电子系统综合设计 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:北京大学出版社

作者:郭勇

出品人:

页数:243

译者:

出版时间:2007-9

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787301121757

丛书系列:

图书标签:

电子系统设计
综合设计
电路设计
嵌入式系统
单片机
数字电路
模拟电路
电子技术
实践教学
毕业设计

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具体描述

本书从电子系统应用设计的角度讲述了电子系统综合设计的方法和步骤。全书共6章，主要讲述了电子系统综合设计的基础知识、微控制器应用系统综合设计、DSP应用系统综合设计、可编程逻辑器件应用系统综合设计以及电子系统综合设计的工程问题。其目的在于拓宽学生的知识面，培养学生的电子系统设计能力和创新能力。

本书取材新颖，内容翔实，可作为高等院校电子信息类高年级学生的教科书，也可作为参加全国大学生电子设计竞赛的学生的培训教材，还可供研究生和其他相关学科的工程技术人员参考。

电子系统综合设计图书简介主题：本书深度聚焦于复杂电子系统的概念化、架构设计、关键技术选型与集成实现，旨在为读者提供一套全面、系统且实用的工程方法论。它不侧重于单一学科（如单纯的数字电路或模拟电路）的理论推导，而是强调跨领域知识的融合与应用，以应对现代电子产品开发中“系统级思维”的迫切需求。核心内容与结构：本书的编写逻辑遵循一个典型的、从需求到交付的电子系统生命周期，将抽象的设计思想转化为具体的工程实践。全书共分为六大部分，层层递进，确保读者能够构建起一个完整的系统设计认知框架。第一部分：系统化思维与需求分析本部分是构建任何成功电子产品的基石。它阐述了从市场需求、用户场景出发，如何进行系统级需求分解与量化。我们讨论如何识别非功能性需求（如功耗预算、尺寸重量限制、环境适应性、可靠性指标），并将其转化为可验证的技术规格。特别地，本章详细介绍了架构选择的决策矩阵，例如在微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）或专用集成电路（ASIC）之间进行权衡的准则，而非简单介绍这些器件的功能。内容涵盖了系统级抽象模型的建立方法，如何通过模型来预演系统的关键性能指标，避免后期集成时的巨大返工成本。第二部分：基础模块的设计与选型本部分深入探讨了电子系统中那些不可或缺的“构建块”。我们不会冗余讲解标准教科书中的晶体管工作原理，而是将重点放在模块接口的标准化与鲁棒性设计上。电源管理系统（PMS）：侧重于多轨电源的隔离、噪声抑制、瞬态响应优化以及能效管理策略。讨论了同步降压转换器拓扑的选择，以及如何利用低噪声LDO确保敏感模拟电路的性能。时钟与同步：强调了抖动（Jitter）对高速数据传输的影响，以及如何构建高精度、低漂移的系统时钟树，包括锁相环（PLL）和延迟锁定环（DLL）在复杂系统中的应用场景与调试技巧。接口与互连：深入分析了高速串行（如PCIe、USB、Ethernet PHY）和并行总线的物理层要求，重点关注阻抗匹配、信号完整性（SI）的仿真验证方法，以及连接器选择对EMC性能的影响。第三部分：控制与数据处理核心的集成此部分是系统的“大脑”。它聚焦于异构计算资源的有效协同。嵌入式软件架构：探讨实时操作系统（RTOS）的选择标准、任务调度策略（固定优先级、轮转、截止期单调等），以及如何设计低延迟的中断服务例程（ISR）和同步机制。 FPGA与SoC的协同工作：讲解了如何使用硬件描述语言（HDL）实现定制化的加速逻辑，并设计高效的片上总线（如AXI）来连接处理器核与自定义IP核。内容侧重于软硬件分区（Partitioning）的艺术，即哪些功能应该固化在硬件中以保证速度，哪些应保留在软件中以增加灵活性。数据流管理：讨论了如何设计高效的数据缓存、DMA（直接内存访问）机制，以及在处理大量传感器数据流时，如何进行初步的硬件预处理以减轻主处理器的负担。第四部分：系统级可靠性与环境适应性现代电子设备要求在各种恶劣环境下稳定工作。本部分从设计源头解决可靠性问题。热管理设计：分析了组件功耗与散热路径的热阻计算，探讨了对流、传导和辐射的散热策略。内容涵盖了散热片设计、导热材料（TIM）的选择，以及在有限空间内设计被动/主动冷却系统的工程实践。电磁兼容性（EMC/EMI）：强调“设计即兼容”的理念。详细介绍了PCB布局中的关键去耦策略，多层板的电源/地平面设计规则，屏蔽壳体的设计原则，以及如何通过仿真工具预估辐射发射和抗扰度。元器件的降额设计（Derating）：不仅仅是遵循数据手册的建议，而是结合环境温度和工作负载，科学地选择元器件的安全裕度，以确保系统寿命。第五部分：固件/硬件的集成调试与测试系统的复杂性使得传统的逐模块测试效率低下。本部分聚焦于高效的联调与验证流程。调试接口与工具链：介绍JTAG/SWD、UART等调试接口的配置，以及如何利用逻辑分析仪、示波器进行时序异常和信号质量的捕获与分析。重点阐述了如何设置和利用硬件断点进行实时系统调试。系统级自检（BIST）与边界扫描：讨论如何设计内置测试逻辑，以便在系统启动或运行时自动检测关键模块的功能性。环境与寿命测试：介绍HALT/HASS（加速寿命测试/加速应力测试）的概念，以及如何设计针对性的测试方案来验证系统在设计寿命内的性能表现。第六部分：文档化与工程规范任何一个成功的电子项目都依赖于清晰、准确的文档。本部分指导读者如何构建一套完整的工程文档体系，包括原理图规范、PCB设计规范、元器件BOM管理流程，以及最终的集成与维护手册，确保系统的可追溯性和后续迭代的顺畅性。目标读者：电子工程、自动化、计算机工程专业的高年级学生、研究生，以及有志于从事嵌入式系统、物联网（IoT）设备、专用仪器仪表等领域产品开发和系统集成的工程师。本书假设读者已具备基本的电子电路和编程基础知识。

作者简介

目录信息

第1章电子系统综合设计概述 1.1 电子系统的构成 1.2 电子系统综合设计的方法和原则 1.2.1 电子系统设计的一般方法 1.2.2 电子系统综合设计的一般原则 1.3 电子系统综合设计步骤小结习题第2章电子系统综合设计基础 2.1常用电子元器件 2.1.1 电阻器、电容器、电感器及其应用 2.1.2 二极管、三极管、场效应管及其应用 2.1.3 集成电路及其应用 2.1.4 特殊元器件及其应用 2.2 模拟电路设计 2.2.1 模拟电子电路的设计方法 2.2.2 传感器 2.2.3 集成运算放大器 2.2.4 滤波器 2.3 数字电路设计 2.3.1 模拟开关和数据选择器 2.3.2 数值比较器 2.3.3 计数器／分频器 2.3.4 译码器 2.4 集成电路设计 2.4.1 传感器放大电路的设计 2.4.2 有源滤波器的设计 2.4.3 转换电路的设计 2.4.4 集成信号发生器 2.5 常用电子仪器 2.5.1 万用表 2.5.2 示波器 2.5.3 信号发生器 2.5.4 直流稳压电源 2.6 常用工具软件 2.6.1 Protel DXP 2.6.2 EWB 7.0 小结习题第3章微控制器应用系统综合设计 3.1 微控制器应用系统综合设计概述 3.1.1 微控制器的发展趋势 3.1.2 微控制器的应用及选择 3.1.3 微控制器应用系统综合设计的一般过程 3.2 微控制器应用系统硬件及接口设计 3.2.1 时钟电路设计 3.2.2 复位电路设计 3.2.3 键盘接口设计 3.2.4 显示器接口设计 3.2.5 语音接口设计 3.2.6 单总线接口设计 3.2.7 I2C总线接口设计 3.2.8 SPI总线接口设计 3.3 微控制器应用系统程序设计 3.3.1 微控制器应用系统程序设计编程语言选择 3.3.2 微控制器应用系统程序设计规范 3.3.3 汇编程序设计 3.3.4 C51程序设计 3.3.5 C51与汇编的混合编程小结习题第4章 DSP应用系统综合设计 4.1 DSP应用系统概述 4.1.1 DSP应用系统的特点 4.1.2 DSP芯片的分类及选择 4.1.3 DSP应用系统设计的一般步骤 4.2 TMS320C54X应用系统的硬件设计 4.2.1 TMS320C54X应用系统硬件接口 4.2.2 电源设计 4.2.3 复位电路设计 4.2.4 时钟电路设计 4.2.5 外部存储器与并行I／O接口电路设计 4.2.6 3V和5V混合逻辑设计 4.3 汇编语言程序设计 4.3.1 CCS集成开发环境简介 4.3.2 DSP汇编语言程序的编写 4.3.3 应用程序设计举例小结习题第5章可编程逻辑器件综合设计 5.1 可编程逻辑器件概述 5.1.1 PLD分类 5.1.2 FPGA／CPLD概述 5.1.3 PLD的开发软件 5.2 CPLD／FPGA结构与原理 5.3 Xilinx公司的CPLD介绍 5.4 Xilinx公司的FPGA， 5.4.1 主流FPGA 5.4.2 Spartan liE器件 5.4.3 Xilinx公司FPGA其他系列简介 5.5 Xilinx公司的开发软件 5.6 VHDL编程举例 5.6.1 VHDL编程 5.6.2 VHDL编程举例小结习题第6章电子系统综合设计的工程问题 6.1 电子系统抗干扰性设计 6.1.1 电磁干扰带来的危害 6.1.2 电磁干扰的定义和三要素 6.1.3 电磁干扰的类型 6.1.4 干扰传播的(耦合)路径 6.1.5 抗干扰设计的工程方法 6.2 电子系统可靠性设计 6.2.1 可靠性的定义与衡量指标 6.2.2 可靠性设计 6.2.3 提高系统可靠性的措施 6.3 电子系统的装配与调试 6.3.1 印制电路板和元器件的安装 6.3.2 电子系统的调试小结习题参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

从用户体验和人机交互（HCI）的角度来看，《电子系统综合设计》的视角显得过于“工程师中心化”了。它详尽地描述了如何高效地设计一个高性能的硬件加速器，但对于这个加速器如何最终转化为一个令终端用户感到愉悦和直观的产品体验，几乎没有涉及。例如，当讨论触摸屏控制器集成时，书中只关注了采样率和去抖动算法的优化，而完全忽略了诸如触觉反馈的集成、屏幕响应延迟对用户感知流畅度的影响，以及如何通过硬件设计来支持更复杂的手势识别。现代电子系统设计不再是单纯的性能竞赛，而是用户体验与工程实现的交织。我期待看到的是，如何将用户研究的结果（如眼动追踪数据、操作习惯模型）有效地映射到硬件资源分配和模块划分决策中。这本书似乎漏掉了一个关键的维度：技术必须为人服务，而设计过程中的决策链条应当反映这一核心理念。因此，它更像是一本关于“如何搭建骨架”的指南，却未能教会我们如何赋予这个骨架“灵魂”。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的结构和叙事节奏感到非常困惑。它的章节切换似乎缺乏明确的逻辑主线，一会儿深入到具体的时序约束编写细节，下一章又跳跃到项目管理和成本估算。这种不连贯性使得阅读体验变得非常破碎。我本想通过这本书系统地理解从需求定义到最终产品交付的全生命周期管理，尤其是如何在高迭代速度下保持设计质量的一致性。但书中关于敏捷方法在硬件设计中应用的讨论，几乎是空白的。更别提在现代电子产品中越来越重要的供应链安全和可追溯性问题，这些对于任何一家大型代工厂而言都是至关重要的环节，但在这本书里却找不到任何相关的章节。我期待的是一本能构建起一个完整的、可操作的“设计哲学”的著作，而不是一堆知识点的零散堆砌。读完后，我感觉自己掌握了一些零碎的工具使用方法，但对于如何将这些工具整合到一个高效、可持续的设计流程中，依然感到迷茫。

评分☆☆☆☆☆

这本书的图表质量和数据准确性需要被严肃对待。我注意到一些关于系统功耗分析的图例，其基准数据似乎是基于非常老的处理器架构，完全没有考虑到近几年引入的深度睡眠模式或动态电压和频率调节（DVFS）对整体能效的巨大影响。在讨论传感器融合的系统架构时，书中提供的计算复杂度分析未能充分考虑浮点运算与定点运算的实际硬件开销差异，这对于资源受限的嵌入式平台设计者来说，是非常误导性的信息。我特别关注了关于互连总线（如AXI或TileLink）带宽分配的章节，但其提供的吞吐量估算模型过于理想化，没有纳入仲裁延迟和缓存一致性协议带来的实际性能损耗。一个优秀的系统设计参考书，理应提供基于最新工业标准和实际测量结果的量化分析，而不是停留在理论推导层面。对于依赖精确参数进行系统选型的读者而言，这种数据上的滞后和简化，无疑会成为实践中的障碍。

评分☆☆☆☆☆

这本《电子系统综合设计》的封面设计着实吸引人，一种简洁而富有科技感的蓝紫色调，配合着精密的电路图轮廓，让我对内容充满了期待。然而，当我翻开扉页，试图寻找一些关于现代集成电路制造工艺，比如FinFET或者GAAFET结构如何影响系统级性能的深度分析时，我感到了一丝失落。书中的内容似乎更侧重于传统的系统架构划分和模块间的接口定义，缺乏对当前前沿半导体技术如何重塑整个电子产品设计范式的探讨。比如，对于异构计算单元（如CPU、GPU、NPU）在功耗敏感型边缘设备上的协同设计，书中只有非常泛泛的描述，没有给出具体的性能优化模型或者设计流的演进。我期望能看到更多关于如何利用最新的IP核和高层次综合（HLS）工具链来加速从算法到硬件的映射过程的实例，而不是停留在概念性的介绍上。特别是，在高速信号完整性和电源完整性（SI/PI）这一关键领域，书中提供的仿真和分析方法显得有些陈旧，未能充分涵盖高频设计中串扰、地弹等复杂问题的现代处理手段，这对于从事尖端通信或高性能计算系统设计的工程师来说，可能不够实用。总而言之，这是一本扎实但略显过时的入门级教材，未能跟上行业快速迭代的步伐。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深硬件工程师，我一直在寻找一本能深入剖析复杂系统调试与验证策略的书籍。我原以为《电子系统综合设计》会在这方面提供一些颠覆性的见解，尤其是在面对SoC级别庞大状态空间时的自动化验证方法。然而，书中对于形式化验证（Formal Verification）的应用案例寥寥无几，对覆盖率收敛的实际挑战也着墨不多。更让我感到遗憾的是，关于软硬件协同调试的探讨非常表层化。例如，在涉及实时操作系统（RTOS）与底层硬件驱动交互的场景下，如何有效地利用JTAG/SWD接口进行非侵入式调试，并追踪跨越多个处理域的延迟链，书中没有提供任何可操作的调试技巧或工具链推荐。那些关于系统级鲁棒性和容错机制的设计模式，也大多是教科书式的陈述，缺乏在实际大型项目中，如车载电子或航空航天系统中，如何权衡设计复杂度与可靠性指标的具体案例研究。这本书似乎更偏向于“如何设计”的静态蓝图，而对“如何确保它在真实世界中能可靠运行”这一动态过程关注不足，使得其在解决实际工程难题时的指导价值打了折扣。

评分☆☆☆☆☆