嵌入式系统设计与开发实验-基于Xscale平台 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:北京航空航天大学出版社

作者:石秀民

出品人:

页数:266

译者:

出版时间:2006-9

价格:26.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787810778152

丛书系列:

图书标签:

• 悠游生活
• 嵌入式系统
• XScale
• ARM
• 实验
• 设计
• 开发
• 硬件
• 软件
• 实践
• 教学
• 工程

深度解析：现代计算架构与驱动程序设计 图书名称：深度解析：现代计算架构与驱动程序设计 字数：约1500字 --- 第一部分：现代计算系统核心：从硬件到软件的深度融合 本书旨在为读者提供一个全面、深入的视角，剖析当前主流计算架构的演进脉络、底层工作机制及其在复杂系统设计中的实现细节。我们聚焦于现代处理器设计哲学、内存管理范式以及系统级互连技术的最新发展，旨在揭示高性能计算的基石。 第一章：超越摩尔定律：现代处理器架构的再思考 本章详细探讨了当前主流CPU/GPU异构计算范式的形成背景与技术细节。内容涵盖乱序执行（Out-of-Order Execution）单元的设计原理、分支预测机制的改进（如TAGE、Perceptron预测器），以及指令级并行性（ILP）和数据级并行性（DLP）的榨取技术。特别地，我们将深入分析特权级（Privilege Levels）的划分、页表结构（如多级页表、TLB的组织与刷新策略），以及处理器的安全扩展，如基于硬件的信任根（Root of Trust）和隔离执行环境（如Intel SGX或ARM TrustZone的结构性差异）。我们不局限于指令集手册的罗列，而是深入探究这些设计选择如何影响操作系统的调度效率和应用程序的性能剖面。 第二章：内存层次结构与一致性模型：性能的瓶颈与突破口 内存系统是现代计算机性能的决定性因素。本章将系统地讲解从寄存器到主存的完整层次结构。重点剖析L1/L2/L3缓存的设计哲学，包括缓存行的替换策略（如Pseudo-LRU的实际实现）、多核环境下的缓存一致性协议（如MESI、MOESI协议的细微差别），以及硬件如何通过预取器（Prefetcher）来预测数据访问模式。此外，本书将详述内存模型（Memory Model）的概念，对比C++内存模型与硬件内存模型之间的映射关系，并讨论Java/C等高级语言的内存屏障（Memory Barriers）指令在底层是如何被编译器映射和硬件执行的。对于非易失性内存（NVM）的出现，我们也进行了专门的分析，探讨其对传统缓存一致性模型的冲击。 第二章节：系统互联与总线架构 高性能I/O的实现依赖于高效的片上和片间通信。本章聚焦于当前系统互联技术的演变，从传统的共享总线到点对点（Point-to-Point）互联，再到面向服务的架构（如CXL、UCIe）。我们将详细分析PCI Express（PCIe）的事务层、数据链路层和物理层协议，重点讲解DMA（直接内存访问）的机制、事务隔离和流量控制的实现。此外，对于片上网络（NoC）的设计，我们将探讨路由算法（如Dimension Order Routing）与流控制机制在多核SoC中的应用。 第二部分：操作系统内核的构建与设备驱动的艺术 本部分将视角从硬件抽象层向上推进，聚焦于操作系统内核的内部工作原理，以及如何通过驱动程序与具体硬件进行高效、可靠的交互。 第三章：现代操作系统内核的结构与调度理论 本章深入探讨进程/线程管理、上下文切换的开销分析，以及高级调度算法（如CFS, Earliest Deadline First的变体）。我们将重点解析虚拟内存管理单元（MMU）与内核的交互方式，包括缺页中断（Page Fault）的处理流程、按需调页的优化策略，以及如何通过映射和解映射操作来控制用户空间对物理内存的访问权限。对于中断和异常处理，本书详述了中断描述符表（IDT）的结构、中断控制器（如APIC）的配置，以及中断延迟的量化分析。 第四章：设备驱动程序设计：从硬件寄存器到操作系统接口 驱动程序是硬件与操作系统之间的桥梁，其设计质量直接决定了系统的稳定性和性能。本章提供了一套完整的设备驱动开发框架。内容涵盖： 1. I/O映射与寄存器访问： 讲解如何使用`ioremap`（或等效函数）将物理地址映射到虚拟地址空间，以及`readb/readl/readq`等原子访问操作的必要性。 2. 中断处理的异步编程： 深入探讨自顶向下（Top Half）和自底向上（Bottom Half，如SoftIRQ、Tasklet、Workqueue）的处理机制，分析每种机制的适用场景和同步开销。 3. 并发控制与数据同步： 重点讲解在驱动程序中如何使用自旋锁（Spinlocks）、互斥锁（Mutexes）以及内存屏障来保证多核环境下对共享硬件状态和内核数据结构的正确访问。 4. 内存管理在驱动中的应用： 分析DMA缓冲区的分配策略（如使用`dma_alloc_coherent`或`dma_map_sg`），以及如何确保硬件访问的数据与CPU缓存的可见性一致。 第五章：固件、引导与系统启动流程 理解系统如何从冷启动状态过渡到操作系统运行，对于底层调试至关重要。本章系统梳理了从BIOS/UEFI到Bootloader（如GRUB、U-Boot）的整个启动序列。内容包括UEFI的模块化结构、安全启动（Secure Boot）的验证过程，以及Bootloader如何初始化核心硬件组件（如时钟、PLL、基本内存控制器）并最终将控制权移交给内核的入口点。我们还将探讨设备树（Device Tree）在现代嵌入式和非PC架构中描述硬件资源的方式及其解析机制。 第六章：性能分析、调试与故障排除的高级技术 本书最后一部分聚焦于实践能力。我们介绍了现代性能分析工具（如perf、VTune的底层数据采集原理），如何通过PMU（性能监控单元）计数器来精确测量缓存未命中率、分支失误率和指令周期。针对系统级调试，本书详细讲解了JTAG/SWD接口的工作原理，如何利用硬件断点和内存访问断点来定位难以复现的竞态条件（Race Conditions）和内存破坏问题。此外，针对驱动程序开发中常见的死锁和中断丢失问题，提供了系统的诊断流程和工具链应用指南。 总结： 《深度解析：现代计算架构与驱动程序设计》并非一本简单的理论汇编，而是通过对硬件设计哲学与操作系统内核实践的交叉剖析，为读者提供一套完整、深入的系统级思维框架。本书要求读者具备一定的C/汇编语言基础，旨在培养新一代系统工程师和底层开发者，使其能够驾驭复杂异构平台的性能优化与可靠性设计挑战。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑为嵌入式系统开发领域注入了一股新的活力。作者以Xscale平台为载体，细致入微地剖析了从硬件选型到软件实现的全过程。我尤其对书中关于功耗管理和低功耗设计策略的论述印象深刻，这在当今注重绿色计算的时代显得尤为重要。 kitabın, bu platformun getirdiği özgün zorlukları ve bunların üstesinden gelmek için kullanılan yöntemleri detaylı bir şekilde ele alması, okuyucular için gerçek dünya senaryolarında rehberlik ediyor. Yazarın, farklı I/O arabirimlerinin (GPIO, SPI, I2C vb.) nasıl kontrol edileceğine dair verdiği örnekler, uygulamalı çalışma yapanlar için son derece faydalı. Kitap, sadece Xscale platformuna odaklanmakla kalmayıp, aynı zamanda genel gömülü sistemler için geçerli olan temel prensipleri de vurguluyor, bu da kitabın uzun vadeli değerini artırıyor. I have found the explanations of the build process and cross-compilation environments to be particularly helpful, as these are often stumbling blocks for newcomers to embedded development. The author's ability to simplify complex topics like bootloaders and kernel customization is truly commendable. This book has significantly enhanced my understanding of how hardware and software integrate seamlessly in embedded systems, and I'm eager to explore more advanced topics covered within its pages. The structured approach to learning, moving from foundational concepts to more intricate details, makes the learning curve manageable and rewarding.

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我一种沉稳而专业的基调，深深吸引了我。当我翻开第一页，一股扑面而来的知识气息便让我跃跃欲试。作者在开篇便为我们勾勒出了嵌入式系统设计与开发的大致图景，尤其是聚焦于Xscale平台这一核心，让我对即将展开的学习之旅充满了期待。我一直对底层硬件如何与软件协同工作感到好奇，而这本书似乎正是解答我困惑的钥匙。我尤其欣赏作者在技术细节上的严谨，从处理器架构的解析到各类外设接口的讲解，都力求深入浅出，让即使是对Xscale平台初次接触的读者也能快速理解。 kitabın giriş kısmı oldukça doyurucu ve bu platformun sunduğu olanakları ve geliştirme süreçlerini anlamak için sağlam bir temel oluşturuyor. Yazarın dilinin akıcı olması ve karmaşık konuları anlaşılır bir dille anlatması da takdire şayan. Okumaya başladığım andan itibaren, bu kitabın sadece teori üzerine kurulu bir eser olmadığını, aynı zamanda pratik uygulamalar ve örneklerle zenginleştirildiğini hissettim. Bu da benim gibi uygulamaya dönük öğrenmeyi seven biri için büyük bir artı. Xscale platformunun avantajları ve dezavantajları hakkındaki bilgilendirmeler de oldukça yerinde. Kitap boyunca ilerledikçe, sadece bu platforma özgü değil, aynı zamanda genel gömülü sistem geliştirme prensiplerini de öğreneceğime inanıyorum. Bu da bana farklı projelerde ve farklı donanım platformlarında da kullanabileceğim değerli beceriler kazandıracaktır. Yazarın bu alandaki derin tecrübesi, kitabın her satırında hissediliyor.

评分☆☆☆☆☆

从这本书中，我学到了很多关于嵌入式系统设计与开发的宝贵知识，特别是围绕Xscale平台展开的深度解析。作者在阐述嵌入式图形用户界面（GUI）开发时，提供了许多优秀的实践经验。我非常欣赏书中关于触摸屏控制器和显示器接口的详细介绍，这对于构建交互式嵌入式产品至关重要。 kitabın, Xscale platformunun mobil uygulamalarda nasıl kullanıldığına dair örnekler sunması, benim için oldukça ilham verici oldu. Yazarın, gömülü sistemlerde kullanıcı deneyimini (UX) iyileştirmek için dikkate alınması gereken faktörler hakkında yaptığı açıklamalar da çok değerli. Kitap, sadece temel işlevleri değil, aynı zamanda hata yönetimi, loglama ve sistem izleme gibi daha gelişmiş konulara da değiniyor, bu da gerçek dünya projeleri için gerekli becerileri kazandırıyor. The explanations of real-time operating systems, including their scheduling algorithms and inter-process communication mechanisms, are exceptionally clear. I have gained a much deeper appreciation for the complexities involved in developing robust and responsive embedded software. The author's encouragement to explore and experiment with different approaches has also fostered a sense of independent learning and problem-solving. This book is an invaluable asset for any aspiring or experienced embedded systems engineer.

评分☆☆☆☆☆

这本书为我打开了通往Xscale平台嵌入式系统设计与开发的大门，其内容之丰富、讲解之透彻，令人印象深刻。作者在介绍嵌入式系统中的电源管理和低功耗设计技术时，提供了许多实用的建议。我尤其喜欢书中关于模拟信号处理和数字信号处理（DSP）在嵌入式系统中的应用的讨论，这为我提供了新的思路。 kitabın, Xscale platformunun performansını artırmak için özel olarak tasarlanmış donanım hızlandırıcılarının nasıl kullanılacağına dair verdiği bilgiler, projelerimde önemli iyileştirmeler yapmamı sağladı. Yazarın, gömülü sistemlerde güvenliği sağlamak için uygulanan temel prensipler ve yöntemler hakkında yaptığı açıklamalar da oldukça aydınlatıcı. Kitap, sadece yazılım geliştirme araçlarına değil, aynı zamanda donanım tasarımı ve PCB yerleşiminin yazılım performansı üzerindeki etkisine de değiniyor, bu da kapsamlı bir anlayış sağlıyor. The author’s engaging writing style makes the book a pleasure to read, even for those who might find embedded systems a challenging subject. The logical progression of topics ensures that readers build their knowledge progressively, leading to a deep understanding of the material. I would highly recommend this book to anyone looking to master embedded system design on the Xscale platform.

评分☆☆☆☆☆

这本书为我提供了一个深入理解嵌入式系统设计的绝佳机会，尤其是在Xscale这一强大的平台上。作者在阐述硬件抽象层（HAL）和设备驱动程序开发时，展现了极高的专业水准。我对于书中关于中断向量表和异常处理的讲解给予高度评价，这对于构建稳定可靠的嵌入式应用至关重要。 kitabın, Xscale işlemcisinin özel komut setlerinin ve programlama modellerinin nasıl kullanılacağına dair verdiği bilgiler, bu platformda derinlemesine çalışma yapmak isteyenler için vazgeçilmez. Yazarın, ağ iletişimi protokolleri (TCP/IP, UDP vb.) ve gömülü sistemlerdeki uygulamaları hakkında yaptığı açıklamalar da oldukça bilgilendirici. Kitap, sadece yazılımsal yönlere değil, aynı zamanda donanımsal tasarım prensiplerine de değiniyor, bu da okuyucuya bütünsel bir bakış açısı sunuyor. The quality of the diagrams and illustrations used throughout the book is excellent, aiding in the visualization of complex concepts. I particularly found the chapters on memory-mapped I/O and direct memory access (DMA) to be enlightening, as they are fundamental to high-performance embedded systems. The author’s encouragement to experiment and explore the platform further adds to the interactive nature of the learning experience. I feel much more confident in tackling complex embedded projects after studying this book.

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我爱不释手的书。从内容上看，它深入探讨了嵌入式系统设计与开发的每一个关键环节，特别是围绕Xscale平台展开的论述，为我打开了一个全新的视角。作者在讲解过程中，并没有停留在概念层面，而是通过大量的实例和代码片段，将抽象的技术变得具体可感。我尤其喜欢作者对内存管理和中断处理机制的详细解析，这对于理解嵌入式系统的实时性和效率至关重要。 kitabın sunduğu örnek projeler, teorik bilgileri pratikte nasıl uygulayacağımı gösteriyor ve bu da benim için paha biçilmez bir kaynak niteliği taşıyor. Özellikle, Xscale işlemcisinin mimari özelliklerinin geliştirme sürecini nasıl etkilediğine dair yapılan analizler, konuya hakimiyetimi artırdı. Yazarın, farklı geliştirme araçlarını ve hata ayıklama tekniklerini de tanıttığı bölümler, gerçek projelerde karşılaşılabilecek zorluklara karşı beni şimdiden hazırlıyor. This book is not just a textbook; it's a comprehensive guide that empowers readers to build and innovate. The clarity of the explanations and the logical flow of the content make it accessible to a wide range of readers, from students to seasoned professionals. I appreciate the author’s emphasis on best practices and performance optimization, which are crucial in the resource-constrained environment of embedded systems. The depth of coverage on topics like device drivers and real-time operating systems (RTOS) is particularly impressive. I have already started to incorporate some of the techniques I've learned into my personal projects, and the results have been very encouraging.

评分☆☆☆☆☆

这本书为我深入了解嵌入式系统设计与开发提供了一个绝佳的平台，尤其是在Xscale平台的实践应用方面。作者在讲解嵌入式系统中的通信协议栈（如CAN, LIN, I2S等）时，展现了深厚的专业功底。我尤其对书中关于多线程编程和并发控制的论述给予高度评价，这对于开发高性能的嵌入式应用至关重要。 kitabın, Xscale platformunun farklı modüllerini birbirleriyle nasıl konuşturacağımıza dair verdiği pratik örnekler, benim için bir öğrenme laboratuvarı niteliği taşıyor. Yazarın, gömülü sistemlerde veri bütünlüğünü ve güvenliğini sağlamak için kullanılan şifreleme teknikleri ve kimlik doğrulama yöntemleri hakkında yaptığı açıklamalar da oldukça ilgi çekici. Kitap, sadece donanım ve yazılım entegrasyonuna değil, aynı zamanda test ve doğrulama süreçlerine de odaklanıyor, bu da geliştirme döngüsünün tamamını kapsayan bir bakış açısı sunuyor. The author’s meticulous approach to covering topics like embedded system security, including potential vulnerabilities and mitigation strategies, is particularly commendable. I have learned how to design systems that are not only functional but also secure against various threats. The book also provides excellent guidance on selecting the right development tools and libraries for specific projects, further enhancing its practical value. This book has significantly improved my ability to design and develop complex embedded systems.

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，就像是在一位经验丰富的工程师的指导下进行实践。作者在Xscale平台上的深入探索，不仅体现在对处理器架构的精辟讲解，更在于对具体开发流程的细致指导。我非常欣赏书中关于实时操作系统（RTOS）选型与配置的章节，这为我理解多任务处理和任务调度提供了清晰的思路。 kitabın, önyükleyiciden başlayarak işletim sistemine, oradan da uygulamaların geliştirilmesine kadar olan tüm süreci adım adım anlatması, benim için bir harita görevi görüyor. Özellikle, Xscale platformunun sunduğu donanımsal hızlandırma özelliklerinin nasıl kullanılacağına dair verilen bilgiler, performansı optimize etmek isteyen geliştiriciler için çok değerli. Yazarın, güvenli önyükleme (secure boot) ve firmware güncelleme mekanizmaları gibi daha ileri düzey konulara da değinmesi, kitabın kapsamını daha da genişletiyor. This book has been instrumental in bridging the gap between theoretical knowledge and practical application. The author’s meticulous attention to detail in explaining debugging techniques and performance profiling has proven invaluable. I’ve learned how to effectively identify and resolve issues that often arise in embedded projects. The book’s emphasis on modular design and code reusability also promotes good software engineering practices, which are essential for developing robust and maintainable embedded systems. The author’s narrative style is engaging, making even the most technical sections a pleasure to read.

评分☆☆☆☆☆

这本书提供了一种深入理解嵌入式系统设计与开发的新途径，特别是在Xscale平台上的应用。作者在讲解嵌入式Linux的构建与移植时，展现了扎实的功底。我非常赞赏书中关于文件系统管理和用户空间/内核空间交互的详尽描述，这有助于我理解操作系统的核心机制。 kitabın, Xscale platformunun gerçek zamanlı performansını optimize etmek için kullanılan teknikleri detaylı bir şekilde açıklaması, benim için önemli bir öğrenme fırsatı sundu. Yazarın, gömülü sistemlerde yaygın olarak kullanılan çeşitli iletişim protokollerinin (UART, CAN, Ethernet vb.) nasıl uygulanacağına dair verdiği örnekler, uygulamalı yeteneklerimi geliştirmemi sağladı. Kitap, sadece yazılım geliştirmeye odaklanmakla kalmayıp, aynı zamanda hata tespiti ve giderme süreçlerini de sistematik bir şekilde ele alıyor, bu da geliştirme sürecinin verimliliğini artırıyor. The author's ability to explain complex concepts, such as memory protection and task scheduling, in a clear and concise manner is exceptional. I have also found the sections on debugging tools and techniques to be particularly useful, as they have helped me to quickly identify and resolve issues in my projects. The book's practical approach, combined with its theoretical depth, makes it an indispensable resource for anyone serious about embedded systems development.

评分☆☆☆☆☆

这是一本能够真正提升我嵌入式开发能力的著作。作者以Xscale平台为切入点，系统地梳理了嵌入式软件开发的全流程，从系统初始化到应用程序的部署。我尤其受益于书中关于实时数据采集和信号处理的详细讨论，这对于我正在进行的项目非常有帮助。 kitabın, Xscale platformunun çeşitli sensörlerle ve aktüatörlerle nasıl entegre edileceğine dair pratik örnekler sunması, benim için büyük bir ilham kaynağı oldu. Yazarın, düşük seviyeli donanım etkileşimlerinden başlayıp üst düzey uygulama geliştirmeye kadar olan süreci akıcı bir dille anlatması, konuya olan ilgimi sürekli canlı tuttu. Kitap, sadece mevcut teknolojileri anlatmakla kalmıyor, aynı zamanda gelecekteki trendler ve potansiyel gelişim alanları hakkında da ufuk açıcı bilgiler sunuyor. The clarity of the code examples is outstanding, and they are well-commented, making it easy to understand the logic behind each snippet. I appreciate the author’s emphasis on writing clean, efficient, and maintainable code, which are crucial skills for any embedded developer. The book also covers important aspects like version control systems and collaborative development, which are essential for team-based projects. This book has truly transformed my approach to embedded system design and development.

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆