基于NI Multisim 11的PLD/PIC/PLC的仿真设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:聂典

出品人:

页数:494

译者:

出版时间:2011-4

价格:59.00元

装帧:

isbn号码:9787121131929

丛书系列:

图书标签:

• 电气
• 仿真
• Multisim
• PLD
• PIC
• PLC
• 仿真
• 设计
• 数字电路
• 可编程逻辑器件
• 单片机
• 自动化
• 电子工程

好的，这是一份关于您所提供书名的图书简介，内容专注于该书未涵盖的领域，力求详实且自然： --- 《数字系统设计与现代嵌入式技术前沿探索》 图书简介 本书并非聚焦于传统的基于NI Multisim 11平台的数字逻辑仿真设计、可编程逻辑器件（PLD）、微控制器（PIC系列），或工业控制中的可编程逻辑控制器（PLC）的仿真与实现。相反，本书将视角投向了当代电子工程和自动化领域中更为前沿和复杂的系统集成、高级算法实现以及新型硬件平台的研究与应用。它旨在为有志于深入理解和实践现代电子系统设计、信号处理、先进控制理论以及面向未来的计算架构的工程师、研究人员和高年级学生提供一份详尽的技术指南。 第一部分：面向高性能计算与异构平台的硬件加速 本部分将深入探讨现代系统设计中日益重要的硬件加速技术，特别是针对那些在传统微控制器或简单可编程逻辑结构上难以高效执行的任务。 FPGA与SoC架构的深度剖析： 我们将超越基础的PLD概念，重点讲解基于Xilinx UltraScale+或Intel Stratix 10等先进FPGA架构的内部结构，包括其高级逻辑单元（如DSP Slice、BRAM、UltraRAM）的优化配置。内容将详述如何利用硬件描述语言（VHDL/Verilog）实现并行计算流水线，对比结构化ASIC与通用逻辑的性能差异。 片上系统（SoC）的设计与集成： 书中将详细阐述SoC的设计流程，包括如何集成高性能的ARM Cortex-A系列处理器核（如在Zynq或Intel Arria SoC中）与可编程逻辑（PL）区域。重点将放在软硬件协同设计（Co-design）上，涉及AXI总线协议的应用、跨域时钟同步（CDC）的最佳实践，以及如何利用HLS（高层次综合）技术将C/C++代码快速映射到硬件加速器上。 内存系统与数据流优化： 讨论现代高性能系统中内存一致性、缓存层次结构管理的重要性。内容将涵盖DDR4/DDR5接口的高速设计、片上SRAM的访问模式优化，以及如何设计高效的数据流管道以最大化硬件资源的利用率，避免数据饥饿。 第二部分：先进控制理论与实时操作系统（RTOS）集成 本书将避开PLC的梯形图（Ladder Diagram）等传统控制方式，转而关注复杂动态系统的精确建模、先进控制策略的实施，以及保障系统实时性的软件架构。 非线性与自适应控制： 深入讲解如滑模控制（SMC）、模糊逻辑控制（FLC）以及基于模型的预测控制（MPC）的数学原理与数字实现。重点在于如何设计鲁棒的控制器，使其能够在模型不确定或外部干扰显著变化的工况下保持系统稳定性与性能。 复杂系统的状态估计与滤波： 详述扩展卡尔曼滤波器（EKF）、无迹卡尔曼滤波器（UKF）以及粒子滤波（PF）在多传感器融合（如惯性测量单元IMU、GPS、视觉传感器数据融合）中的应用。内容将侧重于如何在嵌入式实时环境中有效地实现这些复杂的迭代算法。 嵌入式实时操作系统（RTOS）的应用： 探讨FreeRTOS、Zephyr或VxWorks等RTOS在构建复杂嵌入式系统软件架构中的作用。内容将涵盖任务调度策略（优先级、时间片轮转）、中断服务程序（ISR）的设计规范、互斥锁和信号量的正确使用，以确保控制环路的确定性和实时响应性。 第三部分：前沿传感器技术与深度学习在边缘端的部署 本部分关注系统输入和决策层面的技术革新，这些往往需要远超传统单片机处理能力的计算资源。 高精度与新型传感器接口： 介绍激光雷达（LiDAR）、高分辨率图像传感器（CMOS/CCD）以及高精度时间飞行（ToF）传感器的电气特性、数据接口标准（如MIPI CSI-2、Ethernet AVB）和初步数据预处理技术。 边缘人工智能（Edge AI）的硬件实现： 探讨如何将深度学习模型（如CNN、RNN）从云端部署到资源受限的边缘设备上。内容将对比使用专用的神经网络处理器（NPU）与在FPGA或高性能GPU上加速推理的优劣。我们将详细分析模型量化（Quantization）、模型剪枝（Pruning）等优化技术在保持精度的同时降低计算负载的方法。 安全关键系统的设计考虑： 针对涉及人身安全或基础设施控制的系统，本书将探讨功能安全标准（如ISO 26262、IEC 61508）的基本原则，以及在硬件和软件层面实现故障检测、容错和安全隔离的架构设计方法，这与基础的逻辑设计范畴有显著区别。 总结： 本书为读者搭建了一座从传统数字电路和简单微控制器设计向现代高性能、高复杂度、高智能系统迁移的桥梁。它假定读者已具备扎实的数字逻辑基础，并致力于提供在当前工业界和学术前沿中具有高度实践价值的系统级设计方法论和技术细节。

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**视角三：对多平台融合与综合能力的关注** 我的工作经常需要将PLD、PIC和PLC这几大领域结合起来，进行综合性的系统设计。因此，我非常关注这本书能否在不同技术平台之间建立起有效的桥梁。我希望本书不仅能分别讲解PLD、PIC和PLC在NI Multisim 11中的设计方法，更重要的是，能够展示它们之间如何进行协同设计和仿真。例如，能否通过Multisim 11，将一个由PIC单片机控制的PLD硬件逻辑，与一个PLC控制的上位机系统进行集成仿真？这对于实现复杂的嵌入式系统和工业自动化控制系统至关重要。我希望能看到书中提供一些具体的实例，演示如何在一个统一的Multisim 11环境中，模拟一个包含PLD、PIC和PLC的完整工作流程，从硬件设计到软件编程，再到系统集成调试。这种跨平台、跨技术的融合性设计能力，是当前工业界非常稀缺的技能，如果本书能在这方面有所突破，那么它将极具参考价值。

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**视角一：初学者对基础知识与实践结合的期待** 作为一名刚刚接触PLD/PIC/PLC仿真设计的学生，我非常期待这本书能够为我打下坚实的基础。市面上很多教材要么过于理论化，要么实践案例不够接地气。我希望这本书能够在一个通俗易懂的层面上，深入浅出地讲解PLD（可编程逻辑器件）、PIC（微控制器）和PLC（可编程逻辑控制器）这三个核心概念。尤其是在NI Multisim 11这个具体的仿真平台下，如何搭建电路、编写程序、进行调试，这些实践性的操作流程应该得到详尽的阐述。我希望书中的每一个实验例证，都能从零开始，详细介绍所需的元器件、连接方式、以及关键的编程语句或指令。更重要的是，能够提供不同难度级别的项目，让我可以循序渐进地掌握知识，从简单的逻辑门电路设计，到复杂的嵌入式系统仿真，再到工业自动化控制的模拟。看到书名中“仿真设计”这四个字，我便对它寄予厚望，希望它能够真正做到“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，引导我通过Multisim这个强大的工具，将理论知识转化为实际的设计能力。我特别希望书中能有一些“踩坑指南”，分享一些常见的错误和解决方法，这对于初学者来说是无比宝贵的经验。

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**视角五：对最新版本软件特性与行业趋势的洞察** NI Multisim 11是市面上比较成熟的仿真软件之一，但电子设计和工业控制领域的技术发展日新月异。我希望这本书在讲解基本原理和操作的同时，也能够适当地提及NI Multisim 11中一些较新的功能或者潜在的升级方向。虽然我拿到的是基于11版本的书籍，但如果书中能够隐约透露出一些与最新版本Multisim（或同类先进仿真工具）可能相关的设计理念或趋势，例如对AI辅助设计、云端仿真、物联网（IoT）集成等方面的思考，那将使这本书更具前瞻性。我希望作者能够结合当下的行业需求和技术发展趋势，对PLD/PIC/PLC的设计方法进行一定的解读，让读者不仅掌握当前的技术，还能对未来发展有所预判。例如，在PIC单片机部分，是否会涉及到一些在物联网应用中常见的通信协议（如MQTT、CoAP）的仿真实现？在PLC部分，是否会提及一些工业4.0相关的概念及其在仿真中的体现？

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**视角二：有一定基础的工程师对高级应用的探索** 对于已经具备一定PLD/PIC/PLC基础的工程师而言，我更看重的是本书在高级应用和前沿技术方面的探索。NI Multisim 11作为一个功能强大的仿真软件，其潜力远不止于基础电路的搭建。我希望这本书能够带领我深入挖掘Multisim 11在PLD逻辑综合、PIC单片机嵌入式C语言开发与仿真、以及PLC控制策略优化等方面的强大功能。例如，在PLD部分，能否介绍如何利用Multisim 11进行复杂的FPGA设计流程，包括HDL（硬件描述语言）的编写、综合、时序分析以及与实际硬件的对接？在PIC方面，是否会有关于实时操作系统（RTOS）在PIC上的仿真应用，或者如何利用Multisim 11进行多任务并发、中断处理等高级调试技巧？对于PLC部分，我期望看到更复杂的工业自动化场景的仿真，例如分布式控制系统（DCS）、安全仪表系统（SIS）的原理性演示，以及如何利用Multisim 11进行PLC程序的高级调试、性能分析和故障诊断。书中若能包含一些实际工业项目中的案例研究，并详细介绍如何在Multisim 11中实现这些项目的仿真，那将极大地提升本书的实用价值。

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**视角四：对学习资源与社区支持的期待** 作为一个希望通过自学提升技能的读者，我非常看重学习过程中能够获得的辅助资源和社区支持。一本优秀的图书不仅仅是文字和图片的堆砌，更应该是一个完整的学习生态系统。我希望这本书能够提供配套的电子版资料，例如书中用到的所有Multisim 11的电路图文件、源代码、以及相关的参考文档。此外，一个活跃的在线学习社区或者作者提供的答疑渠道，将是无价的。当我在学习过程中遇到难题，或者对某些概念有疑问时，能够得到及时的帮助和解答，这会极大地提升我的学习效率和积极性。我希望这本书的作者能够构建一个平台，让读者之间可以交流心得、分享经验，甚至共同完成一些小型的项目。一个带有丰富案例库和论坛支持的图书，无疑会比孤立的教材更受欢迎。

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