机制（如内存碎片化问题）和调试技术，教授如何通过软件工具（如内存监控）预防和定位堆栈溢出。 第五部分：低功耗设计与系统调试 在移动和电池供电设备中，功耗管理至关重要。本部分从系统级和寄存器级两个层面探讨节能策略。 功耗模式切换： 讲解Sleep、Deep Sleep、Standby等不同休眠模式的唤醒源配置、功耗数据对比，以及如何设计快速唤醒路径。 时钟门控与频率调节： 如何根据系统负载动态调整CPU主频和关闭不活动模块的时钟。 高效调试技术： 介绍使用硬件调试工具（JTAG/SWD）进行断点设置、内存查看、寄存器跟踪。重点教授如何利用示波器和逻辑分析仪进行硬件时序验证，以及如何使用Log/Trace工具进行非侵入式调试。 第六部分：系统集成与项目实践 最后一部分将前述所有知识点整合到一个完整的、具有实际意义的项目中（例如一个基于RTOS的工业数据采集节点）。 软件架构设计： 介绍分层架构（硬件抽象层HAL、中间件层、应用层）的设计模式，强调代码的模块化和可测试性。 版本控制与自动化构建： 引入Git在嵌入式开发中的规范使用，以及CMake/Makefile在跨平台嵌入式项目中的应用，实现持续集成（CI）的初步概念。 固件升级（OTA/FOTA）： 探讨安全可靠的远程固件更新机制设计，包括bootloader的选择、双备份分区策略以及校验机制。 三、 读者对象与价值定位 本书适合对象广泛，包括： 1. 电子工程、计算机科学专业的学生： 作为教材或重要的实验参考书，快速衔接课堂理论与实际工程开发。 2. 初入嵌入式领域的工程师： 快速掌握现代32位MCU的开发流程，建立完整的系统观。 3. 有经验的开发者： 深入理解RTOS底层机制、功耗优化和系统调试的深入技巧，提升软件架构和工程质量。 《现代嵌入式系统设计与实践》承诺提供给读者的不是一套简单的“代码示例集”，而是一套结构化的、可迁移的工程方法论，助力读者在快速迭代的嵌入式领域保持竞争力。通过本书的学习，读者将能够独立完成从需求分析、硬件选型到复杂软件架构实现的完整嵌入式产品开发工作。

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