硬件係統工程師寶典 張誌偉王新纔 計算機與互聯網 書籍

硬件係統工程師寶典 張誌偉王新纔 計算機與互聯網 書籍 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

張誌偉,王新纔著著作 著
圖書標籤:
  • 硬件係統工程
  • 硬件設計
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  • 嵌入式係統
  • 數字電路
  • 係統架構
  • 張誌偉
  • 王新纔
  • 計算機與互聯網
  • 工程技術
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店鋪: 文軒網旗艦店
齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121249822
商品編碼:1457074828
開本:16開
齣版時間:2015-01-01
頁數:348
字數:569600

具體描述

作  者:張誌偉,王新纔 著 著作 定  價:68 齣 版 社:電子工業齣版社 齣版日期:2015年01月01日 頁  數:348 裝  幀:平裝 ISBN:9787121249822 張誌偉、王新纔編著的《硬件係統工程師寶典》從實際電路設計入手,對硬件係統開發流程中的需求分析、概要設計、硬件開發平颱搭建、原理圖的詳細設計、pcb的詳細設計進行綜閤論述;對電路設計中的信號完整性(si)、電源完整性(pi)、電磁兼容性(emc)及dfx的基礎理論進行瞭分類總結並給齣瞭對應這些理論的實際電路的設計方法及仿真分析的方法。全書共分9章,主要內容包括:硬件係統設計中的常見需求,設計中需要考慮的各類概要設計及開發平颱的歸納,si的理論分析及滿足si的常用設計方法,pi的理論分析及滿足pi的等 第1章需求分析1
1.1功能需求1
1.1.1供電方式及防護1
1.1.2輸入與輸齣信號類彆2
1.1.3無綫通信功能2
1.2整體性能要求7
1.3用戶接口要求8
1.4功耗要求9
1.5成本要求10
1.6IP和NEMA防護等級要求10
1.7需求分析案例11
1.8本章小結15
第2章概要設計及開發平颱16
2.1ID及結構設計16
2.2軟件係統開發18
2.2.1無操作係統的軟件開發19
2.2.2有操作係統的軟件開發20
2.2.3軟件開發的一般流程22
2.3硬件係統概要設計24
2.3.1信號完整性的可行性分析24
部分目錄

內容簡介

全書包括:硬件係統設計中的常見需求,設計中需要考慮的各類概要設計及開發平颱的歸納,SI的理論分析及滿足SI的常用設計方法,PI的理論分析及滿足PI的常用設計方法,EMC/EMI的理論分析及滿足EMC/EMI的常用設計方法,DFX的理論分析及滿足DFX的常用設計方法,電路設計中常用各類器件的原理說明及常用電路的原理圖設計,對PCB設計中的布局、布綫及PCB的闆級仿真分析進行瞭歸納分類,對PCB設計的後續工作及PCB加工的技術要求進行瞭歸納總結。
《精通嵌入式係統設計:從原理到實踐》 本書旨在為廣大嵌入式係統開發者提供一本全麵、深入的學習指南。從基礎的微控製器架構、硬件接口技術,到復雜的實時操作係統原理、驅動程序開發,再到實際應用中的係統優化和調試技巧,本書都將一一詳述。 第一部分:嵌入式係統基礎 微控製器架構解析: 深入剖析主流微控製器(如ARM Cortex-M係列)的指令集、存儲器管理單元(MMU)和內存保護單元(MPU)等核心組件。理解不同架構的優劣勢,以及如何根據項目需求選擇閤適的微控製器。 核心外設詳解: 詳細介紹通用輸入輸齣(GPIO)、中斷控製器、定時器/計數器、模數轉換器(ADC)和數模轉換器(DAC)等關鍵外設的工作原理、配置方法和典型應用場景。 通信接口技術: 係統性地講解串行通信(UART, SPI, I2C)、並行通信、USB、Ethernet等常用通信協議,包括其物理層、數據鏈路層和應用層協議棧,以及在嵌入式係統中的具體實現。 存儲器技術: 闡述嵌入式係統中常用的存儲器類型,如SRAM, DRAM, Flash Memory(NOR/NAND)、EEPROM等,包括其工作原理、讀寫時序、壽命限製及在係統中的選型和應用。 第二部分:嵌入式軟件開發 C/C++語言在嵌入式中的應用: 強調C/C++語言在嵌入式開發中的重要性,包括指針、內存管理、位操作、宏定義等關鍵特性,以及如何編寫高效、可靠的嵌入式代碼。 驅動程序開發: 詳細講解設備驅動程序的設計理念、開發流程和常用框架。涵蓋裸機驅動、HAL庫驅動以及RTOS下驅動的開發模式,並輔以大量實例。 實時操作係統(RTOS)原理與實踐: 深入介紹RTOS的核心概念,如任務調度、進程間通信(IPC)、信號量、互斥鎖、事件標誌等。重點講解RTOS在資源管理、多任務並發、實時性保證方麵的作用,並通過具體RTOS(如FreeRTOS, RT-Thread)的API接口進行實踐演示。 嵌入式Linux開發入門: 介紹嵌入式Linux係統的構建、移植和應用開發。包括Bootloader、Kernel、Rootfs的生成,以及用戶空間應用程序的開發和調試。 第三部分:係統設計與優化 嵌入式係統設計流程: 梳理從需求分析、方案設計、硬件選型、軟件開發到集成測試、部署維護的完整嵌入式係統開發流程。 功耗管理技術: 探討各種低功耗設計策略,包括硬件層麵的電源管理單元(PMU)應用、軟件層麵的動態電壓頻率調整(DVFS)和睡眠模式,以延長電池供電設備的續航能力。 係統可靠性與安全性: 分析嵌入式係統中常見的可靠性問題,如硬件故障、軟件異常、意外中斷等,並介紹相應的抗乾擾、容錯、冗餘設計方法。同時,探討嵌入式係統的安全性挑戰,包括數據加密、安全啓動、權限控製等。 調試與測試技術: 詳細介紹各種調試工具和方法,如JTAG/SWD調試器、邏輯分析儀、示波器、性能分析工具等。強調單元測試、集成測試、係統測試在保證産品質量中的重要性。 性能優化策略: 針對嵌入式係統資源受限的特點,介紹代碼優化、算法優化、係統級調優等多種性能提升手段,以滿足特定應用場景的性能需求。 第四部分:嵌入式係統應用實例 本書將通過多個貼近實際的案例,將理論知識轉化為實踐能力。例如,智能傢居控製係統、工業自動化傳感器節點、物聯網通信模塊、便攜式醫療設備等。每個案例都將深入分析其係統架構、關鍵技術實現、開發過程中的難點與解決方法,幫助讀者融會貫通。 學習本書,您將能夠: 深刻理解嵌入式係統的軟硬件交互原理。 熟練掌握主流微控製器的編程與應用。 高效地進行嵌入式軟件開發,包括驅動和RTOS應用。 掌握嵌入式係統設計、優化和調試的關鍵技術。 具備獨立完成中小型嵌入式項目設計的能力。 本書適閤於電子工程、計算機科學、自動化等專業的學生,以及希望深入學習嵌入式係統開發的工程師、技術愛好者。通過本書的學習,您將為在快速發展的嵌入式領域中構建創新産品打下堅實的基礎。

用戶評價

評分

我一直認為,成為一名優秀的硬件係統工程師,需要具備紮實的理論功底和豐富的實踐經驗。《硬件係統工程師寶典》恰恰滿足瞭這兩方麵的需求。這本書在講述基礎知識的同時,也融入瞭大量的行業洞察和實戰技巧。我尤其對書中關於嵌入式係統硬件設計的章節非常感興趣。作者詳細介紹瞭ARM Cortex-M係列處理器的架構和應用,以及如何基於這些處理器進行外圍設備接口的設計和驅動開發。這對於從事物聯網設備、消費電子等領域的工程師來說,是非常實用的內容。書中對GPIO、UART、SPI、I2C等常用外設的講解,細緻入微,從原理到具體的寄存器配置,都進行瞭清晰的說明。我通過學習這部分內容,不僅鞏固瞭對這些外設的理解,還掌握瞭如何將其有效地集成到設計中。另外,書中對電源管理和時鍾生成的討論也十分深入。在嵌入式係統中,功耗和時鍾的穩定至關重要,而本書則提供瞭詳細的設計方法和注意事項,例如如何選擇閤適的電源管理芯片,如何進行時鍾樹的設計和優化等,這些都是在實際項目中能夠直接應用到的知識。讓我感到意外的是,本書還涉及到瞭PCB(印刷電路闆)設計的一些關鍵原則,例如布綫規則、過孔設計、電源層和地層處理等。這些雖然看似是闆級設計的內容,但對於整個硬件係統的性能和可靠性有著至關重要的影響,而本書的講解則幫助我認識到瞭這些方麵的重要性。書中還包含瞭一些故障排除的案例分析,讓我能夠學習如何快速定位和解決硬件問題,這對於提高工作效率和項目成功率非常有幫助。總的來說,這本書不僅是一本技術手冊,更像是一位經驗豐富的導師,用循循善誘的方式,引導讀者掌握硬件係統的設計精髓。

評分

一直以來,我都對硬件係統設計充滿瞭好奇,而《硬件係統工程師寶典》這本書,就像一扇神奇的大門,為我打開瞭通往這個領域的大門。書中關於“數字電路基礎”的講解,雖然我之前接觸過一些,但本書的講解更加係統和深入。作者從邏輯門、組閤邏輯、時序邏輯等基礎概念講起,並且詳細介紹瞭各種常用電路模塊的設計原理和應用。這讓我對數字電路有瞭更紮實的理解,也為後續的學習打下瞭堅實的基礎。我尤其對書中關於“狀態機設計”的講解印象深刻,它清晰地闡述瞭如何利用狀態機來描述和控製復雜的硬件邏輯。書中還詳細介紹瞭“Verilog/VHDL”等硬件描述語言的使用方法,這對於我學習和實踐硬件設計至關重要。讓我驚喜的是,本書還涉及到瞭關於“FPGA/ASIC設計流程”的介紹。作者詳細介紹瞭從需求分析到芯片流片的全過程,這讓我對整個硬件設計流程有瞭清晰的認識,並且能夠瞭解不同環節的關鍵技術和挑戰。書中還包含瞭一些關於“仿真與驗證”的內容,這能夠幫助我更好地進行硬件設計的調試和驗證。總而言之,這本書以其由淺入深、循序漸進的講解方式,為我提供瞭一個完整的硬件係統設計學習路徑,讓我能夠逐步掌握硬件設計的核心技能,並且能夠獨立地進行一些簡單的硬件設計。

評分

《硬件係統工程師寶典》這本書,與其說是一本技術書籍,不如說是一位經驗豐富的老工程師在分享他的“獨門秘籍”。書中對於“係統級性能優化”的講解,讓我受益匪淺。作者從多個維度分析瞭影響係統性能的因素,例如CPU架構、內存帶寬、總綫效率、緩存策略等等,並且給齣瞭具體的優化方法和技巧。我通過學習這部分內容,能夠更好地理解不同硬件組件之間的相互影響,並且能夠從全局的角度去優化係統性能。書中還詳細介紹瞭如何進行性能瓶頸的分析和定位,這對於解決性能問題至關重要。讓我驚喜的是,本書還涉及到瞭關於“功耗預算”和“熱管理”的內容。作者詳細介紹瞭如何進行功耗和熱量的預算,以及如何通過軟硬件協同的方式來控製功耗和散熱,這對於設計高性能、低功耗的電子産品非常重要。書中還包含瞭一些關於“可靠性設計”的初步知識,這有助於我從設計的源頭就考慮産品的可靠性,降低後期的維護成本。總而言之,這本書以其深度和廣度,為我提供瞭一個全麵的硬件係統設計視角,讓我能夠更好地理解和掌握硬件係統的設計精髓,並且能夠解決實際項目中遇到的各種挑戰。

評分

我必須承認,《硬件係統工程師寶典》這本書的內容之豐富,讓我感到驚嘆。它幾乎涵蓋瞭硬件係統設計的所有關鍵方麵,並且每一個部分都講解得十分透徹。我尤其對書中關於“接口設計”的講解非常欣賞。作者詳細介紹瞭各種主流接口的標準、工作原理、時序要求以及設計注意事項,例如USB、SATA、Ethernet、HDMI等等。這讓我對如何選擇和設計閤適的接口有瞭清晰的認識,並且能夠避免很多常見的陷阱。書中還提供瞭大量的接口信號完整性設計的技巧和案例,這對於在高速數據傳輸中保證信號質量至關重要。我通過學習這部分內容,不僅提升瞭對接口技術的理解,還掌握瞭如何進行接口的選型和優化。讓我感到意外的是,本書還涉及到瞭關於“測試與驗證”的內容。作者詳細介紹瞭各種硬件測試方法,例如功能測試、性能測試、可靠性測試等,並且給齣瞭如何設計測試用例和編寫測試腳本的指導。這對於確保産品的質量和性能至關重要。書中還包含瞭關於“調試技巧”的討論,這能夠幫助我更快速地定位和解決硬件問題。總而言之,這本書以其全麵性和係統性,為我提供瞭一個完整的硬件係統設計知識體係,讓我在麵對各種復雜的硬件設計任務時,能夠更加自信和從容。

評分

這本《硬件係統工程師寶典》確實是一本讓人愛不釋手的技術寶典。我拿到這本書的時候,就被它厚實的體量和精美的排版所吸引。翻開第一頁,我就被作者們嚴謹的邏輯和深入淺齣的講解所摺服。它不僅僅是理論的堆砌,更像是經驗的傳承,將復雜的硬件知識分解成易於理解的模塊。書中關於CPU架構的講解,我尤其印象深刻。作者詳細剖析瞭不同指令集的設計理念,以及它們如何在性能、功耗和兼容性之間取得平衡。從早期的RISC到現在的ARM,再到x86的演進,每一個階段的取捨和發展都闡述得淋灕盡緻。讀完這部分,我纔真正理解瞭為何我們在不同的設備上會看到不同的處理器,以及它們各自的優勢所在。此外,書中關於內存管理和緩存機製的論述也極具價值。對於一個初涉硬件領域的工程師來說,理解內存如何被訪問、緩存如何提升效率,是至關重要的。作者通過生動的比喻和詳實的圖錶,將這些抽象的概念變得直觀易懂。例如,他們用“圖書館藉書”來比喻內存訪問,用“桌麵上的常用書籍”來比喻緩存,這種方式極大地幫助瞭我建立起對硬件工作原理的宏觀認知。這本書並沒有止步於基礎理論,而是進一步探討瞭硬件設計中的實際挑戰,比如信號完整性、電源完整性以及電磁兼容性(EMC)等關鍵問題。這些都是在實際産品開發過程中不可忽視的環節,而書中對此的講解,則為我打開瞭另一扇門,讓我看到瞭理論與實踐之間的聯係。我特彆欣賞書中對一些典型硬件故障的案例分析,這使得我能夠將學到的理論知識應用於實際問題解決中,預判潛在的風險,並提前采取預防措施。這本書的價值在於,它不僅教授“是什麼”,更深層次地解答瞭“為什麼”和“怎麼做”,為硬件係統工程師提供瞭紮實的理論基礎和寶貴的實踐經驗,是任何想要在這個領域深入發展的工程師的必備讀物。

評分

說實話,一開始我抱著試試看的心態購入瞭這本《硬件係統工程師寶典》,畢竟市麵上的技術書籍良莠不齊。然而,當我深入閱讀之後,我纔意識到這是一筆多麼劃算的投資。這本書的內容覆蓋瞭硬件設計的方方麵麵,從最基礎的數字邏輯電路到復雜的係統級設計,都進行瞭詳盡的闡述。我尤其對書中關於FPGA(現場可編程門陣列)的設計流程和技巧印象深刻。作者詳細介紹瞭如何使用HDL(硬件描述語言)來編寫邏輯,如何進行綜閤、布局布綫,以及如何進行仿真和驗證。這些內容對於想要從事ASIC或FPGA設計的工程師來說,無疑是寶貴的指導。書中給齣的代碼示例清晰明瞭,並且附帶瞭詳細的解釋,讓我能夠快速上手,理解其中的邏輯。除瞭FPGA,書中對ASIC(專用集成電路)的設計流程也進行瞭深入的探討,包括前端設計、後端設計以及流片前的注意事項。這對於那些誌在高端芯片設計領域的工程師來說,提供瞭非常實用的參考。我非常喜歡書中關於時序分析的部分,它詳細講解瞭建立時間和保持時間的概念,以及如何通過優化設計來滿足時序要求。這對於保證芯片在高速運行下的穩定性至關重要。此外,書中對接口設計和總綫協議的講解也十分到位,例如PCIe、DDR等,這些都是現代硬件係統中不可或缺的組成部分,而本書則對其進行瞭清晰的解析,幫助我理解瞭不同接口的工作原理和設計考量。讓我驚喜的是,書中還涉及到瞭低功耗設計技術,這在移動設備和物聯網領域越來越重要。作者探討瞭多種降低功耗的策略,包括門控時鍾、動態電壓頻率調整(DVFS)等,並給齣瞭相應的實踐建議。總而言之,這本書的廣度和深度都令人稱贊,它不僅提供瞭紮實的理論知識,更融入瞭大量的實踐經驗和技巧,是一位硬件係統工程師不可多得的良師益友。

評分

《硬件係統工程師寶典》這本書,可以說是我職業生涯中的一位“引路人”。它不僅僅是一本技術書籍,更是一本包含瞭作者們多年實踐經驗的“經驗集”。我被書中對不同類型的存儲器(如DRAM、NAND Flash、NOR Flash)的深入講解所吸引。作者不僅詳細介紹瞭它們的內部結構和工作原理,還分析瞭它們在不同應用場景下的優缺點,以及如何根據具體需求進行選型和優化。對於想要深入瞭解存儲器技術,或者在存儲器選型上遇到睏惑的工程師來說,這部分內容無疑是及時雨。書中對接口協議的講解也十分到位,例如SATA、USB、Ethernet等,這些都是現代電子産品中不可或缺的通信接口,而本書則對其進行瞭清晰的解析,幫助我理解瞭它們的工作機製、數據傳輸方式以及設計考量。我尤其欣賞書中對一些協議細節的闡述,這對於進行協議棧的開發和調試非常有幫助。讓我感到驚喜的是,本書還涉及到瞭電源完整性(PI)的設計,這對於保證數字信號的穩定性和可靠性至關重要。作者詳細介紹瞭如何設計有效的電源分配網絡(PDN),以及如何進行PI仿真,這為我解決瞭很多實際項目中的難題。書中還包含瞭一些關於EMC(電磁兼容性)設計的初步知識,這對於産品順利通過安規認證非常有幫助。總而言之,這本書提供瞭一個非常全麵的硬件係統設計框架,讓我能夠從更高的層麵去理解和把握整個設計流程,並且在每一個環節都能找到有價值的指導。

評分

拿到《硬件係統工程師寶典》的那一刻,我便被它所蘊含的深厚技術底蘊所吸引。這本書的編排結構十分清晰,從宏觀的係統架構到微觀的電路細節,都進行瞭詳盡的闡述。我尤其對書中關於高速信號傳輸和阻抗匹配的講解印象深刻。在現代電子産品中,隨著數據傳輸速率的不斷提升,信號完整性成為瞭一個巨大的挑戰。本書作者從電磁場理論齣發,詳細介紹瞭阻抗匹配的原理,以及如何在PCB設計中實現有效的阻抗控製。書中提供的計算公式和工程實踐建議,對於我理解和解決高速信號傳輸中的問題,提供瞭極大的幫助。我通過閱讀這部分內容,不僅學到瞭理論知識,更掌握瞭實際操作的技巧,例如如何選擇閤適的傳輸綫模型,如何進行差分信號的布綫等。此外,書中對熱設計和散熱的討論也十分有價值。在高性能硬件係統中,散熱是一個不容忽視的問題。本書作者分析瞭不同散熱方式的優缺點,以及如何進行熱仿真的設計,這對於保證芯片和整個係統的長期穩定運行至關重要。我特彆欣賞書中對各種連接器和綫纜選型原則的闡述,這看似是細節,但在保證信號質量和係統可靠性方麵卻起著關鍵作用。書中還涉及到一些可靠性工程的知識,例如失效模式和效應分析(FMEA),這有助於我們從設計的源頭就考慮産品的可靠性,降低後期維護的成本。總而言之,這本書為硬件係統工程師提供瞭一個全麵的視角,讓我認識到硬件設計的復雜性和多維度性,並且提供瞭解決實際問題的有效方法和工具。

評分

我一直認為,理解硬件的底層邏輯對於成為一名優秀的軟件工程師同樣重要,而《硬件係統工程師寶典》在這方麵給予瞭我巨大的幫助。書中關於處理器流水綫、指令調度以及分支預測等CPU內部工作原理的講解,讓我對程序的執行效率有瞭更深層次的認識。我通過學習這部分內容,不僅能夠更好地理解高性能計算的原理,還能在軟件開發中,更有效地進行代碼優化,使其能夠充分發揮硬件的性能。書中對操作係統與硬件交互的討論也十分精彩。作者詳細介紹瞭中斷處理、內存管理單元(MMU)以及DMA(直接內存訪問)等機製,這幫助我理解瞭操作係統是如何與硬件協同工作的,以及如何高效地進行資源管理。對於進行底層軟件開發或者驅動開發的工程師來說,這部分內容是必不可少的。讓我感到意外的是,本書還涉及到瞭數字信號處理(DSP)在硬件係統中的應用。作者介紹瞭DSP的基本原理,以及如何在硬件中實現高效的信號處理算法,這對於從事通信、音頻、視頻等領域的工程師非常有啓發。書中還包含瞭一些關於係統級功耗管理的策略,這在移動設備和嵌入式係統中尤為重要。作者詳細介紹瞭如何通過硬件和軟件協同的方式來降低功耗,這為我提供瞭很多實用的思路。總而言之,這本書不僅是一本硬件工程師的寶典,對於軟件工程師來說,它也是一本能夠拓寬視野、提升技術深度的寶貴讀物,讓我能夠更好地理解“軟件”與“硬件”之間的緊密聯係。

評分

《硬件係統工程師寶典》這本書,真的是一本能讓你“上手”的書。它不是那種隻講理論的枯燥讀物,而是充滿瞭實際案例和工程實踐的指導。我特彆對書中關於嵌入式係統功耗優化的章節印象深刻。作者詳細介紹瞭各種降低功耗的技術,例如門控時鍾、動態電壓頻率調整(DVFS)、低功耗模式等,並且給齣瞭具體的硬件和軟件實現方法。這對於我正在進行的一個低功耗項目來說,簡直是雪中送炭。書中還提供瞭很多實際的測量和分析工具的使用方法,例如示波器、邏輯分析儀等,這讓我能夠更有效地進行硬件調試和問題排查。我通過學習這部分內容,不僅提高瞭解決問題的能力,還掌握瞭更高效的調試技巧。讓我驚喜的是,本書還涉及到瞭關於可靠性測試和加速壽命測試的內容。作者詳細介紹瞭如何設計和執行這些測試,以及如何分析測試結果,這對於保證産品的長期可靠性至關重要。書中還包含瞭一些關於産品安全認證的內容,例如EMC、安規等,這為我的産品能夠順利上市提供瞭重要的指導。總而言之,這本書以其高度的實用性和可操作性,成為瞭我工作中的得力助手,它能夠幫助我將理論知識轉化為實際行動,解決項目中的各種挑戰。

評分

科普性質的書,如果專業素養高就沒的必要看瞭,而且此書價格有點高,有基礎的不建議買,用處不大

評分

紙質不錯

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科普性質的書,如果專業素養高就沒的必要看瞭,而且此書價格有點高,有基礎的不建議買,用處不大

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