数字信号处理器原理、结构及应用基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业

作者:刘和平[等]编著

出品人:

页数:412

译者:

出版时间:2007-5

价格:45.00元

装帧:

isbn号码:9787111209393

丛书系列:

图书标签:

• dsp
• 数字信号处理
• DSP
• 处理器
• 原理
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• 通信
• 嵌入式系统
• 算法
• 电子工程
• 控制系统

好的，根据您的要求，这是一份针对一本未提及的、聚焦于数字信号处理器（DSP）原理、结构及应用基础的图书的详细简介，力求内容详实，且不包含您原书的任何特定信息。 --- 嵌入式系统与实时控制：基于微控制器的高级编程实践 图书简介 本书是一部全面阐述现代嵌入式系统设计与高级微控制器编程的深度技术专著。它旨在为电子工程、计算机科学以及自动化控制领域的学生、工程师和研究人员提供一套系统、实用的知识框架，帮助读者从底层硬件理解、操作系统选择到复杂算法实现，全面掌握构建高性能、可靠嵌入式解决方案所需的理论基础与工程技能。 第一部分：嵌入式系统基础与微控制器架构深入解析 本部分将奠定读者对现代嵌入式系统生态的认识，并深入剖析驱动这些系统的核心硬件——微控制器（MCU）的内部机制。 第一章：嵌入式系统导论与生态概览 本章首先界定嵌入式系统的概念、特性与应用领域，区分微处理器（MPU）、微控制器（MCU）和片上系统（SoC）的关键区别。重点探讨嵌入式系统的典型架构，包括传感器接口、执行器驱动、存储器组织（闪存、SRAM、EEPROM）以及通信总线。我们将分析实时性要求在嵌入式设计中的核心地位，并介绍嵌入式系统设计中的功耗、成本与可靠性权衡原则。 第二章：32位微控制器核心架构与指令集 本章聚焦于主流的32位Cortex-M系列内核的内部结构。详细讲解寄存器组、程序计数器、堆栈指针的配置与操作。深入剖析RISC精简指令集的特点，对比不同寻址模式的效率。内容涵盖流水线技术（Pipeline）如何提升指令执行效率，以及分支预测机制在嵌入式环境下的作用。特别讨论零周期/短周期指令在实时任务调度中的关键价值。 第三章：存储器映射与直接内存访问（DMA） 本章侧重于系统性能优化的关键环节——数据传输。详细解释内存保护单元（MPU）如何实现任务隔离与安全启动。随后，深入讲解DMA控制器的工作原理，包括单次传输、循环模式、突发传输的配置方法。通过具体的硬件实例，展示如何利用DMA机制将CPU从繁重的数据搬运任务中解放出来，从而专注于复杂逻辑的处理，这是实现系统实时性的基石。 第四章：中断系统、定时器与低延迟响应 实时性是嵌入式系统的生命线。本章将彻底剖析嵌套向量中断控制器（NVIC）的优先级管理、分组机制和挂起/恢复流程。讲解如何配置和使用通用定时器、高级控制定时器（如PWM生成器）进行精确的时间测量与周期性事件触发。内容将包括中断延迟的精确计算与优化，以及如何编写高效、无竞争的快速中断服务程序（ISR）。 第二部分：实时操作系统（RTOS）与高级调度 本部分将从裸机编程的限制中跳脱出来，引入实时操作系统的概念，讲解如何利用RTOS管理并发任务，确保系统行为的可预测性。 第五章：实时操作系统原理与内核结构 介绍RTOS的核心概念，如任务（Task）、优先级反转、互斥（Mutex）、信号量（Semaphore）和消息队列（Message Queue）。详细阐述内核调度器的工作方式，包括固定优先级抢占式调度、时间片轮转调度和混合调度策略。重点分析上下文切换（Context Switching）的开销与优化。 第六章：任务间通信与同步机制 本章专注于并发编程中的挑战——如何安全、高效地协调多个任务。深入探讨事件标志组（Event Flags）、邮箱（Mailbox）与消息队列在不同通信场景下的适用性。通过实际代码示例，演示如何利用互斥锁和信号量解决竞态条件（Race Conditions），并详细分析死锁（Deadlock）的成因与避免策略。 第七章：系统资源管理与内存池分配 在资源受限的嵌入式环境中，内存管理至关重要。本章探讨RTOS提供的各种内存管理方案，包括固定大小内存块池（Block Pool）和动态内存分配器。对比静态分配与动态分配的优缺点，并详细介绍如何设计和实现高效、可裁剪的内存池，以减少内存碎片化，提高系统运行的长期稳定性。 第三部分：外设接口与低级驱动开发 本部分专注于嵌入式系统与外部世界的交互，讲解关键通信协议和高级模拟/数字接口的底层实现。 第八章：通用异步与同步通信协议栈 详尽解析UART、SPI、I2C三种核心同步/异步通信协议的物理层与数据链路层特性。内容涵盖主机/从机配置、数据帧的格式化、时序图分析。重点讲解如何编写健壮的驱动程序，处理奇偶校验、错误检测和超时机制，确保数据传输的完整性。 第九章：网络通信接口与嵌入式网络协议 本章转向现代嵌入式应用对联网的需求。首先介绍以太网MAC/PHY的接口概念，随后深入讲解TCP/IP协议栈在嵌入式环境中的裁剪与移植。详细介绍轻量级物联网协议如MQTT与CoAP的结构，以及如何在资源受限设备上实现可靠的数据上云与远程控制。 第十章：模数转换（ADC）与脉冲宽度调制（PWM）的高级应用 本章探讨嵌入式系统与连续物理世界的桥梁。深入分析ADC的采样定理、量化误差、噪声抑制技术。讲解如何配置多通道扫描、触发源选择与中断后处理。对于PWM，不仅介绍其基础占空比控制，更侧重于电机控制、电源管理（如开关电源反馈环路）中对死区时间、上升/下降沿精确控制的需求。 第四部分：调试、性能分析与系统固件安全 本部分聚焦于嵌入式开发的工程实践，涵盖如何确保代码质量、定位缺陷以及保护知识产权与系统安全。 第十一章：高效调试工具链与固件烧录 系统介绍GDB在嵌入式环境下的应用，特别是JTAG/SWD调试接口的工作原理。讲解断点设置、观察点（Watchpoint）、寄存器追踪以及内存视图分析的技巧。此外，详细介绍Bootloader的架构，以及如何安全地实现空中下载（OTA）固件更新机制。 第十二章：性能分析与能耗优化 介绍使用硬件性能计数器（如DWT单元）进行代码热点分析的方法。讲解如何使用逻辑分析仪和示波器辅助定位时序问题。能耗优化方面，重点介绍MCU的各种低功耗模式（睡眠、停止、待机），以及如何设计唤醒源与功耗预算，实现电池供电设备的超长续航。 第十三章：嵌入式系统安全基础与固件保护 面对日益增长的安全威胁，本章引入基础安全概念。讲解代码签名、固件加密存储、安全启动链（Secure Boot）的实现流程。讨论如何利用硬件安全特性（如TRNG、加密加速器）来保护敏感数据和通信密钥，确保知识产权和系统操作的不可篡改性。 --- 本书内容涵盖了从底层寄存器配置到复杂RTOS调度的全景视角，强调理论与实践的紧密结合，旨在培养读者独立设计和实现高性能、高可靠性嵌入式实时控制系统的综合能力。 ---

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刚拿到这本书，就被它扎实的用料和精美的排版所吸引。纸张的质感很好，印刷清晰，文字大小也适中，阅读起来非常舒服。我迫不及待地翻到了目录，里面关于“DSP基础”、“指令集架构”、“流水线技术”等章节，让我想起了之前学习DSP时遇到的那些概念，比如如何处理数字信号、DSP的独特指令设计为何能带来高性能等。这本书的叙述风格看起来比较严谨，我期待它能用一种深入浅出的方式，将复杂的DSP原理一一揭示。尤其让我感到兴奋的是“定时器与PWM”以及“通信接口”这两部分。在很多嵌入式系统中，精确的时序控制和高效的数据通信是实现各种功能的关键。比如，PWM在电机控制、电源管理等领域有着广泛的应用，而各种通信接口（如SPI、I2C、UART、CAN等）则是连接不同模块、实现系统协同工作的生命线。我希望这本书不仅能讲解这些接口的工作原理，更能提供一些实际的硬件设计案例和软件驱动开发的指导，让我能够理解它们在实际电路中的布线、选型以及如何编写高效可靠的驱动程序。此外，我对“开发工具链”这一章节也充满了好奇，我一直想了解不同DSP厂商的开发工具链的特点和优势，以及如何选择最适合自己项目的工具。希望这本书能提供一些实用的信息。

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这本书的装帧非常有档次，拿在手里就有一种“干货满满”的感觉。我快速浏览了一下目录，看到了“DSP基础”、“指令集架构”、“流水线技术”、“存储器接口”、“中断与异常处理”、“定时器与PWM”、“DMA传输”、“多核DSP架构”等章节。这让我立刻联想到DSP在现代电子系统中的重要地位，它作为一种专用的微处理器，在信号处理、数据采集、实时控制等领域发挥着不可替代的作用。我尤其对“流水线技术”和“多核DSP架构”这两部分充满了兴趣，因为我一直想深入理解DSP是如何通过精巧的硬件设计和指令集来实现高性能的，以及多核架构如何进一步提升其并行处理能力。在我看来，了解这些底层原理，对于进行高效的算法优化和系统设计至关重要。同时，书中关于“中断与异常处理”和“DMA传输”的讲解，也正是我目前最需要掌握的知识点。在处理实时性要求极高的应用时，如何快速响应中断、如何高效地进行数据搬运，直接关系到系统的性能和稳定性。我希望这本书能够提供清晰的解释和具体的例证，帮助我理解这些机制的原理和应用。此外，我也很期待“开发工具链”和“嵌入式实时操作系统”部分的介绍，它们将直接影响我的开发效率和项目周期。

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这本书的封面设计很有学术风格，封底的文字描述也颇具吸引力。我迫不及待地翻阅起来，目录中的“DSP基础”、“指令集架构”、“流水线技术”、“存储器接口”、“中断与异常处理”、“定时器与PWM”、“DMA传输”、“多核DSP架构”、“通信接口”、“开发工具链”、“嵌入式实时操作系统”、“典型应用电路”、“高级应用模块”这些标题，勾勒出了一个非常完整的DSP知识体系。我一直对DSP在现代电子产品中的应用非常感兴趣，特别是它在音频、视频处理，以及各种控制系统中的核心作用。这本书从“DSP基础”开始，循序渐进，我想它一定能帮助我建立起牢固的理论基础。我个人在学习和工作中，常常会遇到一些与“定时器与PWM”、“DMA传输”、“通信接口”相关的实际问题。我希望这本书能在这几个方面给出详尽的讲解，比如PWM的生成原理、不同类型定时器的使用方法、DMA如何实现高效的数据搬运，以及各种通信接口的具体协议和应用场景。更重要的是，书中提到的“典型应用电路”和“高级应用模块”，这正是我在实际项目开发中最需要的参考。我期待能从这些章节中汲取灵感，找到解决实际问题的方案，提升自己的工程实践能力。

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这本书的封面设计简洁明了，那种略带磨砂质感的纸张，拿在手里有种厚实可靠的感觉。我翻开目录，看到了“DSP基础”、“指令集架构”、“流水线技术”、“指令集扩展”、“存储器接口”、“中断与异常处理”、“定时器与PWM”、“DMA传输”、“多核DSP架构”、“通信接口”、“开发工具链”、“嵌入式实时操作系统”、“典型应用电路”、“高级应用模块”等等章节。光是看着这些标题，就能感受到它是一本内容相当扎实、体系化的著作。我尤其对“流水线技术”和“多核DSP架构”这两部分内容充满了期待。在目前的电子设计领域，DSP的应用无处不在，从消费电子的音频处理，到工业控制的实时监测，再到通信基站的信号调制解调，DSP的性能和效率直接决定了产品的竞争力。我希望这本书能够深入浅出地讲解DSP核心工作原理，尤其是在流水线如何提升指令执行效率，以及多核DSP如何在并行处理能力上带来质的飞跃。同时，它在“典型应用电路”和“高级应用模块”的讲解，对我实际项目开发来说，无疑是宝贵的参考。我希望能从中找到一些可以直接借鉴的设计思路和解决方案，避免走弯路。我个人在学习DSP的过程中，经常会遇到理论和实践脱节的问题，希望这本书能够在这方面做得更好，将抽象的理论与具体的硬件实现和应用场景紧密结合起来，让我能够学以致用，真正掌握DSP的精髓。

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这本书给我的第一印象是它的“厚重感”，不仅仅是物理上的重量，更是内容上的分量。我翻阅了一下，发现其内容涵盖了从最基础的数字信号处理理论，到DSP的指令集、流水线、存储器管理，再到各种外设接口和实时操作系统。我之前在工作中接触过一些DSP项目，虽然能勉强应付，但总感觉对底层的理解不够透彻，尤其是在优化算法效率和硬件资源利用方面，常常力不从心。这本书的章节设置，特别是对“DSP基础”、“指令集架构”和“存储器接口”的详细阐述，正是解决我痛点的关键。我特别关注“中断与异常处理”以及“DMA传输”这两部分，因为在很多实时性要求极高的应用中，高效的中断响应和数据传输机制是保证系统稳定运行的基石。我希望能在这本书中看到对这些机制的深入剖析，以及它们如何协同工作来达到最优性能。另外，“开发工具链”和“嵌入式实时操作系统”的章节，对于我来说也是至关重要的。一个良好的开发环境和成熟的RTOS能够极大地提高开发效率，减少调试时间。我希望这本书能够提供一些关于如何有效使用这些工具的实用技巧和建议，甚至是一些常见的“坑”的规避方法。总而言之，我期待这本书能成为我DSP学习和工作中的一本“秘籍”，帮助我突破瓶颈，提升整体的DSP应用能力。

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