脉冲与数字电路 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:蒋正柏 编

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:15.00元

装帧:

isbn号码:9787504431578

丛书系列:

图书标签:

• 脉冲电路
• 数字电路
• 电子技术
• 电路分析
• 模拟电路
• 信号处理
• 电子工程
• 高等教育
• 教材
• 通信原理

《现代电子系统设计与实现》图书简介 导论：电子工程的广袤图景 本书旨在为读者构建一个宏大而精密的现代电子系统设计蓝图。我们深入探讨从基础理论到前沿应用的完整链条，聚焦于如何将抽象的电子原理转化为稳定、高效且功能强大的实际系统。本书避开对特定电路类型（如脉冲或纯数字逻辑）的深入钻研，而是侧重于系统集成、信号完整性、系统级优化与现代微处理器在复杂环境下的应用。 第一部分：系统级思维与架构设计 本部分奠定了电子系统设计的顶层视角。我们强调“自上而下”的设计哲学，即从系统需求规格书（SRS）出发，逐步细化到子系统划分、接口定义与资源分配。 第一章：复杂电子系统需求分析与分解 本章首先剖析了需求规格书（SRS）的关键要素，包括性能指标（如功耗预算、实时性要求、环境适应性）的量化与约束。我们将详细介绍模块化设计原则（Modularity）和接口定义标准（Interface Definition），这是确保大型系统可维护性和可扩展性的基石。设计示例将侧重于嵌入式控制平台的需求分解，而非信号的波形处理。 第二章：现代处理器与片上系统（SoC）选型 本章的核心是理解现代计算核心的异构性。我们将对比高性能微处理器（MPU）、微控制器（MCU）以及专用的数字信号处理器（DSP）在不同应用场景下的适用性。重点讨论内存层次结构（Cache、SRAM、DRAM）对系统吞吐量的影响，以及总线架构（如AXI、AHB）在数据搬运中的效率考量。涉及的分析工具是系统性能模拟器，而非逻辑门级仿真。 第三章：可靠性、冗余与故障诊断 在关键任务系统中，可靠性是首要目标。本章系统阐述了容错设计技术，包括硬件冗余（如双核锁定步调HLS）、错误检测与纠正码（ECC）的应用原理。我们将详细分析电源管理单元（PMU）在维持系统稳定运行中的关键作用，以及热管理对长期可靠性的影响机制。软件层面的诊断与恢复流程将被作为系统设计的一部分进行讨论。 第二部分：信号完整性与高速互联 随着电子系统运行频率的提升，信号的物理特性对系统性能的影响日益显著。本部分聚焦于确保数据在传输路径中保持其原有形态的物理层设计挑战。 第四章：传输线理论在PCB设计中的应用 本章超越了基础的RC电路模型，深入到高频信号的电磁场行为。我们将探讨特征阻抗匹配、反射与串扰的发生机理。设计重点在于阻抗控制的叠层设计、过孔效应的最小化，以及如何利用电磁兼容（EMC）的设计规则来抑制辐射和抗干扰。涉及的仿真工具是场求解器（Field Solver）。 第五章：电源完整性（PI）与去耦网络设计 电源噪声是系统不稳定性的主要元凶之一。本章详细剖析了瞬态电流需求（Transient Demand）如何通过电源分配网络（PDN）产生电压跌落（IR Drop）。我们将介绍去耦电容的优化布局策略，包括大容量、中频、高频电容的协同作用，以及使用平面层进行低阻抗返回路径的设计技术。 第六章：高速数据接口与协议栈 本章关注系统间高效、可靠的数据交换。我们将分析主流的串行与并行高速接口（如PCIe、USB 3.x、以太网）的物理层（PHY）规范。重点在于均衡技术（Equalization）、时钟数据恢复（CDR）的工作原理，以及不同协议栈在应用层面对带宽和延迟的优化策略。 第三部分：现代嵌入式系统与固件协作 电子系统的功能实现，离不开硬件与软件的紧密配合。本部分探讨了固件层设计如何与底层硬件资源高效交互。 第七章：实时操作系统（RTOS）与任务调度 本章将实时操作系统的核心概念置于系统设计的背景下考察。我们对比了固定优先级抢占式、轮转调度等机制的优缺点，并分析了上下文切换（Context Switching）的开销。关键内容包括信号量、互斥锁等同步机制在避免竞态条件中的应用，以及如何进行任务优先级反转的分析与规避。 第八章：内存保护与安全机制 随着系统对安全性的要求提高，内存管理单元（MMU）和内存保护单元（MPU）的设计作用凸显。本章解析了虚拟内存的映射过程、页表结构及其对操作系统性能的影响。安全方面，我们探讨了安全启动链（Secure Boot Chain）的概念，以及如何利用硬件特性（如信任根TRM）来保护固件的完整性。 第九章：系统级测试、验证与调试 验证是电子系统设计中最耗时的环节。本章介绍结构化测试方法，包括边界扫描（JTAG/Boundary Scan）在板级互联测试中的应用。对于系统调试，我们重点讨论逻辑分析仪、示波器在捕获深层时序错误和识别高频噪声源方面的实际操作技巧，以及如何利用硬件调试接口进行固件级断点设置与变量追踪。 结语：展望系统级创新的未来 本书的最终目标是培养设计者从元件级别思考，提升至系统级别优化的能力。通过对现代处理器架构、信号完整性物理极限以及固件实时行为的综合理解，读者将能够驾驭日益复杂的电子产品开发挑战，专注于创新性的系统功能实现，而非陷入孤立的电路细节。

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