数字电视和机顶盒原理与维修 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:196

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出版时间:2010-5

价格:22.00元

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isbn号码:9787115224323

丛书系列:

图书标签:

• 数字电视
• 机顶盒
• 电视原理
• 电视维修
• 电子技术
• 电路分析
• 故障诊断
• 数字通信
• 高清电视
• 电视技术

好的，这是一本关于《现代嵌入式系统设计与实践》的图书简介，其内容完全独立于您提到的“数字电视和机顶盒原理与维修”。 --- 图书简介：《现代嵌入式系统设计与实践》 卷首语：驾驭“万物互联”时代的基石 在信息技术飞速迭代的今天，嵌入式系统已不再是仅限于工业控制和消费电子的“幕后英雄”。从智能穿戴设备到自动驾驶汽车，从工业物联网（IIoT）节点到复杂的医疗影像设备，每一个智能化的进步都深深根植于高效、可靠、低功耗的嵌入式软硬件平台之上。理解并精通现代嵌入式系统的设计、开发与优化，是当前电子信息工程、计算机科学以及机电一体化领域从业者和研究人员必须掌握的核心技能。《现代嵌入式系统设计与实践》正是应运而生，旨在为读者构建一个全面、深入且高度实战化的知识体系。 本书超越了对单一微控制器（MCU）架构的简单介绍，而是聚焦于当前主流的复杂嵌入式应用场景，特别是那些对实时性、功耗管理和互联互通有严苛要求的系统。我们力求通过理论与实践的紧密结合，引导读者从硬件选型到操作系统内核裁剪，再到应用层软件架构的搭建，实现对整个嵌入式生命周期的全面掌控。 第一部分：嵌入式系统基础与硬件平台解析 (共五章) 本部分奠定了坚实的底层基础，详细剖析了构成现代嵌入式系统的核心要素。 第一章：嵌入式系统架构的演进与趋势 本章首先梳理了嵌入式系统的历史脉络，重点对比了传统单片机（如8位/16位MCU）与现代高性能嵌入式处理器（如Cortex-A系列MPU和高性能Cortex-M系列）的设计哲学差异。深入探讨了异构计算（Heterogeneous Computing）的概念，包括CPU、GPU、DSP以及专用加速器（如NPU）在嵌入式系统中的协同工作模式。内容涵盖了面向边缘计算（Edge Computing）的系统需求分析及功耗预算的初步规划方法。 第二章：高性能嵌入式处理器的深度剖析 重点聚焦于ARM架构的最新发展，特别是Cortex-A系列多核处理器的流水线结构、缓存一致性协议（Cache Coherency）及其对操作系统调度的影响。详细解析了系统级芯片（SoC）的内部模块划分，包括内存控制器（DDR/LPDDR）、总线结构（如AXI/AHB/APB）的性能瓶颈分析与优化策略。此外，本章还引入了RISC-V架构在特定领域应用的潜力和设计考量。 第三章：存储器系统与启动流程的精细控制 嵌入式系统的启动过程是系统可靠性的关键环节。本章详述了从上电复位（POR）到操作系统内核加载的完整流程。深入讲解了闪存（NOR/NAND/eMMC/UFS）的读写特性、磨损均衡（Wear Leveling）技术，以及如何安全地实现固件空中更新（OTA）的存储分区策略。针对内存管理，详细阐述了MMU/MPU的作用，并分析了内存碎片化在长期运行系统中的规避措施。 第四章：电源管理与能效优化技术 在便携式和物联网设备中，续航能力至关重要。本章系统阐述了现代嵌入式电源设计。内容包括LDO与DC-DC转换器的选型标准、动态电压与频率调节（DVFS）的原理及其在Linux内核中的实现。此外，还覆盖了深度睡眠模式（Deep Sleep/Hibernate）的唤醒源配置、功耗测量工具的使用，以及如何通过固件层面对各个外设进行精细化的电源门控（Power Gating）。 第五章：实时I/O接口与高速通信协议 本章专注于系统与外部世界的交互。详细解析了高速串行通信接口如PCIe、USB 3.x/Type-C的底层握手协议和驱动层实现。对于工业控制领域，重点介绍了CAN FD、Ethernet TSN（时间敏感网络）的帧结构和时间同步机制。对于低速传感器连接，探讨了I2C、SPI的高级时序控制以及中断处理的延迟优化。 第二部分：实时操作系统与软件架构 (共六章) 本部分是本书的软件核心，旨在指导读者构建健壮、高效、可维护的嵌入式软件栈。 第六章：嵌入式Linux内核的裁剪与移植 系统性地介绍如何针对特定硬件平台裁剪和编译定制化的Linux内核。内容包括设备树（Device Tree）的编写与解析，内核模块的加载机制，以及如何针对系统需求（如低延迟）调整内核调度器（如CFS或PREEMPT_RT）。 第七章：实时操作系统（RTOS）的选型与深度应用 对比分析FreeRTOS、Zephyr等主流RTOS的内核特性，重点讲解任务调度（优先级继承、互斥锁、信号量）的正确使用，以及如何避免竞态条件和死锁。特别强调了在硬实时约束下的中断处理程序（ISR）设计规范和上下文切换的性能开销分析。 第八章：驱动程序开发：从架构到实现 本章聚焦于Linux驱动模型，详细讲解字符设备、块设备和网络设备驱动的框架。通过实际案例（如定制的SPI传感器驱动），演示如何正确使用内核API进行内存分配、中断注册和并发控制。同时，也涵盖了用户空间与内核空间之间安全高效的数据交换技术（如共享内存、ioctl）。 第九章：中间件与服务层设计：系统服务的构建 探讨如何利用D-Bus、Protobuf等技术在复杂的嵌入式应用中建立可靠的进程间通信（IPC）机制。本章还涉及日志系统（如Journald的嵌入式适配）、配置管理（如INI、YAML解析）以及服务生命周期管理（如systemd服务单元的编写）。 第十章：系统调试、性能分析与故障诊断 本书强调“先测量，后优化”。介绍使用GDB、KGDB、JTAG/SWD进行硬件级调试的方法。深入讲解了性能分析工具如Perf、ftrace在定位系统延迟和资源瓶颈时的应用。最后，系统介绍看门狗（Watchdog）、崩溃转储（Crash Dump）机制的配置，确保系统在高负载下的健壮性。 第十一章：系统级安全设计与固件保护 在物联网安全日益受到关注的背景下，本章系统地介绍了嵌入式系统的安全威胁模型。内容涵盖了硬件信任根（RoT）、安全启动（Secure Boot）的实现流程、代码签名验证。同时，详细阐述了数据加密（如AES、TLS/SSL的硬件加速利用）和内存保护技术（如Stack Canary、Address Sanitizer在嵌入式环境中的应用）。 第三部分：前沿应用与集成实践 (共三章) 本部分将理论知识与新兴技术相结合，展示现代嵌入式系统在复杂任务中的集成能力。 第十二章：容器化与轻量级虚拟化在嵌入式中的部署 探讨Docker、Podman等容器技术在资源受限设备上的可行性。重点分析了使用LXC/LXD进行轻量级隔离的优势，以及如何针对嵌入式环境优化容器镜像的体积和启动时间。同时，简要介绍KVM/Xen等全虚拟化技术在边缘服务器中的应用场景。 第十三章：深度学习模型在嵌入式边缘的部署（TinyML） 本章关注如何将复杂的AI模型压缩并部署到资源有限的MCU/MPU上。详细解析了模型量化（Quantization）、剪枝（Pruning）技术，并实战演示了TensorFlow Lite Micro、ONNX Runtime在嵌入式平台上的集成与性能调优。 第十四章：OTA与DevOps流程在嵌入式项目中的实践 建立一个高效的嵌入式软件交付流程。本章探讨了基于Yocto/Buildroot的项目构建自动化，介绍CI/CD流水线如何集成到嵌入式固件的编译、测试和部署中。重点讲解A/B分区策略下的安全、原子性OTA升级方案设计。 结语 《现代嵌入式系统设计与实践》不仅仅是一本工具书，更是一份全面的工程方法论指导。通过对底层硬件特性、实时操作系统内核、驱动层接口、以及前沿软件架构的深度挖掘，读者将能够自信地设计和维护下一代高性能、高可靠性、高安全性的智能嵌入式产品。本书适合具有C/C++编程基础，并希望深入理解现代嵌入式系统“为什么”和“如何做”的工程师、技术人员和高年级本科生与研究生。

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