基于PowerPC的32位微控制器原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

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出品人:

页数:325

译者:

出版时间:2010-6

价格:48.00元

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isbn号码:9787121109522

丛书系列:

图书标签:

• PowerPC
• 微控制器
• 32位
• 嵌入式系统
• 单片机
• 硬件原理
• 数字电路
• 电子工程
• 处理器
• 技术开发

现代嵌入式系统设计与开发：从理论到实践 作者： [此处留空，可填写作者姓名] 出版社： [此处留空，可填写出版社名称] 定价： [此处留空，可填写定价] --- 内容简介 本书旨在为读者提供一套全面、深入且极具实践指导意义的现代嵌入式系统设计与开发知识体系。它将理论基础、前沿技术与实际项目开发紧密结合，致力于培养工程师在复杂嵌入式应用领域快速构建稳定、高效系统的能力。全书内容涵盖了从底层硬件接口到高级软件架构的多个关键层面，尤其侧重于当前工业界广泛采用的先进架构和设计范式。 本书的结构设计遵循循序渐进的原则，从对嵌入式系统的基本概念界定出发，逐步深入到高性能处理器的内部机制、实时操作系统（RTOS）的精髓、以及现代通信协议的实现。它不仅仅是一本技术手册，更是一份指导工程师如何应对真实世界中软硬件协同挑战的实战指南。 第一部分：嵌入式系统基础与处理器选型 本部分为后续复杂内容奠定坚实的理论基础。我们首先深入探讨了嵌入式系统的定义、分类及其在物联网（IoT）、工业控制、汽车电子等领域的应用场景。重点分析了不同类型微处理器（MCU/MPU）的架构特点，强调了指令集架构（ISA）对系统性能、功耗和开发生态的影响。 处理器核心架构解析： 详细剖析了当前主流的32位和64位处理器核心的设计哲学，包括流水线技术、缓存层次结构（L1/L2/L3）、分支预测机制，以及内存保护单元（MPU/MMU）的工作原理。着重讲解了特权级别（Privilege Levels）在保障系统安全性和隔离性中的作用。 存储器系统与访问策略： 深入研究了闪存（Flash）、SRAM、DRAM（包括DDRx系列）的物理特性、时序要求和初始化流程。内容涵盖了内存映射I/O（MMIO）的实现细节，以及如何通过恰当的内存控制器配置来优化数据吞吐率和延迟。 底层硬件接口与驱动开发： 提供了大量关于通用异步收发器（UART）、串行外设接口（SPI）、I2C总线、以及高速同步串行接口（如QSPI）的实用操作指南。每种接口的讲解都包含硬件特性描述、寄存器级编程示例，以及编写健壮驱动程序需要遵循的最佳实践，确保数据传输的可靠性与准确性。 第二部分：实时操作系统（RTOS）与任务管理 在现代嵌入式系统中，对时间确定性的要求日益严苛，实时操作系统成为不可或缺的软件基石。本部分聚焦于RTOS的核心机制和应用技巧。 RTOS核心概念： 详细阐述了任务（Task）与线程的区别、上下文切换（Context Switching）的开销与实现、时间片轮转调度（Time-Slicing）和优先级继承（Priority Inheritance）等关键调度算法。通过对这些算法的数学模型分析，读者能深刻理解系统响应时间的决定因素。 同步与互斥机制： 深入探讨了信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）、事件标志组（Event Flags）和消息队列（Message Queues）的内部结构和正确使用场景。特别强调了死锁（Deadlock）的识别、预防和解除策略，这是保证多任务系统稳定运行的关键。 中断处理与异常管理： 阐述了中断服务程序（ISR）的设计原则，包括如何最小化ISR的执行时间，以及如何安全地在ISR和普通任务间传递数据。同时，系统地讲解了系统级异常（如总线错误、非法指令、堆栈溢出）的捕获、报告和恢复机制。 第三部分：嵌入式软件架构与模块化设计 本书强调从大型项目的角度考虑软件的可维护性、可扩展性和可移植性。本部分指导读者构建层次清晰、耦合度低的软件架构。 分层软件架构： 介绍了经典的“硬件抽象层（HAL）”、“板级支持包（BSP）”与“中间件层”的划分方法。通过实例演示如何通过定义清晰的API，实现应用层代码对底层硬件细节的解耦。 固件更新与可靠性： 探讨了可靠的固件空中下载（OTA）机制的设计，包括A/B分区方案、回滚机制（Rollback）和校验和验证。这对于部署在远程环境中的设备至关重要。 嵌入式C/C++编程范式： 结合MISRA C/C++标准，指导读者编写出更安全、更易于静态分析的代码。讨论了面向对象编程（OOP）在资源受限环境中的可行性及优化技巧，例如零开销抽象的应用。 第四部分：高级通信协议与网络集成 随着嵌入式设备越来越多地接入网络，高效、可靠的通信能力成为核心竞争力。 嵌入式TCP/IP协议栈： 深入剖析了轻量级TCP/IP协议栈（如LwIP）的内部工作原理，重点分析了Socket编程模型在嵌入式环境中的优化（如非阻塞I/O和事件驱动）。涵盖了ARP、ICMP、UDP、TCP等核心协议的实现细节。 无线连接技术： 提供了对蓝牙（BLE）和Wi-Fi模块集成的实战指导。内容包括如何配置和管理低功耗蓝牙的连接状态机，以及如何使用特定的SDK或AT指令集进行数据透传和配置管理。 数据序列化与安全传输： 介绍了JSON、Protocol Buffers等数据序列化技术在资源受限设备上的效率对比。最后，引入了TLS/DTLS的安全握手流程和嵌入式设备上的资源消耗考量，指导读者实现端到端的加密通信。 --- 本书的特色与目标读者 本书的显著特点在于其工程导向和实践深度。书中所有技术讲解都辅以大量的代码片段（主要使用C语言，辅以部分汇编或C++示例）和系统级的流程图，确保读者能够从“知道是什么”深入到“如何实现”。 目标读者： 1. 具备C语言基础，希望转入嵌入式系统开发的初级工程师。 2. 在职嵌入式软件工程师，寻求深入理解底层硬件接口和RTOS内核机制，以解决复杂性能和稳定性问题的专业人士。 3. 电子工程、计算机科学或自动化专业的硕士及博士研究生，需要进行深入项目实践或研究的学者。 通过系统地学习本书内容，读者将能够独立承担从硬件选型、驱动开发、操作系统移植到应用软件架构设计的全流程工作，成为一名合格的现代嵌入式系统架构师。

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最终还是未买。不如直接看厂商手册，结合实物边看边动手。

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