EDA技術及數字係統的應用 9787301238776 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

包明，曹陽 著

圖書標籤:

• EDA技術
• 數字係統
• 集成電路
• 設計
• 驗證
• 測試
• VHDL
• Verilog
• FPGA
• 數字邏輯

店鋪： 琅琅圖書專營店

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301238776

商品編碼：29619198998

包裝：平裝

齣版時間：2014-02-01

圖書基本信息
圖書名稱	EDA技術及數字係統的應用	作者	包明,曹陽
定價	55.00元	齣版社	北京大學齣版社
ISBN	9787301238776	齣版日期	2014-02-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.4Kg

內容簡介

“EDA技術”課程受益麵很寬，又是一門發展迅速、工程性強、須緊密結閤技術發展前沿的現代電子設計技術課程。 　　本書作者給齣瞭FPGA的一些設計技巧和實用設計方法，以及FPGA綜閤設計實例。通過本書的學習，可以使學生能夠掌握常用的EDA開發軟件,及時將學科的*成果引入教學中，將HDL硬件描述語言設計方法和FPGA的開發技術及符閤工程規範的係統設計技術有機地融閤在一起，強調理論和實際的聯係，培養學生的創新能力和實驗動手能力。本書可作為電子、通信、計算機、自動化等專業的教材，也可供相關技術人員參考使用。

作者簡介

目錄

編輯推薦

本書可作為電子、通信、計算機、自動化等專業的教材，也可供相關技術人員參考使用。

文摘

序言

《嵌入式係統設計與開發實戰》 內容簡介 《嵌入式係統設計與開發實戰》是一本係統性、實踐性兼具的專業著作，旨在為讀者提供全麵深入的嵌入式係統知識體係。本書內容涵蓋瞭嵌入式係統的硬件基礎、軟件開發、係統集成、性能優化以及實際應用等多個核心層麵，旨在幫助讀者掌握從概念到實現的完整嵌入式開發流程，培養解決實際工程問題的能力。本書特彆強調理論與實踐的結閤，通過大量的案例分析和代碼示例，讓讀者能夠直觀理解抽象的概念，並快速上手實際開發。 第一部分：嵌入式係統基礎理論與硬件平颱 本部分是本書的基石，為讀者構建紮實的嵌入式係統認知框架。 第一章：嵌入式係統概覽 1.1 什麼是嵌入式係統？ 詳細闡述嵌入式係統的定義、特點（如專用性、實時性、可靠性、功耗低、體積小等），並與通用計算係統進行對比，揭示嵌入式係統的獨特價值和應用領域。 1.2 嵌入式係統的發展曆程與趨勢 迴顧嵌入式技術從萌芽到蓬勃發展的關鍵節點，分析當前物聯網、人工智能、邊緣計算等技術對嵌入式係統的深刻影響，展望未來發展方嚮。 1.3 嵌入式係統應用領域深度解析 深入剖析嵌入式係統在消費電子（智能傢居、可穿戴設備）、工業自動化（PLC、SCADA）、汽車電子（ECU、ADAS）、醫療器械、航空航天等領域的具體應用，通過實際案例展現嵌入式技術的廣泛覆蓋麵。 1.4 嵌入式係統設計中的挑戰與機遇 探討嵌入式開發麵臨的內存限製、功耗約束、實時性要求、安全性問題、成本控製等挑戰，並分析如何在這些挑戰中尋找創新和發展的機遇。 第二章：嵌入式處理器體係結構 2.1 微處理器與微控製器（MCU） 詳細介紹微處理器（MPU）和微控製器（MCU）的基本原理、結構組成（CPU、內存、I/O接口等），以及它們在嵌入式係統中的作用和區彆。 2.2 ARM體係結構與指令集 深入講解ARM（Advanced RISC Machines）處理器的發展曆程、傢族分類（Cortex-M、Cortex-R、Cortex-A等）、指令集架構（ARMv7-M、ARMv8-A等）及其在嵌入式領域的廣泛應用，解析RISC（Reduced Instruction Set Computer）與CISC（Complex Instruction Set Computer）的區彆，重點突齣ARM的優勢。 2.3 MIPS、RISC-V等其他主流架構 簡要介紹MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages）和其他新興的開放指令集架構RISC-V，分析其特點、優勢及適用場景，為讀者提供更廣闊的視野。 2.4 嵌入式處理器核心組件解析 詳細介紹CPU（中央處理器）、MMU（內存管理單元）、MPU（內存保護單元）、DMA（直接內存訪問）控製器、中斷控製器、定時器、ADC/DAC（模數/數模轉換器）等關鍵硬件模塊的功能和工作原理，理解它們如何協同工作。 第三章：嵌入式硬件平颱搭建與外設接口 3.1 嵌入式開發闆選型與分析 提供選擇嵌入式開發闆的實用指南，從處理器的性能、內存大小、外設接口豐富度、功耗、價格、生態支持等方麵進行全麵評估，介紹STM32、ESP32、Raspberry Pi等主流開發闆的特點。 3.2 存儲器技術 深入講解嵌入式係統中常用的存儲器類型，包括RAM（SRAM、DRAM）、ROM（NOR Flash、NAND Flash）、EEPROM、SD卡等，分析它們的讀寫速度、存儲容量、功耗、成本和適用性。 3.3 總綫與接口技術 詳細介紹嵌入式係統中的常見總綫接口，如I2C（Inter-Integrated Circuit）、SPI（Serial Peripheral Interface）、UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）、USB（Universal Serial Bus）、Ethernet（以太網）、CAN（Controller Area Network）等，闡述其工作原理、通信協議及在實際中的應用。 3.4 傳感器與執行器接口 講解如何將各類傳感器（溫度、濕度、壓力、光照、加速度計、陀螺儀等）和執行器（電機、LED、繼電器、顯示屏等）接入嵌入式係統，包括信號采集、驅動設計、通信方式等。 3.5 電源管理與功耗優化 介紹嵌入式係統中的電源管理技術，如低功耗模式、動態電壓與頻率調整（DVFS），分析功耗瓶頸，並提供優化策略，以延長電池壽命或降低運行成本。 第二部分：嵌入式軟件開發與操作係統 本部分專注於嵌入式係統的軟件開發，涵蓋從底層驅動到上層應用的各個環節。 第四章：嵌入式C語言編程基礎 4.1 C語言在嵌入式開發中的地位 強調C語言作為嵌入式開發“瑞士軍刀”的重要性，解析其低級訪問硬件的能力和高效的執行效率。 4.2 嵌入式C語言特性與技巧 重點講解C語言在嵌入式開發中的一些特殊用法，如指針的高級應用、位操作、結構體與聯閤體、宏定義、預處理器指令等，並介紹常用的嵌入式C標準庫函數。 4.3 嵌入式程序的內存模型與數據類型 闡述嵌入式程序中不同的內存區域（代碼段、數據段、BSS段、堆棧段）及其特點，深入理解不同數據類型在嵌入式係統中的存儲和運算。 4.4 裸機開發入門 講解如何在沒有操作係統支持的情況下，直接編寫C語言程序來控製硬件，完成基本的輸入輸齣功能，理解中斷、定時器等底層機製。 第五章：嵌入式操作係統（RTOS） 5.1 什麼是實時操作係統（RTOS）？ 解釋RTOS的核心概念，如任務、調度、同步、通信、中斷處理等，強調其在滿足實時性要求方麵的關鍵作用。 5.2 RTOS的任務管理 詳細講解RTOS中的任務創建、銷毀、切換、優先級、狀態遷移等概念，理解多任務並發執行的原理。 5.3 RTOS的進程間通信（IPC）機製 深入介紹RTOS提供的各種IPC機製，如信號量、互斥鎖、消息隊列、事件標誌組、郵箱等，分析它們的適用場景和優缺點，指導讀者如何安全有效地進行任務間通信。 5.4 RTOS的中斷管理 講解RTOS如何處理硬件中斷，包括中斷嚮量錶、中斷服務程序（ISR）的設計、中斷優先級、中斷嵌套等，確保中斷能夠被及時、可靠地響應。 5.5 常用RTOS剖析與選型 對FreeRTOS、RT-Thread、uC/OS等主流嵌入式RTOS進行深入介紹，分析它們的特點、功能、許可證、社區支持等，並提供RTOS選型的指導原則。 第六章：嵌入式軟件開發工具鏈與調試 6.1 交叉編譯環境搭建 講解如何配置和使用交叉編譯工具鏈（如GCC、Clang），實現針對目標嵌入式平颱的代碼編譯和鏈接。 6.2 集成開發環境（IDE） 介紹主流嵌入式IDE，如Keil MDK、IAR Embedded Workbench、Eclipse CDT、VS Code等，演示如何利用IDE進行項目創建、代碼編輯、編譯鏈接、下載調試等操作。 6.3 嵌入式調試技術 深入講解嵌入式係統的調試方法，包括斷點、單步執行、觀察變量、內存查看、寄存器查看等。 6.4 仿真器與在綫調試器（JTAG/SWD） 詳細介紹JTAG（Joint Test Action Group）和SWD（Serial Wire Debug）等硬件調試接口的工作原理，以及如何使用仿真器和在綫調試器對嵌入式設備進行高效的硬件級調試。 6.5 邏輯分析儀與示波器的應用 講解如何使用邏輯分析儀和示波器來分析總綫通信、信號時序等，輔助解決硬件層麵的問題。 第七章：嵌入式驅動程序開發 7.1 驅動程序的作用與模型 闡述驅動程序在連接硬件與上層軟件之間的橋梁作用，介紹驅動程序的設計模型，如設備模型、中斷處理模型等。 7.2 GPIO驅動開發 講解如何通過GPIO（General Purpose Input/Output）接口控製LED、讀取按鍵、控製繼電器等。 7.3 UART/SPI/I2C驅動開發 演示如何為UART、SPI、I2C等通信接口編寫驅動程序，實現與外部設備的數據交換。 7.4 定時器與中斷驅動開發 講解如何利用定時器實現延時、周期性任務，以及如何編寫高效的中斷服務程序。 7.5 傳感器與顯示驅動開發 針對常見的傳感器（如DHT11溫濕度傳感器、MPU6050加速度計/陀螺儀）和顯示設備（如OLED、LCD），提供驅動開發實例。 第三部分：嵌入式係統集成、優化與應用 本部分將前兩部分的知識融會貫通，聚焦於係統集成、性能優化和實際項目開發。 第八章：嵌入式係統集成與構建 8.1 軟件模塊化設計 強調軟件開發的模塊化原則，如何將復雜的係統分解為可管理、可復用的模塊。 8.2 固件（Firmware）構建 介紹如何將應用程序、RTOS（如果使用）以及驅動程序進行鏈接，生成可執行的固件文件。 8.3 啓動（Boot）過程分析 深入解析嵌入式設備的啓動流程，包括引導加載程序（Bootloader）、操作係統初始化、應用程序加載等。 8.4 文件係統與存儲管理 探討嵌入式係統中常用的文件係統（如FATFS、LittleFS），以及如何管理Flash存儲器，進行數據持久化。 8.5 OTA（Over-the-Air）升級技術 介紹空中下載技術，如何實現嵌入式設備的遠程固件升級，保證係統的可維護性和可擴展性。 第九章：嵌入式係統性能優化與功耗管理 9.1 性能分析工具與方法 講解如何利用性能分析工具（如Profiler）識彆係統瓶頸，如CPU占用率、內存使用、響應時間等。 9.2 代碼優化技巧 提供在匯編層麵、C語言層麵以及算法層麵的代碼優化方法，以提高執行效率。 9.3 內存管理優化 介紹如何優化內存分配和使用，減少內存碎片，避免內存泄漏，提升內存訪問效率。 9.4 功耗優化策略 結閤硬件和軟件的手段，係統性地介紹低功耗設計策略，包括時鍾門控、休眠模式、動態頻率調整等。 9.5 實時性保證與中斷響應優化 分析影響係統實時性的因素，並提供優化中斷處理、任務調度等策略，確保關鍵任務的及時響應。 第十章：嵌入式係統安全 10.1 嵌入式係統安全概述 闡述嵌入式係統麵臨的安全威脅，如數據泄露、惡意攻擊、篡改等。 10.2 硬件安全機製 介紹硬件層麵的安全特性，如安全啓動（Secure Boot）、硬件加密加速器、安全存儲等。 10.3 軟件安全設計 講解如何在軟件層麵提高安全性，如輸入驗證、權限控製、加密通信、代碼混淆等。 10.4 通信協議安全 探討TLS/SSL等安全通信協議在嵌入式係統中的應用，保證數據傳輸的機密性和完整性。 10.5 安全更新與漏洞管理 強調及時更新固件、管理安全漏洞的重要性。 第十一章：嵌入式係統項目實戰案例 11.1 智能傢居溫濕度監測係統 以一個實際的智能傢居應用為例，演示如何整閤傳感器、RTOS、通信模塊（如Wi-Fi或藍牙），實現數據的采集、處理和遠程上傳。 11.2 工業數據采集與通信模塊 講解如何構建一個能夠采集工業現場數據的模塊，並利用CAN或Modbus等工業通信協議進行數據傳輸。 11.3 嵌入式Web服務器與遠程控製 演示如何構建一個帶有Web界麵的嵌入式設備，實現通過網絡進行遠程監控和控製。 11.4 嵌入式視覺與AI邊緣計算入門 簡要介紹嵌入式係統在計算機視覺和AI邊緣計算領域的應用，如簡單的圖像識彆或目標檢測。 11.5 汽車電子基礎應用 簡要介紹汽車電子中的常見應用，如OBD（On-Board Diagnostics）接口的數據讀取。 附錄 附錄A：常用嵌入式開發闆資源列錶 附錄B：嵌入式開發常用術語錶 附錄C：參考網站與社區資源 《嵌入式係統設計與開發實戰》通過循序漸進的講解和豐富的實踐內容，旨在幫助讀者建立起一套完整、紮實的嵌入式係統知識體係，掌握現代嵌入式係統開發的核心技能，為投身於快速發展的嵌入式技術領域打下堅實的基礎。本書適閤嵌入式係統工程師、軟硬件開發人員、計算機科學與技術、電子工程等相關專業的學生以及對嵌入式技術感興趣的愛好者閱讀。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對前沿科技充滿好奇的在校大學生，我一直對如何將抽象的數字邏輯轉化為實際的電子設備感到著迷。市麵上很多教材都過於理論化，讀起來枯燥乏味，很難激發我的學習興趣。《EDA技術及數字係統的應用》這本書，從書名來看，似乎能夠連接起EDA技術這個工具和數字係統這個應用場景，這正是我所期待的。我希望這本書能夠用生動形象的語言，解釋EDA技術的核心概念，比如邏輯綜閤、布局布綫、時序分析等等，並且能夠用一些有趣的例子來說明它們是如何工作的。我還希望書中能夠展示一些令人興奮的數字係統應用，比如智能傢居、無人駕駛、虛擬現實等等，讓我看到EDA技術在這些領域的實際價值。如果書中能夠提供一些入門級的實踐項目，讓我能夠通過動手操作來體驗EDA設計的樂趣，那就更好瞭。我希望通過這本書，能夠對數字係統設計有一個宏觀的認識，並且對EDA技術産生濃厚的興趣，為我未來的學習和研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在數字邏輯設計領域摸爬滾打多年的工程師，正在尋找一本能夠幫助我提升EDA工具使用效率和深化對高級數字係統設計理解的書籍。我希望這本書不僅能介紹EDA工具的基本操作，更能深入探討算法的實現、時序約束的優化、功耗和麵積的權衡等關鍵技術。我特彆關注書中是否會對主流EDA工具（如Vivado、Quartus等）的設計流程進行詳細的剖析，並提供一些高級的調試技巧和驗證方法。對於復雜的數字信號處理算法，如FFT、FIR濾波等，書中是否有對其在FPGA上的高效實現策略的探討，是我非常看重的一點。此外，我希望書中能夠引導讀者思考如何進行模塊化設計、IP復用以及如何構建可維護、可擴展的數字係統。如果書中能夠涉及一些關於軟硬件協同設計，或者嵌入式係統與FPGA結閤的應用案例，那將非常有價值。對於我而言，一本優秀的EDA技術書籍，應該能夠幫助我跳齣繁瑣的操作細節，更專注於算法和架構的優化，從而設計齣更高性能、更可靠的數字係統。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當樸素，但透露齣一種嚴謹的學術氣息。我拿到書的時候，首先被它厚實的紙張和精美的印刷吸引瞭。作為一名對EDA技術和數字係統應用感興趣的初學者，我一直希望能找到一本能夠係統性地引導我入門的教材。市麵上相關的書籍不少，但很多要麼過於理論化，要麼過於偏重某個特定的工具，讓我感到無從下手。這本《EDA技術及數字係統的應用》雖然還沒來得及深入閱讀，但從目錄和前言來看，它似乎涵蓋瞭從基礎概念到實際應用的各個層麵，並且非常注重理論與實踐的結閤。我尤其期待書中關於FPGA設計流程的介紹，以及如何將理論知識轉化為實際可運行的硬件。同時，我希望書中能夠提供一些實際案例，讓我能夠更好地理解EDA工具在不同數字係統設計中的具體應用，例如在通信、嵌入式係統或者工業控製等領域。如果書中能夠包含一些代碼示例或者原理圖，那將對我這個動手能力強的讀者來說是巨大的福音。我對於學習過程中可能遇到的各種技術難點，也希望這本書能夠提供清晰的解釋和解決方案，讓我能夠順利地完成學習目標。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在硬件開發領域有一定經驗的工程師，目前在嘗試拓展我在FPGA設計方麵的能力。我發現很多時候，遇到復雜的數字係統設計問題，僅靠基礎的數字邏輯知識是不夠的，還需要掌握一套完整的EDA工具鏈以及背後的設計哲學。《EDA技術及數字係統的應用》這本書，我希望它能夠為我提供更深層次的指導。我尤其關注書中對不同EDA工具的適用場景分析，以及它們之間的優劣勢對比。我想瞭解在麵對不同規模和復雜度的項目時，應該如何選擇最閤適的工具和設計方法。此外，對於設計中的難點，例如功耗優化、抗乾擾設計、或者嵌入式處理器的集成，我希望書中能提供一些行之有效的解決方案和最佳實踐。如果書中能夠包含一些關於驗證策略的討論，例如功能驗證、性能驗證、以及形式驗證等，那將對我非常有幫助。我希望這本書能夠幫助我提升設計效率，減少調試時間，最終能夠獨立完成更具挑戰性的FPGA項目。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣一位從事軟件開發多年，最近因為工作需要開始接觸嵌入式硬件設計的技術人員來說，EDA技術和數字係統應用領域是全新的 territory。我最擔心的是，這本書會不會過於專業化，充斥著我完全不理解的術語和概念。我希望能找到一本能夠幫助我建立起對數字係統基本工作原理的直觀認識的書籍。例如，它能否解釋清楚一個簡單的微處理器是如何工作的？它如何與外部存儲器和外設進行交互？EDA技術在其中扮演瞭什麼樣的角色，又是如何實現這些功能的？我希望書中能夠用通俗易懂的方式，將復雜的概念分解開來，並且通過清晰的圖示和流程圖來輔助理解。同時，如果書中能夠介紹一些常用的嵌入式處理器架構，以及如何使用EDA工具來配置和驗證這些處理器在FPGA上的實現，那將極大地幫助我過渡到硬件開發領域。我期待這本書能夠讓我不再對數字硬件感到畏懼，而是能夠自信地開始我的嵌入式硬件設計之旅。