具体描述
本书以三菱公司最新推出的FX2N系列可编程控制器为蓝本，从实际应用出发，介绍了小型可编程控制器的工作原理、硬件结构、编程元件、指令系统、程序设计方法、控制系统设计和调试的方法以及可编程控制器在逻辑控制、模拟量控制、联网通信等方面的应用。为了便于学习，各章配有适量习题。
本书由浅入深、力求通俗易懂、注重应用，可作为大专院校机电一体化、电气自动化、自动控制、工业自动化、应用电子、计算机应用及其他相关专业的教材，也可以作为工程技术人员的培训教材或自学参考书。
现代电子设计与高级信号处理（第 3 版） 作者： [虚构作者姓名，例如：张伟强、李明哲] 出版社： [虚构出版社名称，例如：精工科技出版社] 页数： 约 850 页 定价： 188.00 元 --- 内容简介 《现代电子设计与高级信号处理（第 3 版）》是一本全面深入探讨当代电子系统设计核心原理、先进器件应用以及复杂信号处理技术的权威性教材与参考手册。本书摒弃了对基础电路理论的冗余介绍，而是直接聚焦于当前工程实践中最具挑战性和创新性的领域，旨在为电子工程、通信工程、自动化（侧重嵌入式系统与射频方向）以及计算机工程等专业的高年级本科生、研究生以及一线研发工程师提供一套系统、前沿的学习路径。 本书结构严谨，内容涵盖了从器件物理层面的深入理解到系统级架构设计，再到复杂算法实现的完整链条。第三版在原有基础上，对超高速通信接口、低功耗集成电路设计方法学（DFM/DFT）、先进的传感器融合技术以及基于FPGA/SoC的实时信号处理加速等前沿议题进行了大幅度的更新和扩展。 第一部分：先进半导体器件与集成电路设计基础 本部分深入剖析了构成现代高性能电子系统的关键半导体元件。重点内容包括： 1. 现代晶体管工艺与器件物理： 详细阐述了 FinFET 结构、SOI（绝缘体上硅）技术及其在提升开关速度和降低漏电方面的优势。讨论了下一代器件（如 GaN 和 SiC）在功率电子领域的应用前景，并对比了其在热管理和效率上的特点。 2. 高速互连与信号完整性（SI）： 详细分析了 PCB 走线上的反射、串扰和电磁兼容性（EMC）问题。引入了差分信号设计规范、阻抗匹配的精确计算方法，并介绍了时域反射计（TDR）在故障诊断中的应用。对于高速串行链路（如 PCIe Gen5/6 或 MIPI C-PHY），本书提供了均衡技术（如前馈和反馈均衡）的理论模型和实现考量。 3. 低功耗设计方法学： 探讨了亚阈值设计、动态电压频率调整（DVFS）和时钟门控等技术在移动和物联网（IoT）设备中的实施策略。重点解析了电源管理集成电路（PMIC）的设计原则及其对系统整体能效的影响。 第二部分：高级模拟与混合信号系统 这一部分着重于高精度数据采集和转换的艺术与科学。 1. 模数与数模转换器（ADC/DAC）原理： 详细解析了流水线型、Sigma-Delta ($SigmaDelta$) 和逐次逼近寄存器（SAR）型 ADC 的架构、非线性误差来源（如 DNL/INL）及其校准技术。对于 $SigmaDelta$ 转换器，本书详细推导了噪声塑形滤波器设计。 2. 低噪声放大器（LNA）与混频器设计： 针对射频（RF）和中频（IF）信号处理，深入探讨了噪声系数（NF）的最小化设计，以及如何在高动态范围内实现线性度（OIP3）。书中包含了先进的匹配网络设计和反馈技术。 3. 传感器接口与数据采集系统： 涵盖了从各种物理量（温度、压力、光电）传感器输出的预处理、滤波和多路复用技术。重点介绍了如何构建高精度、低漂移的桥式传感器接口电路。 第三部分：现代数字信号处理（DSP）理论与加速 本部分是本书的核心内容之一，聚焦于算法到硬件实现的转化，特别是在高性能计算平台上的优化。 1. 离散时间信号处理进阶： 深入探讨了 Z 变换、IIR/FIR 滤波器设计的先进优化，包括窗函数法的精确选择和最小相位滤波器设计。对自适应滤波（如 LMS 和 RLS 算法）的收敛性与稳定性进行了详尽的数学证明。 2. 傅里叶变换及其在工程中的应用： 详细讲解了快速傅里叶变换（FFT）的算法优化（如蝶形运算的内存访问优化），以及短时傅里叶变换（STFT）和小波变换（Wavelet Transform）在时频分析中的优势与局限。 3. 硬件加速与并行计算： 本书的特色之一在于对异构计算平台的深入剖析。详细介绍了基于 VHDL/Verilog 语言的 DSP 核定制，特别是如何利用 FPGA（现场可编程门阵列） 的并行结构实现高吞吐量的卷积、相关运算和矩阵乘法。此外，还探讨了如何将深度学习推理模型（如 CNN）高效地部署到专用的 SoC（系统级芯片） 架构中，以实现低延迟处理。 第四部分：系统级设计与验证 本部分关注如何将各个功能模块整合为一个可靠、可维护的电子系统。 1. 系统级建模与仿真： 介绍了使用 MATLAB/Simulink、SystemC 或 Vitis 等工具进行系统级建模的方法。强调了“模型驱动设计”（MDD）在加速软件/硬件协同验证中的作用。 2. 嵌入式系统中的实时性保证： 讨论了实时操作系统（RTOS）的调度机制（如 EDF 和 RMS），中断处理的优先级反转问题，以及如何通过硬件辅助实现时间确定性。 3. 设计验证与可测试性设计（DFT）： 系统地介绍了面向逻辑综合和布局布线的 DFT 技术，如扫描链插入、边界扫描（JTAG）的应用，确保了大规模集成电路的制造质量控制。 --- 本书的特点与优势 实践驱动的深度： 本书的理论推导严密，但所有章节都紧密结合了当前业界主流芯片（如高性能微控制器、FPGA/SoC 平台）的具体架构和设计挑战。 面向未来的技术栈： 重点覆盖了 5G/6G 通信前端、边缘计算所需的低精度计算优化、以及 AI 加速器的硬件实现技术，确保内容的前沿性。 丰富的案例与习题： 每章末尾均配有难度适中的理论习题和需要使用专业 EDA 工具进行仿真的设计案例，帮助读者巩固从理论到实践的转化能力。 本书是电子系统架构师、嵌入式软件与硬件协同开发者，以及所有渴望在信号处理领域实现技术突破的工程师和研究人员的必备参考书。
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