EDA技术及数字系统的应用 9787301238776 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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包明，曹阳 著

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• EDA技术
• 数字系统
• 集成电路
• 设计
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• 测试
• VHDL
• Verilog
• FPGA
• 数字逻辑

店铺： 琅琅图书专营店

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301238776

商品编码：29619198998

包装：平装

出版时间：2014-02-01

图书基本信息
图书名称	EDA技术及数字系统的应用	作者	包明,曹阳
定价	55.00元	出版社	北京大学出版社
ISBN	9787301238776	出版日期	2014-02-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

“EDA技术”课程受益面很宽，又是一门发展迅速、工程性强、须紧密结合技术发展前沿的现代电子设计技术课程。 　　本书作者给出了FPGA的一些设计技巧和实用设计方法，以及FPGA综合设计实例。通过本书的学习，可以使学生能够掌握常用的EDA开发软件,及时将学科的*成果引入教学中，将HDL硬件描述语言设计方法和FPGA的开发技术及符合工程规范的系统设计技术有机地融合在一起，强调理论和实际的联系，培养学生的创新能力和实验动手能力。本书可作为电子、通信、计算机、自动化等专业的教材，也可供相关技术人员参考使用。

作者简介

目录

编辑推荐

本书可作为电子、通信、计算机、自动化等专业的教材，也可供相关技术人员参考使用。

文摘

序言

《嵌入式系统设计与开发实战》 内容简介 《嵌入式系统设计与开发实战》是一本系统性、实践性兼具的专业著作，旨在为读者提供全面深入的嵌入式系统知识体系。本书内容涵盖了嵌入式系统的硬件基础、软件开发、系统集成、性能优化以及实际应用等多个核心层面，旨在帮助读者掌握从概念到实现的完整嵌入式开发流程，培养解决实际工程问题的能力。本书特别强调理论与实践的结合，通过大量的案例分析和代码示例，让读者能够直观理解抽象的概念，并快速上手实际开发。 第一部分：嵌入式系统基础理论与硬件平台 本部分是本书的基石，为读者构建扎实的嵌入式系统认知框架。 第一章：嵌入式系统概览 1.1 什么是嵌入式系统？ 详细阐述嵌入式系统的定义、特点（如专用性、实时性、可靠性、功耗低、体积小等），并与通用计算系统进行对比，揭示嵌入式系统的独特价值和应用领域。 1.2 嵌入式系统的发展历程与趋势 回顾嵌入式技术从萌芽到蓬勃发展的关键节点，分析当前物联网、人工智能、边缘计算等技术对嵌入式系统的深刻影响，展望未来发展方向。 1.3 嵌入式系统应用领域深度解析 深入剖析嵌入式系统在消费电子（智能家居、可穿戴设备）、工业自动化（PLC、SCADA）、汽车电子（ECU、ADAS）、医疗器械、航空航天等领域的具体应用，通过实际案例展现嵌入式技术的广泛覆盖面。 1.4 嵌入式系统设计中的挑战与机遇 探讨嵌入式开发面临的内存限制、功耗约束、实时性要求、安全性问题、成本控制等挑战，并分析如何在这些挑战中寻找创新和发展的机遇。 第二章：嵌入式处理器体系结构 2.1 微处理器与微控制器（MCU） 详细介绍微处理器（MPU）和微控制器（MCU）的基本原理、结构组成（CPU、内存、I/O接口等），以及它们在嵌入式系统中的作用和区别。 2.2 ARM体系结构与指令集 深入讲解ARM（Advanced RISC Machines）处理器的发展历程、家族分类（Cortex-M、Cortex-R、Cortex-A等）、指令集架构（ARMv7-M、ARMv8-A等）及其在嵌入式领域的广泛应用，解析RISC（Reduced Instruction Set Computer）与CISC（Complex Instruction Set Computer）的区别，重点突出ARM的优势。 2.3 MIPS、RISC-V等其他主流架构 简要介绍MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages）和其他新兴的开放指令集架构RISC-V，分析其特点、优势及适用场景，为读者提供更广阔的视野。 2.4 嵌入式处理器核心组件解析 详细介绍CPU（中央处理器）、MMU（内存管理单元）、MPU（内存保护单元）、DMA（直接内存访问）控制器、中断控制器、定时器、ADC/DAC（模数/数模转换器）等关键硬件模块的功能和工作原理，理解它们如何协同工作。 第三章：嵌入式硬件平台搭建与外设接口 3.1 嵌入式开发板选型与分析 提供选择嵌入式开发板的实用指南，从处理器的性能、内存大小、外设接口丰富度、功耗、价格、生态支持等方面进行全面评估，介绍STM32、ESP32、Raspberry Pi等主流开发板的特点。 3.2 存储器技术 深入讲解嵌入式系统中常用的存储器类型，包括RAM（SRAM、DRAM）、ROM（NOR Flash、NAND Flash）、EEPROM、SD卡等，分析它们的读写速度、存储容量、功耗、成本和适用性。 3.3 总线与接口技术 详细介绍嵌入式系统中的常见总线接口，如I2C（Inter-Integrated Circuit）、SPI（Serial Peripheral Interface）、UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）、USB（Universal Serial Bus）、Ethernet（以太网）、CAN（Controller Area Network）等，阐述其工作原理、通信协议及在实际中的应用。 3.4 传感器与执行器接口 讲解如何将各类传感器（温度、湿度、压力、光照、加速度计、陀螺仪等）和执行器（电机、LED、继电器、显示屏等）接入嵌入式系统，包括信号采集、驱动设计、通信方式等。 3.5 电源管理与功耗优化 介绍嵌入式系统中的电源管理技术，如低功耗模式、动态电压与频率调整（DVFS），分析功耗瓶颈，并提供优化策略，以延长电池寿命或降低运行成本。 第二部分：嵌入式软件开发与操作系统 本部分专注于嵌入式系统的软件开发，涵盖从底层驱动到上层应用的各个环节。 第四章：嵌入式C语言编程基础 4.1 C语言在嵌入式开发中的地位 强调C语言作为嵌入式开发“瑞士军刀”的重要性，解析其低级访问硬件的能力和高效的执行效率。 4.2 嵌入式C语言特性与技巧 重点讲解C语言在嵌入式开发中的一些特殊用法，如指针的高级应用、位操作、结构体与联合体、宏定义、预处理器指令等，并介绍常用的嵌入式C标准库函数。 4.3 嵌入式程序的内存模型与数据类型 阐述嵌入式程序中不同的内存区域（代码段、数据段、BSS段、堆栈段）及其特点，深入理解不同数据类型在嵌入式系统中的存储和运算。 4.4 裸机开发入门 讲解如何在没有操作系统支持的情况下，直接编写C语言程序来控制硬件，完成基本的输入输出功能，理解中断、定时器等底层机制。 第五章：嵌入式操作系统（RTOS） 5.1 什么是实时操作系统（RTOS）？ 解释RTOS的核心概念，如任务、调度、同步、通信、中断处理等，强调其在满足实时性要求方面的关键作用。 5.2 RTOS的任务管理 详细讲解RTOS中的任务创建、销毁、切换、优先级、状态迁移等概念，理解多任务并发执行的原理。 5.3 RTOS的进程间通信（IPC）机制 深入介绍RTOS提供的各种IPC机制，如信号量、互斥锁、消息队列、事件标志组、邮箱等，分析它们的适用场景和优缺点，指导读者如何安全有效地进行任务间通信。 5.4 RTOS的中断管理 讲解RTOS如何处理硬件中断，包括中断向量表、中断服务程序（ISR）的设计、中断优先级、中断嵌套等，确保中断能够被及时、可靠地响应。 5.5 常用RTOS剖析与选型 对FreeRTOS、RT-Thread、uC/OS等主流嵌入式RTOS进行深入介绍，分析它们的特点、功能、许可证、社区支持等，并提供RTOS选型的指导原则。 第六章：嵌入式软件开发工具链与调试 6.1 交叉编译环境搭建 讲解如何配置和使用交叉编译工具链（如GCC、Clang），实现针对目标嵌入式平台的代码编译和链接。 6.2 集成开发环境（IDE） 介绍主流嵌入式IDE，如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、Eclipse CDT、VS Code等，演示如何利用IDE进行项目创建、代码编辑、编译链接、下载调试等操作。 6.3 嵌入式调试技术 深入讲解嵌入式系统的调试方法，包括断点、单步执行、观察变量、内存查看、寄存器查看等。 6.4 仿真器与在线调试器（JTAG/SWD） 详细介绍JTAG（Joint Test Action Group）和SWD（Serial Wire Debug）等硬件调试接口的工作原理，以及如何使用仿真器和在线调试器对嵌入式设备进行高效的硬件级调试。 6.5 逻辑分析仪与示波器的应用 讲解如何使用逻辑分析仪和示波器来分析总线通信、信号时序等，辅助解决硬件层面的问题。 第七章：嵌入式驱动程序开发 7.1 驱动程序的作用与模型 阐述驱动程序在连接硬件与上层软件之间的桥梁作用，介绍驱动程序的设计模型，如设备模型、中断处理模型等。 7.2 GPIO驱动开发 讲解如何通过GPIO（General Purpose Input/Output）接口控制LED、读取按键、控制继电器等。 7.3 UART/SPI/I2C驱动开发 演示如何为UART、SPI、I2C等通信接口编写驱动程序，实现与外部设备的数据交换。 7.4 定时器与中断驱动开发 讲解如何利用定时器实现延时、周期性任务，以及如何编写高效的中断服务程序。 7.5 传感器与显示驱动开发 针对常见的传感器（如DHT11温湿度传感器、MPU6050加速度计/陀螺仪）和显示设备（如OLED、LCD），提供驱动开发实例。 第三部分：嵌入式系统集成、优化与应用 本部分将前两部分的知识融会贯通，聚焦于系统集成、性能优化和实际项目开发。 第八章：嵌入式系统集成与构建 8.1 软件模块化设计 强调软件开发的模块化原则，如何将复杂的系统分解为可管理、可复用的模块。 8.2 固件（Firmware）构建 介绍如何将应用程序、RTOS（如果使用）以及驱动程序进行链接，生成可执行的固件文件。 8.3 启动（Boot）过程分析 深入解析嵌入式设备的启动流程，包括引导加载程序（Bootloader）、操作系统初始化、应用程序加载等。 8.4 文件系统与存储管理 探讨嵌入式系统中常用的文件系统（如FATFS、LittleFS），以及如何管理Flash存储器，进行数据持久化。 8.5 OTA（Over-the-Air）升级技术 介绍空中下载技术，如何实现嵌入式设备的远程固件升级，保证系统的可维护性和可扩展性。 第九章：嵌入式系统性能优化与功耗管理 9.1 性能分析工具与方法 讲解如何利用性能分析工具（如Profiler）识别系统瓶颈，如CPU占用率、内存使用、响应时间等。 9.2 代码优化技巧 提供在汇编层面、C语言层面以及算法层面的代码优化方法，以提高执行效率。 9.3 内存管理优化 介绍如何优化内存分配和使用，减少内存碎片，避免内存泄漏，提升内存访问效率。 9.4 功耗优化策略 结合硬件和软件的手段，系统性地介绍低功耗设计策略，包括时钟门控、休眠模式、动态频率调整等。 9.5 实时性保证与中断响应优化 分析影响系统实时性的因素，并提供优化中断处理、任务调度等策略，确保关键任务的及时响应。 第十章：嵌入式系统安全 10.1 嵌入式系统安全概述 阐述嵌入式系统面临的安全威胁，如数据泄露、恶意攻击、篡改等。 10.2 硬件安全机制 介绍硬件层面的安全特性，如安全启动（Secure Boot）、硬件加密加速器、安全存储等。 10.3 软件安全设计 讲解如何在软件层面提高安全性，如输入验证、权限控制、加密通信、代码混淆等。 10.4 通信协议安全 探讨TLS/SSL等安全通信协议在嵌入式系统中的应用，保证数据传输的机密性和完整性。 10.5 安全更新与漏洞管理 强调及时更新固件、管理安全漏洞的重要性。 第十一章：嵌入式系统项目实战案例 11.1 智能家居温湿度监测系统 以一个实际的智能家居应用为例，演示如何整合传感器、RTOS、通信模块（如Wi-Fi或蓝牙），实现数据的采集、处理和远程上传。 11.2 工业数据采集与通信模块 讲解如何构建一个能够采集工业现场数据的模块，并利用CAN或Modbus等工业通信协议进行数据传输。 11.3 嵌入式Web服务器与远程控制 演示如何构建一个带有Web界面的嵌入式设备，实现通过网络进行远程监控和控制。 11.4 嵌入式视觉与AI边缘计算入门 简要介绍嵌入式系统在计算机视觉和AI边缘计算领域的应用，如简单的图像识别或目标检测。 11.5 汽车电子基础应用 简要介绍汽车电子中的常见应用，如OBD（On-Board Diagnostics）接口的数据读取。 附录 附录A：常用嵌入式开发板资源列表 附录B：嵌入式开发常用术语表 附录C：参考网站与社区资源 《嵌入式系统设计与开发实战》通过循序渐进的讲解和丰富的实践内容，旨在帮助读者建立起一套完整、扎实的嵌入式系统知识体系，掌握现代嵌入式系统开发的核心技能，为投身于快速发展的嵌入式技术领域打下坚实的基础。本书适合嵌入式系统工程师、软硬件开发人员、计算机科学与技术、电子工程等相关专业的学生以及对嵌入式技术感兴趣的爱好者阅读。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在硬件开发领域有一定经验的工程师，目前在尝试拓展我在FPGA设计方面的能力。我发现很多时候，遇到复杂的数字系统设计问题，仅靠基础的数字逻辑知识是不够的，还需要掌握一套完整的EDA工具链以及背后的设计哲学。《EDA技术及数字系统的应用》这本书，我希望它能够为我提供更深层次的指导。我尤其关注书中对不同EDA工具的适用场景分析，以及它们之间的优劣势对比。我想了解在面对不同规模和复杂度的项目时，应该如何选择最合适的工具和设计方法。此外，对于设计中的难点，例如功耗优化、抗干扰设计、或者嵌入式处理器的集成，我希望书中能提供一些行之有效的解决方案和最佳实践。如果书中能够包含一些关于验证策略的讨论，例如功能验证、性能验证、以及形式验证等，那将对我非常有帮助。我希望这本书能够帮助我提升设计效率，减少调试时间，最终能够独立完成更具挑战性的FPGA项目。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在数字逻辑设计领域摸爬滚打多年的工程师，正在寻找一本能够帮助我提升EDA工具使用效率和深化对高级数字系统设计理解的书籍。我希望这本书不仅能介绍EDA工具的基本操作，更能深入探讨算法的实现、时序约束的优化、功耗和面积的权衡等关键技术。我特别关注书中是否会对主流EDA工具（如Vivado、Quartus等）的设计流程进行详细的剖析，并提供一些高级的调试技巧和验证方法。对于复杂的数字信号处理算法，如FFT、FIR滤波等，书中是否有对其在FPGA上的高效实现策略的探讨，是我非常看重的一点。此外，我希望书中能够引导读者思考如何进行模块化设计、IP复用以及如何构建可维护、可扩展的数字系统。如果书中能够涉及一些关于软硬件协同设计，或者嵌入式系统与FPGA结合的应用案例，那将非常有价值。对于我而言，一本优秀的EDA技术书籍，应该能够帮助我跳出繁琐的操作细节，更专注于算法和架构的优化，从而设计出更高性能、更可靠的数字系统。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一位从事软件开发多年，最近因为工作需要开始接触嵌入式硬件设计的技术人员来说，EDA技术和数字系统应用领域是全新的 territory。我最担心的是，这本书会不会过于专业化，充斥着我完全不理解的术语和概念。我希望能找到一本能够帮助我建立起对数字系统基本工作原理的直观认识的书籍。例如，它能否解释清楚一个简单的微处理器是如何工作的？它如何与外部存储器和外设进行交互？EDA技术在其中扮演了什么样的角色，又是如何实现这些功能的？我希望书中能够用通俗易懂的方式，将复杂的概念分解开来，并且通过清晰的图示和流程图来辅助理解。同时，如果书中能够介绍一些常用的嵌入式处理器架构，以及如何使用EDA工具来配置和验证这些处理器在FPGA上的实现，那将极大地帮助我过渡到硬件开发领域。我期待这本书能够让我不再对数字硬件感到畏惧，而是能够自信地开始我的嵌入式硬件设计之旅。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对前沿科技充满好奇的在校大学生，我一直对如何将抽象的数字逻辑转化为实际的电子设备感到着迷。市面上很多教材都过于理论化，读起来枯燥乏味，很难激发我的学习兴趣。《EDA技术及数字系统的应用》这本书，从书名来看，似乎能够连接起EDA技术这个工具和数字系统这个应用场景，这正是我所期待的。我希望这本书能够用生动形象的语言，解释EDA技术的核心概念，比如逻辑综合、布局布线、时序分析等等，并且能够用一些有趣的例子来说明它们是如何工作的。我还希望书中能够展示一些令人兴奋的数字系统应用，比如智能家居、无人驾驶、虚拟现实等等，让我看到EDA技术在这些领域的实际价值。如果书中能够提供一些入门级的实践项目，让我能够通过动手操作来体验EDA设计的乐趣，那就更好了。我希望通过这本书，能够对数字系统设计有一个宏观的认识，并且对EDA技术产生浓厚的兴趣，为我未来的学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴素，但透露出一种严谨的学术气息。我拿到书的时候，首先被它厚实的纸张和精美的印刷吸引了。作为一名对EDA技术和数字系统应用感兴趣的初学者，我一直希望能找到一本能够系统性地引导我入门的教材。市面上相关的书籍不少，但很多要么过于理论化，要么过于偏重某个特定的工具，让我感到无从下手。这本《EDA技术及数字系统的应用》虽然还没来得及深入阅读，但从目录和前言来看，它似乎涵盖了从基础概念到实际应用的各个层面，并且非常注重理论与实践的结合。我尤其期待书中关于FPGA设计流程的介绍，以及如何将理论知识转化为实际可运行的硬件。同时，我希望书中能够提供一些实际案例，让我能够更好地理解EDA工具在不同数字系统设计中的具体应用，例如在通信、嵌入式系统或者工业控制等领域。如果书中能够包含一些代码示例或者原理图，那将对我这个动手能力强的读者来说是巨大的福音。我对于学习过程中可能遇到的各种技术难点，也希望这本书能够提供清晰的解释和解决方案，让我能够顺利地完成学习目标。