硬件系统工程师宝典 张志伟王新才 计算机与互联网 书籍

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张志伟,王新才著著作 著
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店铺: 文轩网旗舰店
出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121249822
商品编码:1457074828
开本:16开
出版时间:2015-01-01
页数:348
字数:569600

具体描述

作  者:张志伟,王新才 著 著作 定  价:68 出 版 社:电子工业出版社 出版日期:2015年01月01日 页  数:348 装  帧:平装 ISBN:9787121249822 张志伟、王新才编著的《硬件系统工程师宝典》从实际电路设计入手,对硬件系统开发流程中的需求分析、概要设计、硬件开发平台搭建、原理图的详细设计、pcb的详细设计进行综合论述;对电路设计中的信号完整性(si)、电源完整性(pi)、电磁兼容性(emc)及dfx的基础理论进行了分类总结并给出了对应这些理论的实际电路的设计方法及仿真分析的方法。全书共分9章,主要内容包括:硬件系统设计中的常见需求,设计中需要考虑的各类概要设计及开发平台的归纳,si的理论分析及满足si的常用设计方法,pi的理论分析及满足pi的等 第1章需求分析1
1.1功能需求1
1.1.1供电方式及防护1
1.1.2输入与输出信号类别2
1.1.3无线通信功能2
1.2整体性能要求7
1.3用户接口要求8
1.4功耗要求9
1.5成本要求10
1.6IP和NEMA防护等级要求10
1.7需求分析案例11
1.8本章小结15
第2章概要设计及开发平台16
2.1ID及结构设计16
2.2软件系统开发18
2.2.1无操作系统的软件开发19
2.2.2有操作系统的软件开发20
2.2.3软件开发的一般流程22
2.3硬件系统概要设计24
2.3.1信号完整性的可行性分析24
部分目录

内容简介

全书包括:硬件系统设计中的常见需求,设计中需要考虑的各类概要设计及开发平台的归纳,SI的理论分析及满足SI的常用设计方法,PI的理论分析及满足PI的常用设计方法,EMC/EMI的理论分析及满足EMC/EMI的常用设计方法,DFX的理论分析及满足DFX的常用设计方法,电路设计中常用各类器件的原理说明及常用电路的原理图设计,对PCB设计中的布局、布线及PCB的板级仿真分析进行了归纳分类,对PCB设计的后续工作及PCB加工的技术要求进行了归纳总结。
《精通嵌入式系统设计:从原理到实践》 本书旨在为广大嵌入式系统开发者提供一本全面、深入的学习指南。从基础的微控制器架构、硬件接口技术,到复杂的实时操作系统原理、驱动程序开发,再到实际应用中的系统优化和调试技巧,本书都将一一详述。 第一部分:嵌入式系统基础 微控制器架构解析: 深入剖析主流微控制器(如ARM Cortex-M系列)的指令集、存储器管理单元(MMU)和内存保护单元(MPU)等核心组件。理解不同架构的优劣势,以及如何根据项目需求选择合适的微控制器。 核心外设详解: 详细介绍通用输入输出(GPIO)、中断控制器、定时器/计数器、模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)等关键外设的工作原理、配置方法和典型应用场景。 通信接口技术: 系统性地讲解串行通信(UART, SPI, I2C)、并行通信、USB、Ethernet等常用通信协议,包括其物理层、数据链路层和应用层协议栈,以及在嵌入式系统中的具体实现。 存储器技术: 阐述嵌入式系统中常用的存储器类型,如SRAM, DRAM, Flash Memory(NOR/NAND)、EEPROM等,包括其工作原理、读写时序、寿命限制及在系统中的选型和应用。 第二部分:嵌入式软件开发 C/C++语言在嵌入式中的应用: 强调C/C++语言在嵌入式开发中的重要性,包括指针、内存管理、位操作、宏定义等关键特性,以及如何编写高效、可靠的嵌入式代码。 驱动程序开发: 详细讲解设备驱动程序的设计理念、开发流程和常用框架。涵盖裸机驱动、HAL库驱动以及RTOS下驱动的开发模式,并辅以大量实例。 实时操作系统(RTOS)原理与实践: 深入介绍RTOS的核心概念,如任务调度、进程间通信(IPC)、信号量、互斥锁、事件标志等。重点讲解RTOS在资源管理、多任务并发、实时性保证方面的作用,并通过具体RTOS(如FreeRTOS, RT-Thread)的API接口进行实践演示。 嵌入式Linux开发入门: 介绍嵌入式Linux系统的构建、移植和应用开发。包括Bootloader、Kernel、Rootfs的生成,以及用户空间应用程序的开发和调试。 第三部分:系统设计与优化 嵌入式系统设计流程: 梳理从需求分析、方案设计、硬件选型、软件开发到集成测试、部署维护的完整嵌入式系统开发流程。 功耗管理技术: 探讨各种低功耗设计策略,包括硬件层面的电源管理单元(PMU)应用、软件层面的动态电压频率调整(DVFS)和睡眠模式,以延长电池供电设备的续航能力。 系统可靠性与安全性: 分析嵌入式系统中常见的可靠性问题,如硬件故障、软件异常、意外中断等,并介绍相应的抗干扰、容错、冗余设计方法。同时,探讨嵌入式系统的安全性挑战,包括数据加密、安全启动、权限控制等。 调试与测试技术: 详细介绍各种调试工具和方法,如JTAG/SWD调试器、逻辑分析仪、示波器、性能分析工具等。强调单元测试、集成测试、系统测试在保证产品质量中的重要性。 性能优化策略: 针对嵌入式系统资源受限的特点,介绍代码优化、算法优化、系统级调优等多种性能提升手段,以满足特定应用场景的性能需求。 第四部分:嵌入式系统应用实例 本书将通过多个贴近实际的案例,将理论知识转化为实践能力。例如,智能家居控制系统、工业自动化传感器节点、物联网通信模块、便携式医疗设备等。每个案例都将深入分析其系统架构、关键技术实现、开发过程中的难点与解决方法,帮助读者融会贯通。 学习本书,您将能够: 深刻理解嵌入式系统的软硬件交互原理。 熟练掌握主流微控制器的编程与应用。 高效地进行嵌入式软件开发,包括驱动和RTOS应用。 掌握嵌入式系统设计、优化和调试的关键技术。 具备独立完成中小型嵌入式项目设计的能力。 本书适合于电子工程、计算机科学、自动化等专业的学生,以及希望深入学习嵌入式系统开发的工程师、技术爱好者。通过本书的学习,您将为在快速发展的嵌入式领域中构建创新产品打下坚实的基础。

用户评价

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拿到《硬件系统工程师宝典》的那一刻,我便被它所蕴含的深厚技术底蕴所吸引。这本书的编排结构十分清晰,从宏观的系统架构到微观的电路细节,都进行了详尽的阐述。我尤其对书中关于高速信号传输和阻抗匹配的讲解印象深刻。在现代电子产品中,随着数据传输速率的不断提升,信号完整性成为了一个巨大的挑战。本书作者从电磁场理论出发,详细介绍了阻抗匹配的原理,以及如何在PCB设计中实现有效的阻抗控制。书中提供的计算公式和工程实践建议,对于我理解和解决高速信号传输中的问题,提供了极大的帮助。我通过阅读这部分内容,不仅学到了理论知识,更掌握了实际操作的技巧,例如如何选择合适的传输线模型,如何进行差分信号的布线等。此外,书中对热设计和散热的讨论也十分有价值。在高性能硬件系统中,散热是一个不容忽视的问题。本书作者分析了不同散热方式的优缺点,以及如何进行热仿真的设计,这对于保证芯片和整个系统的长期稳定运行至关重要。我特别欣赏书中对各种连接器和线缆选型原则的阐述,这看似是细节,但在保证信号质量和系统可靠性方面却起着关键作用。书中还涉及到一些可靠性工程的知识,例如失效模式和效应分析(FMEA),这有助于我们从设计的源头就考虑产品的可靠性,降低后期维护的成本。总而言之,这本书为硬件系统工程师提供了一个全面的视角,让我认识到硬件设计的复杂性和多维度性,并且提供了解决实际问题的有效方法和工具。

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这本《硬件系统工程师宝典》确实是一本让人爱不释手的技术宝典。我拿到这本书的时候,就被它厚实的体量和精美的排版所吸引。翻开第一页,我就被作者们严谨的逻辑和深入浅出的讲解所折服。它不仅仅是理论的堆砌,更像是经验的传承,将复杂的硬件知识分解成易于理解的模块。书中关于CPU架构的讲解,我尤其印象深刻。作者详细剖析了不同指令集的设计理念,以及它们如何在性能、功耗和兼容性之间取得平衡。从早期的RISC到现在的ARM,再到x86的演进,每一个阶段的取舍和发展都阐述得淋漓尽致。读完这部分,我才真正理解了为何我们在不同的设备上会看到不同的处理器,以及它们各自的优势所在。此外,书中关于内存管理和缓存机制的论述也极具价值。对于一个初涉硬件领域的工程师来说,理解内存如何被访问、缓存如何提升效率,是至关重要的。作者通过生动的比喻和详实的图表,将这些抽象的概念变得直观易懂。例如,他们用“图书馆借书”来比喻内存访问,用“桌面上的常用书籍”来比喻缓存,这种方式极大地帮助了我建立起对硬件工作原理的宏观认知。这本书并没有止步于基础理论,而是进一步探讨了硬件设计中的实际挑战,比如信号完整性、电源完整性以及电磁兼容性(EMC)等关键问题。这些都是在实际产品开发过程中不可忽视的环节,而书中对此的讲解,则为我打开了另一扇门,让我看到了理论与实践之间的联系。我特别欣赏书中对一些典型硬件故障的案例分析,这使得我能够将学到的理论知识应用于实际问题解决中,预判潜在的风险,并提前采取预防措施。这本书的价值在于,它不仅教授“是什么”,更深层次地解答了“为什么”和“怎么做”,为硬件系统工程师提供了扎实的理论基础和宝贵的实践经验,是任何想要在这个领域深入发展的工程师的必备读物。

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我一直认为,理解硬件的底层逻辑对于成为一名优秀的软件工程师同样重要,而《硬件系统工程师宝典》在这方面给予了我巨大的帮助。书中关于处理器流水线、指令调度以及分支预测等CPU内部工作原理的讲解,让我对程序的执行效率有了更深层次的认识。我通过学习这部分内容,不仅能够更好地理解高性能计算的原理,还能在软件开发中,更有效地进行代码优化,使其能够充分发挥硬件的性能。书中对操作系统与硬件交互的讨论也十分精彩。作者详细介绍了中断处理、内存管理单元(MMU)以及DMA(直接内存访问)等机制,这帮助我理解了操作系统是如何与硬件协同工作的,以及如何高效地进行资源管理。对于进行底层软件开发或者驱动开发的工程师来说,这部分内容是必不可少的。让我感到意外的是,本书还涉及到了数字信号处理(DSP)在硬件系统中的应用。作者介绍了DSP的基本原理,以及如何在硬件中实现高效的信号处理算法,这对于从事通信、音频、视频等领域的工程师非常有启发。书中还包含了一些关于系统级功耗管理的策略,这在移动设备和嵌入式系统中尤为重要。作者详细介绍了如何通过硬件和软件协同的方式来降低功耗,这为我提供了很多实用的思路。总而言之,这本书不仅是一本硬件工程师的宝典,对于软件工程师来说,它也是一本能够拓宽视野、提升技术深度的宝贵读物,让我能够更好地理解“软件”与“硬件”之间的紧密联系。

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《硬件系统工程师宝典》这本书,与其说是一本技术书籍,不如说是一位经验丰富的老工程师在分享他的“独门秘籍”。书中对于“系统级性能优化”的讲解,让我受益匪浅。作者从多个维度分析了影响系统性能的因素,例如CPU架构、内存带宽、总线效率、缓存策略等等,并且给出了具体的优化方法和技巧。我通过学习这部分内容,能够更好地理解不同硬件组件之间的相互影响,并且能够从全局的角度去优化系统性能。书中还详细介绍了如何进行性能瓶颈的分析和定位,这对于解决性能问题至关重要。让我惊喜的是,本书还涉及到了关于“功耗预算”和“热管理”的内容。作者详细介绍了如何进行功耗和热量的预算,以及如何通过软硬件协同的方式来控制功耗和散热,这对于设计高性能、低功耗的电子产品非常重要。书中还包含了一些关于“可靠性设计”的初步知识,这有助于我从设计的源头就考虑产品的可靠性,降低后期的维护成本。总而言之,这本书以其深度和广度,为我提供了一个全面的硬件系统设计视角,让我能够更好地理解和掌握硬件系统的设计精髓,并且能够解决实际项目中遇到的各种挑战。

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《硬件系统工程师宝典》这本书,可以说是我职业生涯中的一位“引路人”。它不仅仅是一本技术书籍,更是一本包含了作者们多年实践经验的“经验集”。我被书中对不同类型的存储器(如DRAM、NAND Flash、NOR Flash)的深入讲解所吸引。作者不仅详细介绍了它们的内部结构和工作原理,还分析了它们在不同应用场景下的优缺点,以及如何根据具体需求进行选型和优化。对于想要深入了解存储器技术,或者在存储器选型上遇到困惑的工程师来说,这部分内容无疑是及时雨。书中对接口协议的讲解也十分到位,例如SATA、USB、Ethernet等,这些都是现代电子产品中不可或缺的通信接口,而本书则对其进行了清晰的解析,帮助我理解了它们的工作机制、数据传输方式以及设计考量。我尤其欣赏书中对一些协议细节的阐述,这对于进行协议栈的开发和调试非常有帮助。让我感到惊喜的是,本书还涉及到了电源完整性(PI)的设计,这对于保证数字信号的稳定性和可靠性至关重要。作者详细介绍了如何设计有效的电源分配网络(PDN),以及如何进行PI仿真,这为我解决了很多实际项目中的难题。书中还包含了一些关于EMC(电磁兼容性)设计的初步知识,这对于产品顺利通过安规认证非常有帮助。总而言之,这本书提供了一个非常全面的硬件系统设计框架,让我能够从更高的层面去理解和把握整个设计流程,并且在每一个环节都能找到有价值的指导。

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说实话,一开始我抱着试试看的心态购入了这本《硬件系统工程师宝典》,毕竟市面上的技术书籍良莠不齐。然而,当我深入阅读之后,我才意识到这是一笔多么划算的投资。这本书的内容覆盖了硬件设计的方方面面,从最基础的数字逻辑电路到复杂的系统级设计,都进行了详尽的阐述。我尤其对书中关于FPGA(现场可编程门阵列)的设计流程和技巧印象深刻。作者详细介绍了如何使用HDL(硬件描述语言)来编写逻辑,如何进行综合、布局布线,以及如何进行仿真和验证。这些内容对于想要从事ASIC或FPGA设计的工程师来说,无疑是宝贵的指导。书中给出的代码示例清晰明了,并且附带了详细的解释,让我能够快速上手,理解其中的逻辑。除了FPGA,书中对ASIC(专用集成电路)的设计流程也进行了深入的探讨,包括前端设计、后端设计以及流片前的注意事项。这对于那些志在高端芯片设计领域的工程师来说,提供了非常实用的参考。我非常喜欢书中关于时序分析的部分,它详细讲解了建立时间和保持时间的概念,以及如何通过优化设计来满足时序要求。这对于保证芯片在高速运行下的稳定性至关重要。此外,书中对接口设计和总线协议的讲解也十分到位,例如PCIe、DDR等,这些都是现代硬件系统中不可或缺的组成部分,而本书则对其进行了清晰的解析,帮助我理解了不同接口的工作原理和设计考量。让我惊喜的是,书中还涉及到了低功耗设计技术,这在移动设备和物联网领域越来越重要。作者探讨了多种降低功耗的策略,包括门控时钟、动态电压频率调整(DVFS)等,并给出了相应的实践建议。总而言之,这本书的广度和深度都令人称赞,它不仅提供了扎实的理论知识,更融入了大量的实践经验和技巧,是一位硬件系统工程师不可多得的良师益友。

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我必须承认,《硬件系统工程师宝典》这本书的内容之丰富,让我感到惊叹。它几乎涵盖了硬件系统设计的所有关键方面,并且每一个部分都讲解得十分透彻。我尤其对书中关于“接口设计”的讲解非常欣赏。作者详细介绍了各种主流接口的标准、工作原理、时序要求以及设计注意事项,例如USB、SATA、Ethernet、HDMI等等。这让我对如何选择和设计合适的接口有了清晰的认识,并且能够避免很多常见的陷阱。书中还提供了大量的接口信号完整性设计的技巧和案例,这对于在高速数据传输中保证信号质量至关重要。我通过学习这部分内容,不仅提升了对接口技术的理解,还掌握了如何进行接口的选型和优化。让我感到意外的是,本书还涉及到了关于“测试与验证”的内容。作者详细介绍了各种硬件测试方法,例如功能测试、性能测试、可靠性测试等,并且给出了如何设计测试用例和编写测试脚本的指导。这对于确保产品的质量和性能至关重要。书中还包含了关于“调试技巧”的讨论,这能够帮助我更快速地定位和解决硬件问题。总而言之,这本书以其全面性和系统性,为我提供了一个完整的硬件系统设计知识体系,让我在面对各种复杂的硬件设计任务时,能够更加自信和从容。

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我一直认为,成为一名优秀的硬件系统工程师,需要具备扎实的理论功底和丰富的实践经验。《硬件系统工程师宝典》恰恰满足了这两方面的需求。这本书在讲述基础知识的同时,也融入了大量的行业洞察和实战技巧。我尤其对书中关于嵌入式系统硬件设计的章节非常感兴趣。作者详细介绍了ARM Cortex-M系列处理器的架构和应用,以及如何基于这些处理器进行外围设备接口的设计和驱动开发。这对于从事物联网设备、消费电子等领域的工程师来说,是非常实用的内容。书中对GPIO、UART、SPI、I2C等常用外设的讲解,细致入微,从原理到具体的寄存器配置,都进行了清晰的说明。我通过学习这部分内容,不仅巩固了对这些外设的理解,还掌握了如何将其有效地集成到设计中。另外,书中对电源管理和时钟生成的讨论也十分深入。在嵌入式系统中,功耗和时钟的稳定至关重要,而本书则提供了详细的设计方法和注意事项,例如如何选择合适的电源管理芯片,如何进行时钟树的设计和优化等,这些都是在实际项目中能够直接应用到的知识。让我感到意外的是,本书还涉及到了PCB(印刷电路板)设计的一些关键原则,例如布线规则、过孔设计、电源层和地层处理等。这些虽然看似是板级设计的内容,但对于整个硬件系统的性能和可靠性有着至关重要的影响,而本书的讲解则帮助我认识到了这些方面的重要性。书中还包含了一些故障排除的案例分析,让我能够学习如何快速定位和解决硬件问题,这对于提高工作效率和项目成功率非常有帮助。总的来说,这本书不仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的导师,用循循善诱的方式,引导读者掌握硬件系统的设计精髓。

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一直以来,我都对硬件系统设计充满了好奇,而《硬件系统工程师宝典》这本书,就像一扇神奇的大门,为我打开了通往这个领域的大门。书中关于“数字电路基础”的讲解,虽然我之前接触过一些,但本书的讲解更加系统和深入。作者从逻辑门、组合逻辑、时序逻辑等基础概念讲起,并且详细介绍了各种常用电路模块的设计原理和应用。这让我对数字电路有了更扎实的理解,也为后续的学习打下了坚实的基础。我尤其对书中关于“状态机设计”的讲解印象深刻,它清晰地阐述了如何利用状态机来描述和控制复杂的硬件逻辑。书中还详细介绍了“Verilog/VHDL”等硬件描述语言的使用方法,这对于我学习和实践硬件设计至关重要。让我惊喜的是,本书还涉及到了关于“FPGA/ASIC设计流程”的介绍。作者详细介绍了从需求分析到芯片流片的全过程,这让我对整个硬件设计流程有了清晰的认识,并且能够了解不同环节的关键技术和挑战。书中还包含了一些关于“仿真与验证”的内容,这能够帮助我更好地进行硬件设计的调试和验证。总而言之,这本书以其由浅入深、循序渐进的讲解方式,为我提供了一个完整的硬件系统设计学习路径,让我能够逐步掌握硬件设计的核心技能,并且能够独立地进行一些简单的硬件设计。

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《硬件系统工程师宝典》这本书,真的是一本能让你“上手”的书。它不是那种只讲理论的枯燥读物,而是充满了实际案例和工程实践的指导。我特别对书中关于嵌入式系统功耗优化的章节印象深刻。作者详细介绍了各种降低功耗的技术,例如门控时钟、动态电压频率调整(DVFS)、低功耗模式等,并且给出了具体的硬件和软件实现方法。这对于我正在进行的一个低功耗项目来说,简直是雪中送炭。书中还提供了很多实际的测量和分析工具的使用方法,例如示波器、逻辑分析仪等,这让我能够更有效地进行硬件调试和问题排查。我通过学习这部分内容,不仅提高了解决问题的能力,还掌握了更高效的调试技巧。让我惊喜的是,本书还涉及到了关于可靠性测试和加速寿命测试的内容。作者详细介绍了如何设计和执行这些测试,以及如何分析测试结果,这对于保证产品的长期可靠性至关重要。书中还包含了一些关于产品安全认证的内容,例如EMC、安规等,这为我的产品能够顺利上市提供了重要的指导。总而言之,这本书以其高度的实用性和可操作性,成为了我工作中的得力助手,它能够帮助我将理论知识转化为实际行动,解决项目中的各种挑战。

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科普性质的书,如果专业素养高就没的必要看了,而且此书价格有点高,有基础的不建议买,用处不大

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