基于CPLD/FPGA的数字通信系统建模与设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:黄智伟

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:2004-8-1

价格:23.8

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787121002120

丛书系列:

图书标签:

• 通信
• 专业基础
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• fpga
• CPLD
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• 数字通信
• 系统设计
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• 硬件实现
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• 可编程逻辑
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《现代嵌入式系统软硬件协同设计》 简介： 本书深入探讨了现代嵌入式系统设计中的核心理念与实践方法，聚焦于软硬件协同设计的关键技术与应用。在当今电子产品日益复杂、功能集成度不断提高的趋势下，传统的软硬件独立设计模式已难以满足高效、低功耗、高性能的要求。本书旨在为读者提供一套系统性的理论框架和实用的工程指南，帮助开发者掌握如何在嵌入式系统开发的全过程中，实现软件与硬件的深度融合与优化。 第一部分：嵌入式系统基础与架构 本部分首先回顾了嵌入式系统的基本概念、特点及其在各个领域的广泛应用。我们将从经典的微处理器和微控制器架构入手，逐步引入当前主流的嵌入式处理器，如ARM Cortex系列，详细阐述其指令集、流水线、存储器管理等核心原理。随后，本书将重点介绍各种常见的嵌入式系统架构，包括单芯片系统（SoC）、多核架构以及面向特定应用的专用集成电路（ASIC）与现场可编程门阵列（FPGA）在嵌入式系统中的融合应用。我们将分析不同架构的优缺点，以及它们在功耗、性能、成本和设计复杂度等方面的权衡，为读者在实际项目中选择合适的硬件平台奠定基础。 第二部分：软件开发与操作系统 本部分将聚焦嵌入式软件的开发。我们将从裸机编程开始，介绍嵌入式C/C++语言的特性及其在资源受限环境下的编程技巧。接着，本书将深入讲解实时操作系统（RTOS）的设计原理与应用，包括任务管理、进程间通信（IPC）、中断处理、内存管理以及时序调度等关键机制。我们将以FreeRTOS、RT-Thread等开源RTOS为例，详细解析其API的使用方法和内部实现，并指导读者如何根据实际需求选择和裁剪RTOS。此外，还将介绍嵌入式Linux的操作系统的基本概念、移植与开发流程，以及如何在Linux环境下进行驱动开发、应用程序开发和系统优化。 第三部分：硬件设计与接口技术 本部分将侧重于嵌入式系统的硬件设计。我们将详细介绍各类嵌入式接口技术，包括串行通信接口（UART, SPI, I2C）、并行接口、USB、Ethernet以及无线通信接口（Wi-Fi, Bluetooth）等。对于每种接口，都将深入讲解其通信协议、时序要求、硬件实现以及软件驱动的编写。本书还将探讨嵌入式系统的电源管理技术，包括低功耗设计策略、电源管理芯片（PMIC）的应用以及电池管理系统（BMS）。此外，我们将介绍嵌入式系统中的传感器与执行器接口，包括模拟信号采集、数字信号处理以及常见的传感器类型和驱动方法。 第四部分：软硬件协同设计方法论 本部分是本书的核心，将系统性地阐述软硬件协同设计的理念与方法。我们将分析如何从系统整体最优的角度出发，进行软硬件功能的划分和接口定义。本书将详细介绍模型驱动设计（MDD）和基于组件的设计（CBD）等先进的开发方法，展示如何利用高层抽象模型指导软硬件开发，并实现模型与代码之间的自动化转换。我们将深入探讨硬件抽象层（HAL）的设计与实现，以及如何通过软件接口屏蔽硬件细节，提高软件的可移植性和复用性。此外，本书还将重点介绍在软硬件协同设计过程中，如何进行性能分析与优化，包括功耗分析、时序分析以及通过并行计算和硬件加速来提升系统性能。 第五部分：调试与验证技术 软件和硬件的协同设计离不开高效的调试与验证手段。本部分将详细介绍嵌入式系统的调试方法，包括仿真器、逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具的使用，以及GDB等软件调试器的应用。我们将探讨常见的调试技巧，如断点设置、单步执行、变量监视以及内存查看等。在验证方面，本书将介绍单元测试、集成测试以及系统测试等不同层级的测试策略，并讲解测试用例的设计与执行。我们将重点介绍硬件在环（HIL）仿真和软件在环（SIL）仿真的技术，以及如何利用这些技术在早期发现并解决软硬件集成问题，显著缩短开发周期，提高产品质量。 第六部分：典型应用案例分析 为了帮助读者更好地理解软硬件协同设计的实际应用，本书将提供多个不同领域的典型案例分析。这些案例将涵盖智能家居、工业自动化、医疗设备、车载电子等。对于每个案例，我们将深入剖析其系统架构、软硬件功能划分、关键技术实现以及面临的挑战与解决方案。通过这些生动的案例，读者将能够清晰地看到软硬件协同设计如何有效地解决复杂工程问题，并提升产品的整体性能和用户体验。 总结： 《现代嵌入式系统软硬件协同设计》致力于为工程师、研究人员和学生提供一个全面、深入的学习平台，掌握在日益复杂的嵌入式领域中进行高效、可靠的软硬件协同设计。本书强调理论与实践相结合，通过详细的原理讲解、丰富的案例分析和实用的工程技巧，帮助读者构建坚实的理论基础，并具备解决实际工程问题的能力。无论是初学者还是经验丰富的开发者，都能从本书中获益，并在未来的嵌入式系统开发工作中取得更大的成就。

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读完《基于CPLD/FPGA的数字通信系统建模与设计》的介绍，我感到一阵惊喜。作为一名 FPGA 爱好者，我对硬件描述语言的强大表现力一直深感着迷，而数字通信领域恰恰是 FPGA 最能大展拳脚的舞台之一。然而，很多 FPGA 教材侧重于硬件实现细节，对于如何将其应用于复杂的通信系统，则往往语焉不详。 本书的书名明确指出了其核心内容——“建模与设计”。这正是我所急切需要的。我希望它不仅仅是罗列一些 FPGA 的基础知识，而是能提供一套完整的、从系统级到模块级的建模与设计流程。例如，书中是否会详细介绍如何将通信协议（如 Wi-Fi、LTE 甚至是一些前沿的 5G/6G 概念）进行分解，并映射到 FPGA 的架构上？如何选择合适的 FPGA 器件，以及如何根据系统需求进行硬件资源的分配和优化？ 更重要的是，我希望本书能够深入探讨“建模”这一概念。在 FPGA 设计领域，模型是连接算法和硬件的关键。书中是否会介绍如何利用行为级模型进行算法验证，如何利用RTL级模型进行功能实现，以及如何利用门级模型进行后仿真和时序分析？对于各种数字通信模块，如FFT、IFFT、CORDIC、DDS 等，是否会有详细的 FPGA 实现模型和设计思路？这些都是我非常期待的内容，它们将帮助我更高效地完成复杂的通信系统设计任务。

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《基于CPLD/FPGA的数字通信系统建模与设计》这本书的出现，对于我这种既想深入理解数字通信的底层原理，又想掌握其高效实现方法的工程师来说，无疑是雪中送炭。我从事通信算法研究多年，虽然熟悉各种通信协议和信号处理算法，但在将这些算法转化为实际的硬件平台上，特别是 FPGA/CPLD，总是感觉隔了一层。 我非常看重这本书的“建模与设计”这几个字。我期望它能提供一套清晰、可行的流程，能够指导我如何从一个抽象的通信系统概念，逐步细化到具体的 FPGA/CPLD 实现。比如，在建模方面，书中是否会介绍如何使用高级语言（如 SystemVerilog）进行系统级建模和验证？如何有效地进行算法到 RTL 的转换？是否会提供一些关于关键通信模块（如锁相环、ADC/DAC 接口、数字下变频等）的参考模型？ 在设计方面，我希望这本书能够超越简单的“代码堆砌”，提供更深层次的思考。如何根据通信系统的性能指标（如误码率、吞吐量、延迟、功耗）来指导 FPGA/CPLD 的设计决策？如何进行有效的时序分析和优化，以满足高速通信的要求？书中是否会涉及到一些低功耗设计技巧，以及如何利用 FPGA 的特定资源来加速计算？ 更重要的是，我希望本书能够提供一些实际的工程经验和案例研究。在真实的通信项目开发中，往往会遇到各种意想不到的挑战，例如 FPGA 资源不足、时序收敛困难、调试复杂等。如果书中能够分享一些作者在解决这些问题时的经验和方法，这将极大地帮助我规避一些常见的陷阱，提高我的设计效率和成功率。

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看到《基于CPLD/FPGA的数字通信系统建模与设计》这本书的简介，我感觉就像是找到了我一直在寻找的“宝藏”。作为一名通信领域的从业者，我深知 FPGA 和 CPLD 在现代数字通信系统中扮演着多么重要的角色，从基带信号处理到射频前端的控制，它们无处不在。然而，将理论知识转化为实际的硬件设计，尤其是对于复杂的通信系统，一直是一个巨大的挑战。 我非常期待这本书能够提供一套系统性的解决方案。我希望它不仅能讲解 FPGA/CPLD 的基本工作原理和硬件描述语言的语法，更重要的是，能深入探讨如何有效地“建模”和“设计”数字通信系统。例如，书中是否会详细介绍如何将复杂的通信算法，如Turbo码、LDPC码、OFDM等，进行有效的建模，并给出相应的 FPGA 实现策略？如何进行系统级的架构设计，例如如何划分模块，如何处理并行与串行数据的转换，如何优化时序和资源利用率？ 此外，我特别关注书中是否会涉及到一些前沿的数字通信技术，并提供相应的 FPGA 设计思路。例如，在5G及未来通信技术中，一些关键的信号处理技术，如大规模 MIMO、波束赋形、高级信道编码等，它们在 FPGA 上的实现往往需要创新的建模和设计方法。如果本书能够在这方面有所突破，提供一些具体的案例和指导，那将是非常宝贵的。同时，对于验证和调试部分，书中是否会提供一些实用的技巧和工具，以帮助读者更有效地发现和解决设计中的问题。

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这本《基于CPLD/FPGA的数字通信系统建模与设计》的出版，无疑为广大数字通信领域的研究者和工程师们提供了一本极具价值的参考书。我是一名在通信行业摸爬滚打多年的技术人员，一直在寻找一本能够系统性地介绍如何将FPGA/CPLD技术应用于数字通信系统设计，并且能够兼顾理论与实践的书籍。市面上虽然有不少关于FPGA编程或数字通信原理的教材，但能够将两者深度结合，并给出具体建模与设计方法的，却相对稀少。 这本书的出现，很大程度上填补了这一市场空白。从目录上看，它深入浅出地讲解了FPGA/CPLD的基本原理、硬件描述语言（如Verilog或VHDL）的使用，以及如何将其集成到复杂的数字通信系统中。尤其让我感兴趣的是，书中似乎不仅仅停留在理论层面，而是强调了“建模与设计”这一环节，这意味着它会提供具体的流程、方法论，甚至是一些实用的代码示例和设计技巧。在当今快速发展的通信技术背景下，掌握高效的系统设计方法至关重要，而FPGA/CPLD的灵活性和高性能，使其成为实现先进通信算法和协议的理想平台。 我期待书中能够详细阐述如何对各种数字通信模块，如调制解调器、信道编码器/解码器、滤波器、同步器等，进行FPGA/CPLD的建模，并提供相应的软硬件协同设计思路。此外，对于系统的性能评估和优化，书中是否会给出一些量化的分析方法和实践经验，也是我非常关注的。例如，如何通过FPGA/CPLD的设计来提高系统的吞吐量、降低功耗，以及如何进行时序和资源约束的优化，这些都是实际工程中面临的挑战。总而言之，这本书如果能真正做到“建模与设计”并重，那么它将成为我个人职业生涯中一个重要的学习工具。

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《基于CPLD/FPGA的数字通信系统建模与设计》这个名字，让我眼前一亮，也让我对它产生了极高的期待。我是一名刚刚毕业不久的通信工程专业硕士，目前正在一家无线通信设备公司从事嵌入式软件开发。在学习过程中，我虽然接触过数字信号处理和通信原理，但对于如何将这些理论知识通过 FPGA/CPLD 实现，则感到有些力不从心。 我尤其关注本书在“建模”方面的阐述。在实际的通信系统开发中，模型往往是设计过程的起点。我希望这本书能够清晰地介绍如何构建有效的数字通信系统模型，并且能够将这些模型转化为 FPGA/CPLD 的硬件实现。比如，书中是否会提供关于基带信号处理模块（如滤波器、均衡器、解调器）的详细建模和仿真方法？是否会讲解如何将高层级的算法（如 MATLAB 脚本）移植到 FPGA 的 RTL 代码中？ 此外，对于“设计”的部分，我也非常感兴趣。我希望书中不仅仅局限于某个具体的通信标准，而是能够提供一套通用的设计方法论，帮助读者理解如何根据不同的通信需求，灵活地设计和实现各种数字通信系统。例如，书中是否会涉及系统级功耗优化、时钟域处理、接口设计（如 AXI 协议）等实际工程中经常遇到的问题？如果书中能够包含一些经典的通信系统案例（如软件无线电 SDR 的 FPGA 实现），并进行深入的剖析，那将是极大的福音。

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