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出版者:电子工业出版社

作者:杨学良

出品人:

页数:332

译者:

出版时间:2002-1-1

价格:26.0

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505369580

丛书系列:

图书标签:

• 分布式系统
• 多媒体
• 计算机系统
• 教程
• 网络
• 通信
• 数据存储
• 并行计算
• 云计算
• 边缘计算

好的，这是一份关于一本不同于《分布式多媒体计算机系统教程》的图书的详细简介，旨在提供一个结构完整、内容详实且自然的介绍： --- 书名：嵌入式系统设计与实践：从微控制器到物联网 作者： [此处填写一个虚构的作者姓名，例如：张伟 教授] 出版社： [此处填写一个虚构的出版社名称，例如：精诚科技出版社] 定价： [例如：128.00元] 页数： [例如：650页] ISBN： [例如：978-7-5180-3921-5] --- 内容简介 本书《嵌入式系统设计与实践：从微控制器到物联网》是一部面向电子工程、计算机科学以及自动化领域的专业技术著作。它系统地梳理了现代嵌入式系统从底层硬件架构到上层应用开发的完整生命周期，特别侧重于当前快速发展的物联网（IoT）应用场景下的设计挑战与解决方案。本书旨在为读者提供扎实的理论基础和丰富的工程实践经验，使读者能够独立完成复杂嵌入式产品的设计、开发与调试工作。 本书的结构设计遵循“理论先行，实践驱动”的原则。第一部分聚焦于嵌入式系统的基础构成与核心概念，为后续深入学习打下坚实基础。 第一部分：嵌入式系统基础与硬件架构（约占全书25%篇幅） 本部分详细介绍了嵌入式系统的基本概念、发展历程及其与通用计算机系统的本质区别。核心内容包括： 1. 微处理器与微控制器选型： 对主流的ARM Cortex-M系列（如STM32家族）和RISC-V架构的内核特性、总线结构（如AHB、APB）进行深入剖析。重点对比了不同架构在功耗、实时性和成本方面的权衡。 2. 存储器系统： 讲解嵌入式系统中常见的RAM（SRAM、DRAM）、Flash（NOR/NAND）以及EEPROM的工作原理和读写时序。特别探讨了存储器映射、缓存一致性在嵌入式环境中的重要性。 3. 片上系统（SoC）与外设接口： 详细阐述了定时器、模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）、看门狗（WDT）等关键外设的工作机制。通过大量实例，指导读者如何根据应用需求配置这些底层硬件资源。 4. 电源管理与低功耗设计： 针对移动和电池供电设备，深入讲解了功耗分析方法、休眠模式（Sleep Modes）的应用，以及如何通过时钟门控和电压调节实现系统的能效优化。 第二部分：实时操作系统与软件开发（约占全书35%篇幅） 软件是嵌入式系统的灵魂。本部分聚焦于实时操作系统（RTOS）的选择、移植与高效应用开发。 1. 实时操作系统原理： 深入讲解了RTOS的核心概念，包括任务调度（固定优先级、轮转、抢占式）、同步与互斥机制（信号量、互斥锁、消息队列）以及中断处理流程。 2. FreeRTOS实战： 以目前应用最广泛的FreeRTOS为例，详细演示了内核的初始化、任务的创建与管理、堆栈溢出检测以及低优先级任务的优先级继承（Priority Inheritance）问题。 3. 设备驱动程序开发： 涵盖了通用驱动结构，包括字符设备、块设备和网络设备驱动的编写规范。重点解析了如何通过寄存器操作和中断服务程序（ISR）编写高效稳定的底层驱动。 4. 固件升级（OTA）： 探讨了在资源受限的设备上实现安全可靠的空中升级（OTA）机制，包括A/B分区策略和固件校验方法。 第三部分：通信协议与网络接入（约占全书25%篇幅） 随着万物互联的推进，嵌入式设备的网络通信能力成为设计的核心要素。 1. 近场通信技术： 详细介绍了UART、SPI、I2C等片间通信协议的原理和应用场景，并辅以实际电路连接示例。同时，对蓝牙低功耗（BLE）的配对、服务（GATT）结构进行了深入浅出的讲解。 2. 工业与局域网通信： 重点剖析了CAN总线在汽车电子和工业控制中的应用，以及Ethernet MAC层的基本操作。 3. 广域网与物联网协议栈： 深入探讨了TCP/IP协议栈在嵌入式环境下的优化，并详细讲解了MQTT、CoAP等轻量级物联网协议的帧结构、QoS等级和安全认证机制。本书特别强调了TLS/SSL在资源受限设备上的资源消耗与实现优化。 第四部分：系统集成与应用案例（约占全书15%篇幅） 本部分通过综合性的工程案例，展示如何将前三部分的技术融会贯通。 1. 嵌入式Linux移植与裁剪： 对于需要更复杂应用层软件的设备（如边缘计算网关），本书介绍了Bootloader（U-Boot）的引导流程、Linux内核的配置与交叉编译，以及根文件系统的构建。 2. 传感器数据采集与边缘计算： 选取了环境监测系统作为典型案例，演示了如何集成多路高精度传感器（如温湿度、气体传感器），利用RTOS或嵌入式Linux实现数据预处理、本地存储和云端同步的完整流程。 3. 调试与测试技术： 强调了系统调试的重要性，涵盖了JTAG/SWD接口的使用、逻辑分析仪、示波器的正确应用，以及软件层面的单元测试和集成测试方法。 本书的特色 深度结合工程实践： 全书穿插了数十个经过验证的实际代码片段和电路原理图，确保理论知识能够直接转化为工程能力。 架构选型指导： 不局限于单一平台，而是提供了一套系统的决策框架，帮助工程师根据项目需求（如功耗、处理速度、安全性）选择最优的软硬件组合。 面向未来趋势： 尤其关注了安全性（Secure Boot, 代码签名）和物联网协议的最新进展，为读者应对未来技术挑战做好准备。 《嵌入式系统设计与实践：从微控制器到物联网》不仅是一本教材，更是一本资深工程师案头的实用参考手册，致力于培养能够驾驭复杂嵌入式软硬件协同设计的复合型技术人才。

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