具体描述
《电子信息工程专业本科系列教材•信息论与编码》是—本21世纪教学的有关信息论与编码的教材。全书共分7章，即绪论、信息的量度、无失真信源与信息熵、信道及其容量、信源编码、信道编码、信息工程中的数据保密。
《电子信息工程专业本科系列教材•信息论与编码》重点介绍信息处理的理论基础以及实现原理与方法。内容分为两大部分，即：理论基础(前4章)和应用(后3章)。理论基础部分主要介绍信息的基本理论与基本概念：信息熵、互信息、信息率失真R(D)函数，信道容量以及它们的性质与计算。应用部分主要介绍信息与通信系统中的优化及其实现手段与方法，包括：信源编码定理、无失真的统计匹配编码、解除相关性的预测编码与变换编码以及实用性的文字传真编码、语音编码与图像编码等提高系统有效性的信源编码；信道编码定理、分组码的基本理论与方法、卷积码的基本理论与方法等提高系统可靠性的信道编码以及信息工程中的数据保密。
好的，根据您的要求，我将为您撰写一本不同于《信息论与编码/电子信息工程专业本科系列教材》的图书简介。这本书的定位和内容将完全不同，以确保不包含您提供的教材中的任何信息。 --- 图书名称：《高级嵌入式系统设计与应用：基于RISC-V架构的实践指南》 图书简介： 在当今数字技术飞速发展的时代，嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面，从智能手机、物联网设备到工业自动化和汽车电子，其核心技术的掌握已成为电子信息工程领域专业人士的必备技能。传统的嵌入式系统开发往往受限于特定指令集架构（ISA）的封闭性，而基于开放、灵活且不断演进的RISC-V架构的嵌入式系统设计正成为行业热点。《高级嵌入式系统设计与应用：基于RISC-V架构的实践指南》正是为迎接这一变革而精心编写的一本深度实践型教材。 本书旨在为具有一定数字逻辑、微处理器基础的电子信息工程专业学生、系统工程师和嵌入式软件开发者提供一个全面而深入的学习平台，重点聚焦于如何利用RISC-V这一开源指令集架构进行高效、创新性的嵌入式系统设计、开发和验证。 本书的结构与核心内容： 本书共分为五个主要部分，循序渐进地引导读者从基础概念深入到复杂系统的实现。 第一部分：RISC-V架构与生态系统解析 本部分首先对RISC-V指令集架构进行了系统性的介绍，超越了基础的指令集学习。我们将详细解析RV32I和RV64I的特权级架构（User, Supervisor, Machine Mode），探讨RV32E在资源受限环境下的应用优势。重点将放在其模块化设计理念上，深入剖析扩展指令集（如M、A、F、D、C等）的引入如何适应不同应用场景的需求，并对比分析其与传统x86及ARM架构在设计哲学上的根本区别。此外，我们还将梳理当前主流的RISC-V工具链，包括GCC/LLVM的交叉编译环境搭建、OpenOCD/GDB的调试流程，以及仿真器（如Spike）的使用方法，为后续的实践开发奠定坚实基础。 第二部分：基于RISC-V的硬件平台与微控制器设计 此部分是本书的硬件实践核心。我们将不再局限于现有的商业SoC，而是引导读者学习如何从零开始“构建”一个RISC-V核心。内容涵盖： 1. 硬件描述语言（HDL）实现： 使用Verilog/SystemVerilog描述一个精简的五级流水线RISC-V处理器（如PicoRV32或一个自创的简化核心），重点分析取指、译码、执行、访存和写回阶段的数据通路设计、控制逻辑的同步与仲裁机制。 2. 片上系统（SoC）集成： 学习如何将RISC-V核与内存子系统（SRAM/DRAM控制器接口）、中断控制器（PLIC/CLIC）以及标准片上外设（如UART、SPI、GPIO）通过总线结构（如Wishbone或AXI-Lite的简化模型）进行高效集成。 3. FPGA原型验证： 详细介绍如何使用Xilinx或Intel FPGA平台对自研SoC进行快速原型验证，包括时序约束、资源映射和逻辑仿真流程。 第三部分：操作系统与底层软件移植 嵌入式系统的性能高度依赖于其运行环境。本部分深入探讨了在RISC-V平台上运行复杂软件的技术。 1. 引导加载程序（Bootloader）的开发： 详细解析从硬件复位到操作系统启动之间的关键步骤。我们将基于Bare-metal环境，编写一个用于初始化内存映射、配置时钟和设置基本中断向量的Bootloader，并演示如何通过JTAG/UART接口加载首个用户程序。 2. 操作系统的选择与裁剪： 重点分析FreeRTOS和Zephyr OS在RISC-V架构下的移植要点。内容包括上下文切换的汇编级实现、中断向量表（MTVEC）的配置、内存保护单元（PMP）的管理，以及针对RISC-V特有原子操作扩展（A Extension）的同步原语实现。 3. 设备驱动程序开发： 学习如何为自定义的硬件外设（如本例中集成的定时器和SPI控制器）编写符合Linux内核或RTOS规范的设备驱动程序，重点关注内存映射I/O（MMIO）的访问安全性和中断服务例程（ISR）的编写规范。 第四部分：高性能与低功耗优化技术 在资源受限的嵌入式领域，性能与功耗是永恒的主题。本部分聚焦于RISC-V架构下的高级优化策略。 1. 指令集定制与加速： 探讨如何利用RISC-V的定制指令（Custom Extensions）功能，根据特定算法（如加密、信号处理）的需求，设计并集成硬件加速模块，并展示如何通过编译器前端接口（如GCC插件或MLIR）将其映射到自定义指令。 2. 流水线效率与分支预测： 深入分析流水线冲突、数据冒险的缓解措施，并探讨在简单核心中如何设计有效的硬件分支预测单元以提升代码执行效率。 3. 功耗管理与睡眠模式： 讲解如何通过操作Machine Mode的CSR寄存器来控制CPU的频率缩放（DVFS）和进入深度睡眠模式，实现系统级别的功耗优化，并结合实时功耗测量工具进行验证。 第五部分：先进应用案例与未来趋势 最后，本书通过两个完整的、基于实际硬件（如SiFive HiFive Unmatched或自研FPGA开发板）的项目案例，巩固读者的知识： 1. 基于RISC-V的轻量级网络服务器： 涉及TCP/IP协议栈的移植、网络驱动程序的编写以及嵌入式Web服务的搭建。 2. 边缘计算中的安全启动链（Secure Boot）： 探讨如何利用RISC-V的特权模式和硬件信任根（RoT）概念，实现不可篡改的固件验证和安全启动流程。 本书的实践性极强，每一章都配有清晰的代码示例、硬件描述文件和验证脚本，旨在培养读者独立设计、调试和优化复杂嵌入式系统的工程能力。它不仅是理论学习的补充，更是迈向下一代开源硬件创新实践的基石。
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