嵌入式系统

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出版者:清华大学出版社
作者:Raj Kamal
出品人:
页数:588
译者:
出版时间:2005-5-1
价格:69.00元
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787302096245
丛书系列:
图书标签:
  • 计算
  • 嵌入式
  • 嵌入式系统
  • 单片机
  • 物联网
  • 硬件设计
  • 软件开发
  • 实时系统
  • 嵌入式Linux
  • 传感器
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  • 编程语言
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具体描述

《嵌入式系统》 这是一本深入探讨嵌入式系统设计与开发精髓的权威著作。本书旨在为读者构建一个全面而扎实的嵌入式系统知识体系,涵盖从基础理论到高级应用的各个层面。 核心内容概览: 嵌入式系统基础: 本章将带领读者走进嵌入式世界的基石。我们会深入剖析什么是嵌入式系统,它们为何如此重要,以及它们在现代科技中的广泛应用。从智能家居到工业自动化,从汽车电子到医疗设备,我们将通过生动的案例展示嵌入式系统如何渗透到我们生活的方方面面。此外,还会详细介绍嵌入式系统的典型结构,包括微处理器/微控制器、存储器、输入/输出接口、外围设备以及电源管理等关键组成部分,帮助读者建立对嵌入式系统硬件框架的清晰认识。 微控制器与微处理器详解: 作为嵌入式系统的“大脑”,微控制器(MCU)和微处理器(MPU)是本书的重点关注对象。我们将深入解析它们的架构,包括CPU核心、指令集、寄存器、流水线技术以及存储器管理单元(MMU)等。对于各类主流的MCU和MPU系列,如ARM Cortex-M、Cortex-A、RISC-V等,我们将进行细致的型号对比和特性分析,帮助读者理解不同系列在性能、功耗、成本和应用场景上的差异。此外,本书还会探讨如何根据具体项目需求选择合适的处理器,并介绍一些常用的开发板和评估平台。 嵌入式软件开发: 嵌入式系统的灵魂在于其软件。本章将全面介绍嵌入式软件开发的全过程。我们将从裸机编程开始,讲解如何直接与硬件交互,实现最基础的功能。随后,我们将深入探讨实时操作系统(RTOS)的应用,详细介绍 FreeRTOS, RT-Thread, VxWorks 等主流RTOS的原理、任务调度、进程间通信(IPC)、内存管理以及中断处理等核心概念。读者将学会如何使用RTOS来构建复杂、高效、可靠的嵌入式应用程序。此外,我们还将覆盖嵌入式Linux的开发,包括交叉编译工具链的搭建、内核移植、设备驱动程序的编写、文件系统的构建以及应用程序的开发部署等。 嵌入式硬件接口与通信: 成功的嵌入式系统离不开高效的硬件接口和可靠的通信机制。本章将详尽介绍各种常用的嵌入式硬件接口,包括GPIO(通用输入输出)、ADC(模数转换器)、DAC(数模转换器)、定时器、PWM(脉冲宽度调制)等,并提供具体的硬件控制方法和编程示例。在通信方面,我们将深入讲解串行通信协议,如UART、SPI、I2C,以及总线通信协议,如CAN、USB、Ethernet。此外,还将涵盖无线通信技术,如Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee等,帮助读者掌握如何实现嵌入式设备之间以及嵌入式设备与外部网络之间的通信。 嵌入式系统设计与优化: 高质量的嵌入式系统不仅需要功能的实现,还需要兼顾性能、功耗、成本和可靠性。本章将探讨嵌入式系统的设计原则和优化策略。我们将讨论如何进行系统架构设计,选择合适的硬件平台和软件架构。在性能优化方面,我们会介绍代码优化技巧、算法选择、缓存利用以及多线程/多任务并行处理等方法。对于功耗敏感的应用,我们将详细介绍低功耗设计技术,包括电源管理策略、睡眠模式、动态电压频率调整(DVFS)等。此外,本书还将涉及嵌入式系统的可靠性设计、错误处理机制以及故障诊断方法。 嵌入式系统调试与测试: 调试和测试是确保嵌入式系统稳定运行的关键环节。本章将介绍各种常用的嵌入式系统调试工具和技术,包括JTAG/SWD调试器、逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具,以及GDB等软件调试器。我们将教授读者如何有效地设置断点、单步执行、查看内存和寄存器状态,以及如何捕获和分析协议数据。在测试方面,我们将探讨单元测试、集成测试、系统测试以及性能测试等不同层级的测试方法,并介绍一些自动化测试工具和技术,帮助读者构建健壮的嵌入式软件。 高级嵌入式主题: 为了进一步拓展读者的视野,本书还将触及一些高级嵌入式主题。这可能包括嵌入式人工智能(Edge AI)的入门,如使用TensorFlow Lite、PyTorch Mobile等框架在嵌入式设备上部署机器学习模型。我们还会探讨嵌入式安全,包括硬件安全模块(HSM)、安全启动、数据加密以及身份验证等。此外,还可能涉及嵌入式系统的应用案例分析,例如物联网(IoT)平台的构建、嵌入式视觉系统的开发、以及智能交通系统中的应用等,通过实际项目案例加深读者的理解。 本书特色: 理论与实践并重: 本书不仅提供深入的理论讲解,更结合大量的实际编程示例和项目案例,帮助读者将理论知识转化为实践技能。 结构清晰,逻辑严谨: 全书内容编排合理,从基础到进阶,层层递进,帮助读者逐步建立完整的知识体系。 涵盖主流技术: 重点介绍当前嵌入式领域最流行、最实用的技术和工具,确保读者掌握前沿知识。 面向广泛读者: 无论是初学者还是有一定经验的工程师,本书都能提供宝贵的学习资源和参考。 通过阅读《嵌入式系统》,您将能够深入理解嵌入式系统的设计原理,熟练掌握嵌入式软件开发技能,并能独立完成复杂的嵌入式系统项目。本书将是您在嵌入式领域不断学习和探索的得力助手。

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读后感

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用户评价

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读完《嵌入式系统》这本书,我感觉自己仿佛站在了智能时代的巨人的肩膀上。它不仅仅是一本技术手册,更是一本启发思维的智慧之书。我一直对人机交互(HMI)在嵌入式系统中的作用非常感兴趣,这本书详细介绍了如何设计直观、易用的用户界面,并结合了传感器输入和执行器输出,实现了更智能、更便捷的交互体验。书中关于嵌入式系统可靠性和容错性的讨论,也让我印象深刻,作者提供了多种方法来提高系统的稳定性和抗干扰能力,这在关键应用领域尤为重要。我特别喜欢书中关于嵌入式系统性能优化的章节,它分享了各种深入的技巧,从代码级的优化到硬件资源的合理利用,让我能够更好地榨干设备的性能潜力。这本书让我看到了嵌入式技术在改变我们生活方式的巨大力量,也让我对未来的创新充满了无限的憧憬和动力。

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这本《嵌入式系统》给我留下了极为深刻的印象,它如同一位循循善诱的导师,带领我逐步揭开了嵌入式系统神秘的面纱。我此前对嵌入式系统只有一些模糊的概念,但通过这本书,我得以系统地学习了它的核心组成部分:微处理器、内存、外设接口以及各种通信协议。作者在讲解硬件抽象层(HAL)和驱动程序开发时,清晰地阐述了如何让软件与硬件进行高效交互,这对于理解底层工作原理至关重要。我尤其赞赏书中对于不同微控制器架构的对比分析,例如ARM Cortex-M系列,让我能够根据项目需求选择最合适的芯片。此外,书中关于内存管理和数据存储的章节,提供了深入的见解,包括RAM、ROM、Flash以及EEPROM的特性和使用方法,让我能够更好地优化系统性能和可靠性。让我惊喜的是,书中还涉及了嵌入式Linux系统开发,包括文件系统、内核配置以及用户空间应用程序的开发,这为我提供了将强大而灵活的Linux环境应用到嵌入式设备中的思路。这本书的知识广度和深度都令人赞叹,它不仅教授了“是什么”,更教会了“为什么”和“怎么做”,为我构建扎实的嵌入式系统知识体系奠定了坚实的基础,并激起了我持续学习和探索的欲望。

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读完《嵌入式系统》这本书,我最大的感受就是它不仅仅是一本技术书籍,更像是一本指引我探索未知领域、构建智能世界的地图。从初识嵌入式系统的概念,到深入理解其硬件架构、软件设计、实时操作系统,再到掌握通信协议、传感器应用以及物联网开发,这本书几乎涵盖了嵌入式系统从入门到精通的每一个关键环节。作者的讲解循序渐进,将复杂的概念分解得清晰易懂,并通过大量的实例和代码片段,让我能够理论结合实践,真正地理解每一个知识点。特别是关于实时操作系统(RTOS)的部分,它详细阐述了任务调度、中断处理、进程间通信等核心机制,让我对如何构建高效、可靠的嵌入式软件有了全新的认识。书中还穿插了许多实际应用场景的分析,例如智能家居、工业自动化、车载电子等,这让我看到嵌入式技术在现实生活中的巨大潜力,也激发了我将其应用到实际项目中的热情。我特别喜欢书中关于“低功耗设计”的章节,这在移动设备和物联网应用中至关重要,作者提供了多种优化策略和技巧,让我受益匪浅。总而言之,这本书为我打开了嵌入式系统的大门,让我能够自信地踏上这条充满挑战和机遇的技术之路,并对未来在这个领域的探索充满了期待。

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我不得不说,《嵌入式系统》这本书给我带来了巨大的惊喜和收获。它以一种非常人性化和易于理解的方式,将复杂的嵌入式技术展现在我面前。我一直对嵌入式系统在医疗器械领域的应用充满热情,这本书就详细介绍了相关的技术挑战和解决方案,从数据采集的精度和稳定性,到实时响应的可靠性,再到安全性和合规性,都进行了深入的探讨。书中关于嵌入式系统与大数据分析的结合,也让我看到了新的发展方向,如何从海量的嵌入式设备数据中提取有价值的信息,并应用于预测性维护、性能优化等方面。作者在讲解嵌入式系统的生命周期管理时,也提供了宝贵的经验,包括需求分析、设计、开发、测试、部署和维护等各个阶段的最佳实践。这本书让我明白,嵌入式系统不仅仅是代码和硬件的结合,更是一个系统工程,需要从更广阔的视角去审视和把握,它为我未来的职业发展和技术探索指明了方向。

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《嵌入式系统》这本书给我带来了前所未有的启发,它不仅仅是技术的堆砌,更是对整个嵌入式系统设计理念的深刻诠释。我一直对人工智能(AI)在嵌入式设备上的应用充满兴趣,而这本书为我打开了新世界的大门。它详细介绍了嵌入式机器学习(Embedded ML)的原理和技术,包括模型部署、推理加速以及模型优化等,让我了解到如何在资源受限的嵌入式设备上运行复杂的AI算法。书中关于嵌入式视觉和语音识别的案例分析,更是让我看到了AI与嵌入式系统融合的巨大潜力。作者在讲解边缘计算(Edge Computing)的概念时,也给了我很多启发,让我理解了如何将计算和数据存储推向数据源附近,从而降低延迟、提高效率。书中关于嵌入式系统与云计算的集成,也让我对构建更强大的智能系统有了新的认识。这本书不仅教授了如何“做什么”,更重要的是它引导我去思考“为什么”以及“如何做得更好”,它让我对嵌入式系统的未来发展充满了信心和期待。

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在我眼中,这本《嵌入式系统》堪称一本“百科全书”式的著作。它以一种非常系统和全面的方式,梳理了嵌入式系统开发的方方面面。我一直对数字信号处理(DSP)在嵌入式系统中的应用感到好奇,这本书深入浅出地介绍了DSP的基本概念、滤波器设计以及FFT算法等,并展示了它们如何在音频、图像和通信领域发挥重要作用。书中关于嵌入式实时性分析和性能优化的章节,更是为我指明了方向,让我了解如何在高并发、低延迟的环境下保证系统的稳定运行。作者在讲解调试技术和故障排除方法时,提供的实用技巧和工具介绍,也让我能够更有效地定位和解决开发过程中遇到的问题。此外,书中还涉及了嵌入式系统在汽车电子、医疗设备和航空航航天等领域的应用案例,这些前沿的讨论让我对嵌入式技术的广阔应用前景有了更深刻的理解。这本书的内容丰富,逻辑清晰,语言精炼,它不仅仅是知识的传递,更是思维方式的引导,让我从更宏观的角度去审视和理解嵌入式系统。

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《嵌入式系统》这本书绝对是我在技术学习道路上的一次重大收获。我一直对物联网(IoT)领域充满兴趣,而这本书正是通往这个世界的绝佳桥梁。它不仅详细介绍了嵌入式系统的基本原理,更将重心放在了如何将嵌入式技术与物联网应用相结合。书中关于传感器数据采集、处理和传输的讲解,从数据接口(如I2C、SPI)到通信协议(如MQTT、CoAP),都进行了详尽的阐述。我尤其受益于书中关于嵌入式设备安全性的讨论,包括数据加密、访问控制和固件更新机制,这些是构建安全可靠物联网系统不可或缺的要素。作者还通过大量实例,展示了如何构建一个完整的物联网解决方案,从边缘节点的开发到云平台的接入,再到数据可视化和远程控制,让我对整个物联网生态有了全面的认识。书中关于低功耗设计和无线通信技术(如Wi-Fi、Bluetooth)的介绍,更是为我实现便携式、长续航的物联网设备提供了宝贵的指导。这本书让我意识到,嵌入式系统不仅仅是简单的代码执行,更是连接物理世界与数字世界的关键纽带,它让我看到了无限的创新可能。

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一本真正能打动我的《嵌入式系统》!我一直觉得,作为一名开发者,理解软件与硬件的交互是至关重要的,而这本书在这方面做得非常出色。它从最底层的硬件结构开始,详细讲解了CPU、内存、寄存器等核心组件的工作原理,以及如何通过指令集来控制它们。然后,它逐步深入到操作系统层面,重点介绍了实时操作系统(RTOS)的任务管理、同步机制和内存分配等关键技术,这对于构建稳定可靠的嵌入式应用至关重要。我特别喜欢书中关于设备驱动程序开发的章节,它清晰地解释了如何编写高效、健壮的驱动程序,让应用程序能够顺畅地与硬件进行交互。此外,书中还穿插了许多关于嵌入式系统安全性的讨论,包括防止恶意攻击、保护数据完整性等,这些内容在当前的物联网时代尤为重要。这本书不仅提供了技术细节,更重要的是它培养了我对系统底层工作原理的深刻理解,让我能够更自信地应对各种复杂的开发挑战。

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《嵌入式系统》这本书,无疑是我近期阅读过的最具有价值的技术书籍之一。它以一种极为系统化的方式,将嵌入式系统从概念到实践的每一个环节都进行了清晰的梳理。我一直对嵌入式系统的软件架构和设计模式感到好奇,这本书详细介绍了各种常用的架构,如分层架构、面向对象架构等,并提供了具体的实践指导,让我能够构建出更具可维护性和可扩展性的嵌入式软件。书中关于嵌入式操作系统内核的讲解,尤其是它如何管理进程、线程、中断以及提供系统服务,让我对操作系统的底层运作有了全新的认识。我特别喜欢书中关于嵌入式测试和验证的章节,它提供了各种行之有效的测试方法和工具,帮助我确保嵌入式产品的质量和可靠性。这本书不仅仅是知识的传递,更是对开发思维的训练,它让我能够更全面、更深入地思考嵌入式系统的设计和实现。

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《嵌入式系统》这本书,真的让我对这个领域有了脱胎换骨的认识。我之前总觉得嵌入式开发是枯燥而遥不可及的,但这本书彻底颠覆了我的看法。它以生动有趣的语言,将复杂的嵌入式概念描绘得栩栩如生。我尤其欣赏书中关于嵌入式图形用户界面(GUI)开发的讲解,它详细介绍了如何使用各种框架和工具来创建美观、交互性强的用户界面,这对于智能设备的设计至关重要。书中还涵盖了嵌入式系统在嵌入式Linux环境下的开发,包括交叉编译、系统移植和应用部署等,让我对如何将强大的Linux能力应用到嵌入式设备中有了更深入的理解。作者在讲解通信协议时,也提供了丰富的实例,从经典的串口通信到现代的Wi-Fi、蓝牙,再到物联网领域的MQTT等,让我能够根据不同的应用场景选择最合适的通信方式。这本书让我明白了,嵌入式开发并非只是简单的代码编写,更是一种系统性的工程,需要对硬件、软件、通信和用户体验都有全面的考量。

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