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出版者:McGraw-Hill Companies

作者:Janet L. Axelson

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1993-07-01

价格:USD 24.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780070027992

丛书系列:

图书标签:

PCB
Printed Circuit Boards
Electronics
DIY Electronics
Circuit Design
Manufacturing
Hobby Electronics
Soldering
Etching
Repair

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具体描述

好的，这是一份关于不包含《Making Printed Circuit Boards》内容的图书简介，重点围绕电子工程、电路设计和相关技术领域展开。 --- 《现代电子系统设计与实现：从概念到原型》图书简介在当今快速迭代的电子技术领域，从一个创新的想法转化为一个稳定、高效、可大规模生产的电子产品，需要一套系统化的知识体系和实践经验。本书《现代电子系统设计与实现：从概念到原型》正是为满足这一需求而编写的综合性工程参考书。它旨在为电子工程师、高级技术学生以及致力于产品开发的专业人士提供一条清晰、实用的路径，涵盖从系统级架构选择到最终固件集成和测试验证的全过程。本书聚焦于宏观的设计方法论和关键的电子子系统构建，完全不涉及印刷电路板（PCB）的物理制造工艺细节，如蚀刻、钻孔、阻抗控制的层压结构等。我们的核心关注点在于“电路要做什么”和“如何用恰当的器件和架构实现其功能”，而非“板子应该如何被制造出来”。第一部分：系统级架构与规格定义本部分奠定了整个设计流程的基础。我们首先探讨如何将模糊的用户需求转化为精确的、可量化的技术规格。 1. 需求分析与系统分解：介绍如何运用结构化分析方法（Structured Analysis），将复杂的电子系统分解为可管理的子模块，如电源管理单元（PMU）、微处理器核心、输入/输出接口和通信模块。重点讨论如何权衡性能、功耗、成本和尺寸（PPA Triad）之间的关系。 2. 架构选择与平台决策：深入分析当前主流的嵌入式计算平台，包括高性能微处理器（MPU）、实时微控制器（MCU）、现场可编程门阵列（FPGA）和专用集成电路（ASIC）的适用场景。我们将详细对比不同架构在并行处理能力、确定性延迟、开发周期和IP复用性方面的优劣，指导读者做出最适合其应用的平台选型。 3. 功耗预算与热管理策略：成功的电子产品必须在预期的热环境中稳定运行。本章详细阐述系统级的功耗预算方法，包括静态功耗和动态功耗的估算模型。针对高密度集成系统，我们将探讨主动与被动散热方案的理论基础和工程应用，例如热管、均温板的设计原则，以及如何通过软件和调度策略进行功耗塑形（Power Shaping）。第二部分：核心功能模块的电路设计本部分深入到电子子系统的具体电路实现层面，强调原理图设计和仿真验证，而非物理布局。 4. 先进电源转换技术：电源是所有电子系统的生命线。本章系统介绍开关型电源（SMPS）的设计，包括 Buck、Boost、Flyback 拓扑的选择与环路补偿技术。我们侧重于磁性元件的选择标准、瞬态响应分析，以及如何利用数字控制IC实现更精细的电源轨管理和序列控制。此部分完全基于理想电路模型和元件数据手册进行分析，不涉及布局对环路稳定性的实际影响。 5. 信号完整性（SI）基础理论：尽管我们不讨论具体的板级布线，但理解信号在传输线上传播的物理现象至关重要。本章聚焦于串扰、反射、端接技术（TDR/TDT）的理论模型。我们将详细分析高速信号的上升时间与传输线效应之间的关系，并介绍如何使用仿真工具（如Spice或特定SI工具）来验证设计满足特定时序和电压裕度的要求。 6. 模拟前端（AFE）设计与噪声抑制：传感器和高精度数据采集是现代系统的关键。本章探讨低噪声放大器（LNA）的选择、多级滤波器的设计（如巴特沃斯、切比雪夫），以及如何进行系统级的噪声源识别与抑制。重点在于ADC/DAC的选型标准（如ENOB、SFDR）以及驱动电路的设计，确保输入信号的保真度。第三部分：嵌入式系统与固件集成现代电子产品是硬件与软件的深度融合。本部分关注系统启动、通信协议栈的实现以及可靠的固件管理。 7. 启动序列与内存映射：描述微处理器或SoC从复位到操作系统加载的完整启动流程。这包括引导加载程序（Bootloader）的设计、非易失性存储器的选择（eMMC, NAND, NOR Flash）以及内存保护单元（MPU）的配置，确保系统启动的确定性和安全性。 8. 通信协议栈的实现与调试：涵盖主流的串行和网络通信协议（如Ethernet, USB 3.0, PCIe, CAN）。重点在于协议栈的软件实现、驱动程序的接口设计，以及如何在系统层面调试链路建立、数据流控制和错误恢复机制。 9. 固件更新与系统安全：探讨空中下载（OTA）或本地固件更新（FOTA）的机制设计，包括双映像（A/B Partitioning）的策略和原子性更新的保障。此外，我们还介绍了硬件信任根（RoT）、安全启动（Secure Boot）的概念，以及固件加密与代码保护的技术手段，确保产品生命周期内的知识产权和运行安全。第四部分：测试、验证与产品化准备成功的原型不仅要能工作，还必须能被可靠地测试和批量生产。 10. 调试技术与可测试性设计（DFT）：介绍使用逻辑分析仪、示波器进行系统级调试的技巧，以及故障注入（Fault Injection）测试方法。更重要的是，本章讲解如何将可测试性融入设计初期，如JTAG/SWD端口的预留、边界扫描的应用，以及设计用于自动化生产测试（ATE）的测试点。 11. 软件/硬件协同验证（Co-Verification）：在产品进入物理制造之前，如何高效地验证软硬件接口的正确性。讨论使用硬件在环（HIL）和软件在环（SIL）仿真环境来模拟真实的外部刺激和系统负载，从而提前暴露集成缺陷。总结：本书提供的是一份高级电子工程师的工具箱，专注于系统架构、电路原理、信号理论和嵌入式集成。它教会读者如何“构建大脑和神经系统”，而不是“雕刻身体的外观”。掌握本书内容，读者将能独立设计出复杂电子系统的核心功能模块，并为其后续的物理实现做好万全的准备，专注于电子功能和性能的实现，而非制造工艺的微观细节。