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• 2018年9月
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店铺： 未来教育官方旗舰店

出版社： 电子科技大学出版社

ISBN：9787564736590

商品编码：10394046700

品牌：未来教育（Future）

开本：16

用纸：轻型纸

页数：216

字数：346000

正文语种：中文

附件数量：2

《嵌入式系统开发技术精要：从理论到实践的深度解析》 第一章 嵌入式系统概论与核心概念 本章旨在为读者构建一个全面而深入的嵌入式系统知识框架。我们将从嵌入式系统的定义入手，探讨其与通用计算机系统的本质区别，重点剖析其“嵌入式”特性所带来的设计挑战与机遇。内容将涵盖嵌入式系统的基本构成，包括处理器（CPU）、内存（RAM/ROM）、输入/输出（I/O）接口、外围设备以及软件（操作系统、驱动程序、应用程序）之间的相互作用。 我们将深入解析嵌入式系统设计的关键要素，如实时性、功耗、成本、可靠性、体积和安全性。这些要素的权衡与取舍是嵌入式系统工程师面临的核心问题，本章将通过理论阐述和典型案例分析，帮助读者理解这些约束条件对系统设计的影响。 此外，本章还将介绍嵌入式系统的发展历程与未来趋势。从早期简单的微控制器应用到如今高度集成、互联互通的智能设备，嵌入式系统经历了翻天覆地的变化。我们将探讨物联网（IoT）、人工智能（AI）在嵌入式领域的应用，以及嵌入式系统在汽车电子、医疗设备、工业自动化、消费电子等领域的广泛影响。 核心知识点： 嵌入式系统的定义、特点与应用领域。 嵌入式系统的基本硬件构成：处理器、存储器、I/O接口、外设。 嵌入式系统的软件架构：裸机开发、RTOS、中间件、应用程序。 嵌入式系统设计的关键约束：实时性、功耗、成本、可靠性、体积、安全性。 嵌入式系统发展趋势与前沿技术。 第二章 嵌入式处理器架构与选型 处理器是嵌入式系统的“大脑”，本章将聚焦于嵌入式处理器的核心架构、指令集以及市场上的主流选择。我们将详细讲解不同类型的嵌入式处理器，如微控制器（MCU）、微处理器（MPU）以及数字信号处理器（DSP），并分析它们各自的优缺点和适用场景。 对于MCU，我们将深入剖析其内部结构，包括CPU核、存储器、定时器/计数器、ADC/DAC、PWM、通信接口（UART, SPI, I2C）等集成外设。读者将了解如何根据具体应用需求，如处理能力、功耗、I/O口数量、通信协议等，来选择合适的MCU型号。 对于MPU，我们将侧重于其更强大的处理能力和扩展性，探讨ARM Cortex-M、Cortex-A系列等主流架构。本章还将介绍处理器的流水线技术、缓存机制、中断处理等高级概念，帮助读者理解处理器性能的深层影响因素。 在处理器选型部分，我们将提供一套系统性的评估方法，从性能指标、功耗预算、开发生态、成本效益以及供应链稳定性等多个维度进行考量，指导读者做出明智的技术决策。 核心知识点： 微控制器（MCU）的内部结构与工作原理。 微处理器（MPU）与数字信号处理器（DSP）的特点与应用。 主流嵌入式处理器架构：ARM Cortex-M, Cortex-A等。 处理器指令集架构（ISA）简介。 嵌入式处理器选型的关键考量因素。 第三章 嵌入式存储技术与内存管理 存储器是嵌入式系统中不可或缺的一部分，本章将深入探讨各种嵌入式存储技术及其在内存管理中的作用。我们将首先介绍嵌入式系统中常用的存储器类型，包括易失性存储器（RAM）和非易失性存储器（ROM/Flash）。 对于RAM，我们将区分静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM），分析它们的读写速度、功耗和成本差异。对于ROM/Flash，我们将介绍NOR Flash和NAND Flash的特点，以及它们在代码存储、数据持久化等方面的应用。 本章将重点讲解嵌入式内存管理单元（MMU）和内存保护单元（MPU）的概念与工作机制。对于RTOS环境下的内存管理，我们将深入探讨虚拟内存、分页、分段、内存分配算法（如首次适应、最佳适应）等内容，以确保系统的稳定性和安全性。 此外，我们还将讨论嵌入式系统中常见的存储器接口技术，如SDRAM接口、SPI Flash接口、eMMC接口等，以及如何通过这些接口有效地访问和管理存储设备。 核心知识点： 易失性存储器（RAM）的分类与特点。 非易失性存储器（ROM/Flash）的类型与应用。 内存管理单元（MMU）与内存保护单元（MPU）。 嵌入式系统中的内存分配与回收策略。 常见嵌入式存储器接口技术。 第四章 嵌入式实时操作系统（RTOS）深入剖析 实时操作系统（RTOS）是许多嵌入式系统设计的基石，能够有效地管理系统资源，实现任务的调度与同步，并保证操作的实时性。本章将对RTOS进行全面而深入的剖析。 我们将从RTOS的基本概念入手，解释其与通用操作系统的区别，特别是“实时性”的含义和实现方式。本章将详细介绍RTOS的核心组件，包括任务管理、任务调度（如优先级调度、时间片轮转）、任务同步与通信（信号量、互斥锁、消息队列、事件标志组）、中断处理机制、定时器管理等。 我们将分析几种主流的RTOS，如FreeRTOS、RT-Thread、uC/OS等，通过实际例子展示它们在资源管理、任务创建、同步通信等方面的实现方式。读者将学习如何根据项目需求，选择最适合的RTOS，并掌握在其上进行嵌入式应用开发的技巧。 此外，本章还将探讨RTOS在功耗管理、系统稳定性、代码复用等方面的优势，并介绍如何对RTOS进行性能优化和调试。 核心知识点： 实时操作系统（RTOS）的基本概念与特点。 RTOS的任务管理与调度策略。 RTOS的任务同步与通信机制。 RTOS的中断处理与定时器管理。 主流RTOS的对比分析与应用。 RTOS的性能优化与调试。 第五章 嵌入式系统硬件接口与驱动开发 硬件接口是嵌入式系统与外部世界沟通的桥梁，而驱动程序则是连接硬件与软件的关键。本章将深入讲解嵌入式系统中常见的硬件接口技术，以及如何编写高效可靠的硬件驱动。 我们将系统性地介绍各种常用通信接口，如UART（串行通信）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路总线）、CAN（控制器局域网）、USB（通用串行总线）等。对于每种接口，我们将详细讲解其工作原理、通信协议、电气特性，并提供实际应用中的接口连接和信号时序分析。 在驱动开发方面，本章将侧重于底层硬件操作和RTOS环境下的驱动编写。我们将介绍如何通过寄存器操作直接控制硬件，如何使用中断来响应硬件事件，以及如何设计可重用、模块化的驱动程序。 对于一些关键的硬件模块，如GPIO（通用输入/输出）、ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）、PWM（脉冲宽度调制），我们将提供详细的驱动编写示例，并讲解相关的配置和使用技巧。本章还将触及一些高级的驱动开发话题，如DMA（直接内存访问）在提高数据传输效率中的应用。 核心知识点： UART, SPI, I2C, CAN, USB等通信接口的工作原理与协议。 GPIO, ADC, DAC, PWM等常用硬件模块的功能与应用。 基于寄存器操作的底层硬件控制。 中断驱动和轮询驱动的实现。 嵌入式驱动程序的模块化设计与开发。 DMA在驱动开发中的应用。 第六章 嵌入式系统软件开发环境与工具链 高效的开发环境和完善的工具链是嵌入式系统开发成功的关键。本章将详细介绍嵌入式软件开发所需的各种工具和技术。 我们将从嵌入式集成开发环境（IDE）入手，介绍如何配置和使用主流的IDE，如Keil MDK, IAR Embedded Workbench, Eclipse CDT等。读者将学习如何进行项目创建、代码编辑、编译、链接等基本操作。 交叉编译工具链是嵌入式开发的核心，本章将深入讲解交叉编译的概念，以及如何选择和配置GCC、Clang等交叉编译器。我们将讨论编译选项、链接脚本、库的构建和管理等重要内容。 调试是嵌入式开发中不可或缺的一环。本章将详细介绍各种嵌入式调试技术，包括仿真器（JTAG/SWD）、逻辑分析仪、示波器等硬件调试工具的使用。同时，我们将讲解在RTOS环境下进行软件调试的策略，如使用printf调试、断点调试、单步执行、查看内存和寄存器状态等。 此外，本章还将介绍版本控制系统（如Git）在嵌入式团队协作中的重要性，以及嵌入式项目管理的一些最佳实践。 核心知识点： 嵌入式集成开发环境（IDE）的配置与使用。 交叉编译工具链的原理与使用。 嵌入式系统的硬件调试技术（仿真器、逻辑分析仪）。 软件调试技术与策略。 版本控制系统在嵌入式开发中的应用。 嵌入式项目管理与流程。 第七章 嵌入式系统调试与优化 嵌入式系统的调试与优化是软件开发过程中至关重要且极具挑战的环节。本章旨在系统地讲解嵌入式系统开发中常见的调试方法、技巧以及性能优化策略。 我们将深入分析嵌入式系统调试的独特性，即资源受限、无法直接访问、信息反馈有限等特点，并据此介绍有效的调试手段。内容将涵盖从基础的逻辑错误排查到复杂的并发问题、内存泄漏、死锁等疑难杂症的定位。 本章将详细讲解如何利用仿真器、逻辑分析仪、示波器等硬件工具进行硬件层面的调试，例如通过JTAG/SWD接口进行断点设置、单步执行、寄存器查看、内存读写等操作，以及如何捕捉和分析总线信号，判断硬件连接和信号时序是否正确。 在软件调试方面，我们将深入探讨在RTOS环境下进行调试的技巧，包括如何使用RTOS提供的调试工具（如任务状态查看、堆栈信息分析、性能分析工具），如何通过打印日志信息来追踪程序执行流程，如何利用断言（assert）来检测程序错误。 除了调试，本章还将重点关注嵌入式系统的性能优化。我们将从多个维度进行探讨，包括代码优化（如算法改进、减少循环次数、编译器优化选项）、内存优化（如减小代码体积、优化数据结构、避免内存碎片）、功耗优化（如降低CPU频率、关闭不使用的外设、进入低功耗模式）以及实时性优化（如优化中断服务程序、合理调度任务）。 我们将通过具体的案例分析，展示如何在实际项目中应用这些调试和优化技术，帮助读者提高开发效率，生产出更稳定、更高效、更可靠的嵌入式系统。 核心知识点： 嵌入式系统调试的挑战与策略。 硬件调试工具（仿真器、逻辑分析仪、示波器）的应用。 RTOS环境下的软件调试技巧。 内存优化技术与策略。 功耗优化技术与方法。 实时性优化策略。 实际项目中的调试与优化案例。 第八章 嵌入式系统安全设计与实践 随着嵌入式系统在各领域的广泛应用，其安全性问题日益突出。本章将系统性地探讨嵌入式系统的安全威胁、防护机制和实践方法。 我们将首先分析嵌入式系统面临的各类安全威胁，包括物理攻击（如篡改、窃听）、网络攻击（如DDoS、SQL注入、中间人攻击）、软件漏洞（如缓冲区溢出、越界访问）以及供应链攻击等。 随后，本章将深入介绍嵌入式系统的安全设计原则，如最小权限原则、纵深防御、安全隔离等，并讲解常用的安全技术，包括加密与解密（对称加密、非对称加密、哈希算法）、身份认证与访问控制、安全启动（Secure Boot）、固件更新安全、安全存储等。 我们将探讨如何在硬件层面实现安全，例如使用安全芯片（如TPM）、硬件加密加速器等。在软件层面，我们将讲解如何通过代码审计、静态/动态代码分析、模糊测试等技术来发现和修复安全漏洞，以及如何在RTOS环境中实现安全的任务通信和资源访问。 此外，本章还将关注嵌入式系统在物联网（IoT）安全方面的挑战，如设备身份管理、数据传输安全、云平台安全等。通过本章的学习，读者将能够掌握设计和实现安全可靠的嵌入式系统的基本方法和技术。 核心知识点： 嵌入式系统面临的安全威胁与风险。 嵌入式系统的安全设计原则。 加密、认证、安全启动等安全技术。 硬件层面的安全防护措施。 软件安全开发与漏洞修复。 物联网（IoT）安全的关键问题。 第九章 嵌入式系统项目实战与案例分析 理论知识的掌握最终需要通过实践来检验和巩固。本章将通过一系列精心设计的项目实战和深入的案例分析，将前几章所学的知识融会贯通，并应用到实际的嵌入式系统开发中。 我们将提供从简单到复杂的多个项目示例，涵盖不同应用领域。例如，一个基于单片机的温湿度传感器数据采集与显示项目，一个基于RTOS的智能家居控制节点项目，或者一个简单的嵌入式Linux设备驱动开发项目。 每个项目实战都将遵循完整的开发流程，包括需求分析、系统设计、硬件选型、软件开发、调试测试以及性能优化。读者将有机会亲自动手，使用真实的开发板和工具，完成从零开始的嵌入式项目。 在案例分析部分，我们将选取一些具有代表性的行业应用案例，如智能车载系统、医疗健康设备、工业自动化控制系统、消费电子产品等。我们将剖析这些案例的设计思路、技术难点、解决方案以及成功之处，帮助读者开阔视野，学习更高级的嵌入式系统设计理念和工程实践经验。 本章强调动手能力和解决实际问题的能力，旨在培养读者独立完成嵌入式项目开发的能力，并为读者在实际工作中的应用打下坚实基础。 核心知识点： 从需求分析到产品实现的完整项目开发流程。 多个不同领域的嵌入式项目实战。 典型行业应用案例的深入剖析。 实际开发中遇到的问题及解决方案。 培养独立解决嵌入式系统开发问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本书的时候，主要还是冲着“三级嵌入式系统开发技术”这个明确的认证目标去的。现在的IT培训市场，各种鱼龙混杂的资料太多了，很多都是把往年真题随便拼凑一下就拿出来卖钱，缺乏针对性和系统性。我仔细翻阅了目录的结构，它似乎将知识点分成了几个大的模块，比如底层驱动、实时操作系统（RTOS）基础、以及通信协议的应用。这看起来还算比较全面，但关键在于每个模块的深度。对于嵌入式开发而言，中断处理、内存管理和低功耗设计是重中之重，我期望这本书能在这些硬核部分给出更具穿透力的讲解，而不是停留在概念的简单罗列上。特别是关于代码效率和资源受限环境下的编程技巧，这才是区分合格工程师和优秀工程师的关键所在。如果这本书只是停留在C语言基础和简单的I/O操作上，那它对于真正想从事嵌入式行业的人来说，价值就会大打折扣。另外，对于“题库”的更新频率和质量把控，也是我比较关注的一点。毕竟，考试的侧重点会随着行业需求而微妙变化的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的定价相对来说还是比较适中的，至少比市面上那些动辄上百元的精装版技术手册要亲民一些，这对于学生群体来说是个加分项。我的主要诉求是利用碎片时间高效复习，所以对书籍的“易读性”有较高要求。字体排版、行间距、代码块的区分度，这些细节直接影响阅读体验和学习效率。如果代码展示过于拥挤或者缩进混乱，那简直是灾难，我得花额外的时间去纠正阅读习惯。此外，我注意到这本书的侧重点似乎在于“考试通过率”，而不是“工程实践能力”。这很现实，毕竟大部分人是为了拿证。但理想状态下，好的考级用书应该能做到“以考促学”，即通过练习难题，潜移默化地提升读者的实际工程能力。比如，对于涉及硬件寄存器操作的部分，如果能配上清晰的电路图或者至少是伪代码流程图，那学习起来的直观感受会好很多，而不是纯粹的文字描述。

评分☆☆☆☆☆

作为一名技术书籍的长期用户，我总是在寻找那种能提供“思维框架”的书籍，而不是仅仅提供“知识点清单”的书。这本2018年的题库，我很好奇它在处理当时最新的ARM Cortex-M系列微控制器特性时，采用了哪种教学范式。是完全基于特定的开发板（比如某主流的开发套件）进行案例讲解，还是保持了足够的通用性，使得读者可以将其经验迁移到其他平台上去？我个人偏好后者，因为技术是相通的，掌握了核心思想，更换硬件只是适配问题。如果它过于依赖特定硬件的API，那么随着时间的推移，这本书的适用性就会迅速衰减。另外，对于嵌入式系统开发中常见的调试技巧，比如使用JTAG/SWD进行断点设置、内存查看等“软技能”，如果能穿插在例题解析中进行强调，那这本书的实用价值会大大提升。单纯的理论知识在面对实际的Bug时往往是苍白无力的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计倒是挺有意思的，封面选用了那种略带磨砂质感的纸张，拿在手里有一定的分量感，不像有些考级资料轻飘飘的，让人感觉不太靠谱。我注意到“包邮”这个词被放在了标题的最前面，这在图书市场里其实挺常见的一种营销手段，可能是为了在电商平台上获得更高的曝光率吧。整体色调偏向沉稳的深蓝和灰色，符合技术类书籍的调性。不过，我倒是很好奇，这本书的具体内容编排是如何兼顾“2018年9月”这个特定的考试时间点和“未来教育”这种略显宏大的概念的。毕竟，嵌入式系统技术发展日新月异，三年前的技术栈到今天可能已经有了不少更新换代。我更关注的是，它在“上机考试题库”这个核心功能上，是否提供了足够详尽的解题思路和代码注释。很多题库的通病在于，只给出标准答案，而缺乏对错误选项的深入剖析，或者对核心算法逻辑的逐步推导。对于我这种需要打牢基础的初学者来说，光有“是什么”是不够的，更需要知道“为什么是这样”以及“如何优化”。希望这本书在配套的CD或者在线资源中，能提供实时运行的Demo或者调试环境的支持，这样才能真正模拟上机考试的实战压力。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，选择一本特定的年度考试题库，其实是在和时间赛跑。2018年的内容，意味着它所涵盖的开发环境、编译器版本和标准库函数，很可能与我现在使用的环境存在一定的代差。我需要评估的是，这本书中的核心算法和数据结构是否是那些“永不过时”的基础知识。如果大部分题目都是关于基础的定时器配置、ADC转换或者简单的串口通信，那么它的价值依然存在，因为这些是嵌入式领域的基石。但如果它大量涉及当时非常前沿但现已被淘汰的技术或特定协议栈的冷门实现，那么这本书的性价比就会降低。我更希望看到的是，编者在解析中能够明确指出哪些知识点是基础、哪些是针对当年考试的“热点”或者“陷阱”，这样我才能更有效地分配我的复习精力。一本好的考级书，应该像一个经验丰富的老教师，既知道考试的门道，更懂得传授真本事。

评分☆☆☆☆☆

很棒的资料

评分☆☆☆☆☆

差评，绝对大大的差评，我以为京东上未来的旗舰店卖得东西卖得这么贵，质量一定有保障，谁知道这本书竟然这么脏，难道发货前没检查？还是故意丢自己的脸，早知道去

评分☆☆☆☆☆

包装简陋，拿到手的时候有点破损

评分☆☆☆☆☆

我以为有试卷的，没想到是书，。内容感觉有点少，，。

评分☆☆☆☆☆

质量不错，学习中，希望会有大的收获

评分☆☆☆☆☆

不错，有了它又能考满分了

评分☆☆☆☆☆

题不错，暑假看完书刷刷题，应该能过

评分☆☆☆☆☆

质量不错，学习中，希望会有大的收获

评分☆☆☆☆☆

还行。至少要一点基础的，通过题目反推知识刚开始不适应。不过选择、填空还是APP更省事。