嵌入式系统设计从入门到精通

作者:覃朝东

页数:329

出版时间:2009-3

价格:38.00元

isbn号码:9787811245561

具体描述

《嵌入式系统设计从入门到精通:基于S3C2410和Linux》介绍了以ARM处理器(S3C2410)为核心的嵌入式系统设计，由浅到深介绍嵌入式系统的硬件和软件设计。首先介绍如何建立嵌入式开发的软件、硬件环境，接着介绍引导程序和操作系统的移植。通过一个简单的“Hello，World!”程序，让读者了解最基本的嵌入式系统。嵌入式系统开发很大一部分工作是设备驱动程序的编写，《嵌入式系统设计从入门到精通:基于S3C2410和Linux》详细讲解Linux系统下I2C、串口、以太网口、LCD和Flash等设备驱动程序。最后简单介绍嵌入式系统最基本的电磁兼容设计。

《嵌入式系统设计从入门到精通:基于S3C2410和Linux》适合从事嵌入式系统设计、研究的工程技术人员用作参考书，也可供嵌入式系统相关专业的本科生或研究生作为教材或参考书。

用户评价

这本书在讲解嵌入式通信协议方面，做得相当出色。我是一名传感器网络开发爱好者，对于各种通信方式的应用场景和技术细节一直渴望深入了解。书中关于“嵌入式通信协议实战”的章节，可以说是我期待已久的。它并没有泛泛而谈，而是选取了几个当前主流的通信协议，例如I2C、SPI、UART，并深入讲解了它们的物理层和协议层细节。更重要的是，书中提供了大量的实际代码示例，演示了如何在不同的微控制器平台上实现这些协议的读写操作。我尤其欣赏书中关于“CAN总线通信在汽车电子中的应用”的案例分析。CAN总线因其高可靠性和抗干扰性，在汽车领域应用广泛，但其协议的理解和实现对于新手来说并不容易。这本书通过一个具体的汽车电子小系统（例如，一个简单的车辆状态监控模块）来讲解CAN总线的报文格式、仲Э、错误处理等关键概念，并提供了完整的驱动程序代码。这让我能够清晰地看到CAN总线是如何在实际应用中发挥作用的，而不是仅仅停留在协议的字面理解上。此外，书中还对一些无线通信协议，比如Bluetooth Low Energy (BLE) 和Wi-Fi，进行了初步的介绍，并提及了它们的在物联网中的应用前景。虽然篇幅有限，但对于我来说，已经足够打开了新的一扇门，让我了解了更广泛的通信技术领域。

这本书的“嵌入式系统性能优化”章节，让我看到了嵌入式开发中一个更高层次的追求。在我看来，很多时候，我们仅仅是让嵌入式系统能够工作起来，但如何让它运行得更快、更高效，却是一个需要深入思考的问题。书中从多个角度讲解了性能优化的方法。首先，它从软件层面入手，详细介绍了如何优化算法、减少不必要的计算、提高代码的执行效率，并举例说明了各种常见的优化技巧，如循环展开、函数内联、位运算等。接着，它转向了硬件层面，讲解了如何通过选择更合适的硬件资源，例如更快的CPU、更大的内存，或者利用硬件加速器来提升系统性能。我尤其欣赏书中关于“实时性保证与延迟优化”的讲解。对于很多实时性要求高的嵌入式系统，例如工业控制、自动驾驶等领域，如何降低系统延迟，提高响应速度，是至关重要的。书中提供了多种方法来分析和优化系统的实时性，例如通过分析中断响应时间、任务切换时间等，并给出了一些实用的优化策略。此外，书中还提及了如何利用性能分析工具来识别系统的瓶颈，这对于我来说，是提高优化效率的关键。这本书让我明白，性能优化是一个系统性的工程，需要从软件和硬件等多个层面进行综合考虑。

我一直对嵌入式系统中的数据存储和管理非常感兴趣，而这本书在这个方面的内容也相当丰富。书中关于“嵌入式数据存储方案与管理”的章节，为我打开了新的视野。它不仅仅介绍了传统的Flash存储器，如NAND Flash和NOR Flash，还深入探讨了EEPROM、FRAM等非易失性存储器的特点和应用。我特别关注书中关于“文件系统在嵌入式系统中的应用”的讲解。对于需要存储大量数据的嵌入式设备，选择合适的文件系统至关重要。书中详细介绍了FATFS、JFFS2、UBIFS等几种主流的嵌入式文件系统，并分析了它们的优缺点，以及在不同存储介质上的适用性。它还通过实例，演示了如何在嵌入式设备上构建和使用文件系统，包括格式化、读写、删除文件等操作。此外，书中还提及了数据库在嵌入式系统中的应用，例如SQLite，以及如何利用这些工具来高效地管理和查询数据。这让我认识到，嵌入式系统的数据存储和管理，不仅仅是简单的读写操作，而是一个涉及到文件系统、数据库等多个层面的复杂问题，而这本书为我提供了清晰的指引。

我一直对低功耗嵌入式设备的节能设计非常感兴趣，而这本书恰好在这方面有所涉及，这让我非常欣喜。书中关于“嵌入式设备功耗管理策略”的章节，给我留下了深刻的印象。它不仅仅罗列了各种功耗降低的技术，比如选择低功耗组件、优化代码执行效率、利用低功耗模式等，更重要的是，它深入地分析了不同功耗管理策略的权衡。比如，在讨论休眠模式时，书中详细解释了不同休眠深度的功耗差异、唤醒时间以及对系统可用性的影响。它还提供了一个非常有用的图表，直观地展示了不同场景下适合采用的功耗管理方案。我尤其关注书中关于“电池寿命预测与优化”的部分。很多嵌入式产品，尤其是物联网设备，电池寿命是至关重要的一个指标。这本书的讲解，不仅仅停留在理论层面，还提供了实际的计算方法和优化思路，帮助开发者在设计初期就能够估算出设备的续航时间，并针对性地进行功耗优化。书中还介绍了一些实用的测量工具和调试技巧，指导我们如何通过实际测量来验证功耗设计是否达标。这对于我来说，无疑是宝贵的经验。我知道，在实际的项目开发中，功耗优化往往是一个反复迭代的过程，而这本书提供的理论指导和实践方法，能够极大地提高这个过程的效率。

这本《嵌入式系统设计从入门到精通》在讲解过程中，给我的感觉就像是在进行一场深入浅出的对话。作者并没有生硬地罗列枯燥的理论，而是通过大量生动的实例，将抽象的概念具象化。例如，在讲解“ARM Cortex-M系列微控制器架构”时，书中并没有简单地介绍寄存器和总线，而是结合了一个实际的LED闪烁程序，一步步地解析数据如何在各个模块之间流动，中断是如何产生的，以及定时器是如何工作的。这种“由浅入深，由表及里”的讲解方式，让我这个初学者能够快速地理解微控制器的工作原理，而不是仅仅停留在“黑盒子”的概念上。我特别欣赏书中对于“实时操作系统（RTOS）”部分的介绍。RTOS是嵌入式系统设计的灵魂，但其概念和使用确实让很多人头疼。这本书的讲解方式，不是一上来就抛出大量的API函数，而是先从任务、调度、信号量、消息队列这些核心概念入手，用非常通俗易懂的比喻来解释它们的作用。比如，将任务比作工厂里的不同生产线，调度器比作总指挥，信号量比作工人之间的通行证，消息队列比作文件传输。这种比喻让我瞬间豁然开朗，理解了RTOS设计的初衷和核心逻辑。然后，再逐步引入具体的RTOS（例如FreeRTOS），通过实例代码展示如何在实际项目中应用这些概念。这种循序渐进的教学方法，让复杂的RTOS概念变得触手可及，我感觉自己真的能够掌握它，而不是被它吓倒。

对于我这种偏爱实际操作和动手实践的学习者来说，这本书的“项目实战”章节绝对是点睛之笔。它不像有些书那样，只是提供一些零散的代码片段，而是系统地构建了几个具有代表性的嵌入式项目。我最感兴趣的是那个“智能家居温湿度监测与控制系统”的项目。书中详细列出了项目所需的硬件清单，从传感器（如DHT11）、微控制器（例如STM32系列）、到执行器（如继电器模块），再到通信模块（如ESP8266 Wi-Fi模块），都给出了明确的型号建议和购买链接。然后，它一步步地讲解了项目的各个模块的实现过程，包括传感器数据的采集、处理，Wi-Fi通信的配置，以及通过手机APP远程控制家电的逻辑。书中提供的源代码清晰易懂，注释也非常详细，让我能够轻松地跟着学习和修改。更重要的是，它教会了我如何将前面学到的各种零散知识点（比如如何使用ADC采集传感器数据、如何配置UART进行通信、如何编写简单的TCP/IP协议栈）整合起来，构建一个完整的、具有实际功能的系统。这不仅仅是学习了一段代码，而是学习了一套解决实际问题的完整思路和方法。这种“从零开始，逐步构建”的学习模式，极大地提升了我的学习兴趣和成就感。

在接触嵌入式系统设计这个领域之前，我总觉得它是一个非常“硬核”的学科，充斥着各种晦涩难懂的硬件细节和底层原理。然而，这本书却用一种非常“接地气”的方式，将这些复杂的概念化繁为简，让我这个初学者也能轻松入门。我特别喜欢书中关于“嵌入式Linux系统开发入门”的内容。我之前一直对Linux系统在嵌入式领域的应用感到好奇，但又觉得门槛很高。这本书从解释“什么是嵌入式Linux”，到介绍交叉编译工具链的搭建，再到讲解构建根文件系统，最后甚至展示了如何在嵌入式设备上运行一个简单的“Hello, World”程序，这一系列的讲解都非常系统和全面。书中还提供了关于“设备树（Device Tree）”的入门介绍，这对于理解现代嵌入式Linux系统如何描述硬件是非常重要的。我之前对设备树的概念一直模棱两可，但这本书用清晰的图示和通俗的语言，让我对其有了更深刻的认识。此外，书中还提及了使用Buildroot和Yocto等构建系统来简化嵌入式Linux系统的开发流程，这为我日后的深入学习指明了方向。总的来说，这本书让我看到了嵌入式Linux开发的无限可能，并且为我提供了坚实的基础。

这本书的封面设计就透露出一种沉稳扎实的风格，与我心中对于“嵌入式系统设计”这个主题的认知不谋而合。拿到手里，纸张的质感也很好，印刷清晰，没有廉价感。翻开目录，看到前面几个章节的标题，比如“嵌入式系统的基本概念”、“微控制器选型指南”以及“嵌入式开发环境搭建”，我心里就踏实了许多。我一直对嵌入式领域充满好奇，但又担心入门门槛太高，很多市面上的书籍要么过于理论化，要么过于碎片化，让人摸不着头脑。而这本书的结构安排，明显是从最基础的概念讲起，循序渐进，这正是我需要的。我尤其关注“微控制器选型指南”这一部分，因为我知道选择合适的微控制器是项目成功的关键，而市场上微控制器种类繁多，参数复杂，新手往往无从下手。我希望这本书能够提供清晰的选型思路和对比分析，帮助我理解不同系列微控制器的优缺点，以及在不同应用场景下的适用性。同时，“嵌入式开发环境搭建”也是一个绕不过去的坎，交叉编译器的配置、调试器的使用，这些都是新手初学时最容易遇到挫折的地方。我期待这本书能够提供详细、易懂的操作步骤，并可能附带一些常见问题的解决方案，让我能够顺利地迈出第一步，而不是在配置环境中就望而却步。总的来说，从目录和初步的翻阅来看，这本书的编排逻辑和内容规划，都显示出作者的用心，以及对目标读者的深刻理解。它不仅仅是一本书，更像是一位经验丰富的导师，为我铺平了通往嵌入式世界的第一条道路。我非常期待接下来能够深入阅读，解锁更多的知识和技能。

这本书在讲解嵌入式系统调试技巧方面，做得非常细致和实用。我一直认为，调试是嵌入式开发过程中至关重要的一环，也是新手最容易感到困惑的地方。书中关于“嵌入式系统调试方法与技巧”的章节，可以说为我提供了一个全面的指南。它不仅仅介绍了JTAG、SWD等硬件调试接口的使用，还详细讲解了如何利用示波器、逻辑分析仪等工具来辅助调试。我尤其欣赏书中关于“printf调试的艺术”的讲解。虽然printf是一种相对简单的调试方法，但其在嵌入式系统中的运用却大有学问。书中提供了许多关于如何巧妙地使用printf来定位问题的技巧，例如如何通过不同的打印信息来判断程序执行的流程，如何通过打印变量的值来发现异常。此外，书中还深入探讨了如何利用GDB进行远程调试，以及如何进行代码性能分析和内存泄露检测。这些都是在实际项目开发中非常实用的技巧，能够帮助我更高效地找出并解决bug。书中还提供了一些常见的嵌入式系统死机、崩溃的分析思路和排查方法，这些经验性的总结对于新手来说，无疑是宝贵的财富。

我一直对嵌入式系统的安全问题感到担忧，特别是在物联网设备日益普及的今天。这本书中关于“嵌入式系统安全性设计”的章节，给我带来了不少启发。它并没有回避这一重要议题，而是从多个维度进行了探讨。书中首先阐述了嵌入式系统面临的常见安全威胁，例如固件篡改、数据泄露、拒绝服务攻击等，并用生动的例子说明了这些威胁可能带来的严重后果。接着，它详细介绍了各种安全防护措施，包括硬件层面的安全启动、安全存储，以及软件层面的加密算法、访问控制、安全编码实践等。我尤其欣赏书中关于“安全固件更新机制”的讲解。安全地更新设备固件是保障设备长期安全的关键，而如何防止固件在传输和更新过程中被篡改，是一个复杂的问题。书中提供了几种常见的安全固件更新方案，并分析了它们的优缺点，这对于我理解如何在物联网设备中实现安全的OTA（Over-the-Air）更新非常有帮助。此外，书中还提及了信任根（Root of Trust）的概念，以及如何在嵌入式系统中构建可信执行环境（TEE）。虽然这些内容相对深入，但书中对其进行了清晰的解释，并提供了相应的参考资料，让我能够进一步探索。