嵌入式系统：使用eForth pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　Java VM 和 .NET CLR 都是使用堆叠的虚拟机（Stack-Based VM），而 eForth 则是堆叠虚拟机中的翘楚。Java 和 C＃ 语言的移植性来自中间码（bytecode 和 IL），其效能来自 JIT。 eForth 本身就是中间码，而它的许多基本的中间码，可以设计成 CPU 的机器码。eForth 这种既是虚拟机又是程式语言的无所不包之特性，让本书得以完整地论述基于 eForth 的 32 位元微电脑之全程实作，包括 CPU 和周边设备的 VHDL 码，以及建造 eForth 系统的全套工具。

本书内容涵盖：

• 电脑的原理
• 32位元CPU的VHDL设计
• 重要週边装置的VHDL设计
• FPGA实验板实作验证
• FORTH作业系统实作
• 组合器、直译器、编译器实作
• CPU模拟器实作
• 嵌入式系统的开发工具

　　市面上不乏论述微处理器及嵌入式系统方面的书籍，但都只能包含片段的知识，唯有本书一应俱全，包含了嵌入式系统必须的 CPU，操作系统和硬体软体的开发工具。本书无保留地公佈 eForth 嵌入系统单晶片及中文字形系统的设计资料，目标就是要向年轻的工程师传递一个愿景，我们每一个人都可以全盘掌握一个 32 位元电脑所有的硬体、软体和系统的技术，并且可以在一个 FPGA 的实验板上来验证和开发嵌入系统单晶片。这样的工程师才能够带领我们步入廿一世纪的数位工业。

　　本书的学习平台是一套 eSOCFM-1 实验板。eSOCFM-1 实验板是易符智慧科技公司为内部发展产品所设计的 FPGA 产品开发系统，这也是学习 FPGA 最理想的实验环境。它的核心是一颗 Actel ProAsic Plus FPGA 晶片。配上不同型式的记忆体晶片，和一些 IO 的周边晶片，就可以很灵活地建造不同的系统，适合各种不同的工业和商业应用。未购买 eSOCFM-1 实验板的读者，也可以利用本书所提供的 CPU 模拟器来学习本书所述的 32 位元电脑与 eForth 操作系统。

《嵌入式系统：使用eForth》图书简介 深入探索现代嵌入式系统的核心与实践，构建稳健、高效的嵌入式解决方案。 目标读者与定位： 本书专为对嵌入式系统开发有浓厚兴趣的工程师、专业学生以及寻求系统级编程深度的爱好者而设计。无论您是初次接触嵌入式领域，还是拥有一定经验但希望深入理解底层机制和高效编程范式的开发者，本书都将为您提供一套完整且实用的知识体系。我们假设读者具备一定的微控制器基础知识，并希望通过掌握一种灵活且强大的工具——eForth——来构建可靠的嵌入式应用。 本书核心聚焦： 本书摈弃了传统嵌入式书籍中对特定商业工具链的过度依赖，转而采用更具通用性和底层洞察力的 eForth 语言环境作为核心开发平台。eForth 以其代码紧凑、执行效率高、极强的可移植性和出色的交互性，成为理解和调试嵌入式硬件的理想工具。 全书内容严谨、逻辑清晰，旨在为读者构建一个从硬件抽象层到应用逻辑层的完整开发视角。 第一部分：基础架构与环境搭建（Foundational Architecture and Environment Setup） 本部分着重于奠定坚实的理论基础和实际操作环境。 1. 嵌入式系统概览与硬件接口基础： 系统地梳理现代嵌入式系统的核心组件，包括微控制器（MCU）的架构选择、存储器组织（RAM/ROM/Flash）、时钟系统和中断管理。详细讲解 GPIO、定时器/计数器等基础外设的工作原理和编程模型。 2. eForth 语言导论与内核机制： 深入介绍 Forth 语言的“堆栈驱动”特性、逆波兰表示法（RPN）以及其作为一种交互式、可扩展的汇编语言的地位。重点解析 eForth 系统的内部结构，包括解释器的工作流程、字典的构建机制以及如何有效地管理程序计数器（PC）。 3. 开发环境的建立与移植性考量： 指导读者如何针对不同的目标硬件平台（如 AVR、PIC 或基于 ARM 的 Cortex-M 系列）成功移植和配置 eForth 内核。探讨如何利用汇编语言（Assembler）编写高效的硬件抽象层（HAL），以确保代码的可移植性。 第二部分：硬件抽象与驱动开发（Hardware Abstraction and Driver Development） 这是本书实践性的核心部分，着重于如何利用 Forth 的能力直接控制和驱动各种硬件资源。 1. 精确的时间控制与中断处理： 详细讲解如何利用 eForth 编写高精度定时器服务程序。内容涵盖设置周期性中断、处理硬件异常、以及使用 Forth 线程（若适用）或协作式多任务来管理并发事件。强调在资源受限环境下编写无锁（Lock-Free）或低开销的同步机制。 2. 串行通信协议的实现： 全面覆盖异步串行通信（UART/USART）的底层编程。不仅包括波特率的计算与配置，还深入到缓冲区的管理、奇偶校验的实现，以及构建可靠的发送/接收协议栈。同时，探讨同步通信协议如 I2C 和 SPI 的位级操作和时序控制。 3. 数据采集与模数转换（ADC）： 阐述 ADC 采样的原理，包括参考电压的选择、采样定理的应用。通过 eForth 编程实现连续采样模式和事件触发采样模式，并探讨如何对原始数字信号进行滤波（如滑动平均滤波）和缩放，以满足工程精度要求。 4. 存储器管理与非易失性数据存储： 探讨如何有效管理嵌入式系统的有限RAM空间。重点讲解如何利用 eForth 的 `CREATE`/`DOES>` 结构来定义变量和缓冲区。此外，详细介绍对外部 EEPROM 或内部 Flash 存储器的读写操作，包括块擦除、数据校验（Checksum）和磨损均衡（Wear Leveling）的基本概念。 第三部分：系统控制与高级特性（System Control and Advanced Features） 本部分将开发提升到系统级设计和软件工程的层面，利用 eForth 提供的强大灵活性来应对复杂的控制任务。 1. 交互式调试与系统自检： eForth 的交互式特性是其最大的优势之一。本书将指导读者如何利用实时解释器进行在线变量监控、内存检查和函数调用。构建一套完整的系统自检（POST）程序，用于启动时验证硬件状态，并实现故障代码报告机制。 2. 内存池与动态资源管理： 在静态内存为主的嵌入式环境中，学习如何设计和实现一个健壮的内存池管理器。解释 Forth 堆栈指针（WP）与系统数据栈之间的关系，并提供实现固定大小和可变大小内存块分配与释放的 Forth 宏定义。 3. 嵌入式实时性与控制算法： 讨论如何在基于事件驱动或协作式多任务的 eForth 环境中实现精确的控制周期。通过实际案例（如 PID 控制器的离散化实现），展示如何将复杂的数学模型高效地映射到 Forth 代码中，并确保控制循环的确定性。 4. 代码扩展性与系统维护： 深入探讨 Forth 的“编译器自举”能力。展示如何动态地在目标板上编译和加载新的 Forth 词（Words），实现系统的在线升级和功能扩展，而无需重新烧录整个固件。这极大地提高了嵌入式软件的迭代速度和现场维护能力。 本书特色： 工具中立性： 专注于底层原理和通用编程范式，而非依赖于任何特定的商业IDE或编译器，使知识更具持久价值。 实践驱动： 每一个理论点都辅以具体的 eForth 代码示例和硬件交互说明，确保读者能够立即动手实践。 面向效率： 深入剖析 Forth 如何生成高度优化的、代码尺寸极小的机器码，是资源受限系统的理想选择。 阅读本书后，您将能够自信地使用 eForth 框架，设计、实现并调试从传感器接口到复杂控制逻辑的完整嵌入式解决方案，从而真正掌握嵌入式系统的“脉搏”。

序

第一部分 电脑的原理和 F# 系统简介

• 第一章 电脑四大定律
  1.1 电脑不科学
  1.2 电脑第一定律：分解定律
  1.3 电脑第二定律：多样定律
  1.4 电脑第三定律：结构定律
  1.5 电脑第四定律：正确定律
  1.6 电脑科学了，又怎么样？
  1.7 习题
• 第二章 F# 系统
  2.1 Forth 精义
  2.2 Forth 是最优越的电脑语言
  2.3 F# 系统简介
  2.4 Forth 程式练习
  2.5 算术计算
  2.6 比较复杂的应用
  2.7 道和名
  2.8 习题

第二部分 eP32 系统的设计和实证

• 第三章 CPU 的设计
  3.1 逻辑原理
  3.2 数位逻辑
  3.3 杜林机
  3.4 eP32 的架构
  3.5 eP32 的资料处理部份
  3.6 eP32 的地址储存部份
  3.7 eP32 的地址产生部份
  3.8 eP32 的有限状态控制机
  3.9 eP32 架构的优点
  3.10 习题
• 第四章 eP32 中央处理器的设计
  4.1 eP32 的输出输入讯号
  4.2 STACK 模组
  4.3 eP32 的暂存器
  4.4 eP32 的内部讯号
  4.5 画线引擎中的暂存器和讯号
  4.6 eP32 的指令常数设定
  4.7 参数堆叠和返回堆叠的实现
  4.8 画线引擎的同步讯号设定
  4.9 画线引擎字组进位的控制讯号
  4.10 X 轴上单点和横线的初值
  4.11 读取画线引擎的暂存器及讯号
  4.12 eP32 的解码器
  4.13 eP32 指令的解码工作
  4.14 eP32 有限状态控制机
  4.15 VHDL，FPGA 与 FORTH
  4.16 习题
• 第五章 eP32 的周边装置
  5.1 eP32 晶片设计
  5.2 UART 模组
  5.3 SPI 模组
  5.4 GPIO 模组
  5.5 BOOT 模组
  5.6 其他周边装置
  5.7 习题
• 第六章 eSOCFM-1 实验板
  6.1 eSOCFM-1 实验板的线路图
  6.2 eSOCFM-1 实验板上的装置
  6.3 在 APA300 上建造 eP32 晶片
  6.4 在 AT25128 上建造 eP32 操作系统
  6.5 在 eSOCFM-1 实验板上发展应用程式
  6.6 习题

第三部份 系统的开发工具

• 第七章 F# 的视窗介面
  7.1 中文发展系统的载入档（FG.FEX）
  7.2 视窗系统下符式的启动程式（INIT.F）
  7.3 视窗系统下支援符式的 win32 介面
  7.4 视窗系统的控制台介面（CONSOLEI.F）
  7.5 视窗系统下支援符式的控制台指令（CONSOLE.F）
  7.6 视窗系统的选单介面（CONMENU.F）
  7.7 视窗系统的输出输入界面（BUFFERIO.F）
  7.8 视窗系统的使用者界面（UI.F）
  7.9 ANSI FORTH 标准指令集（ANSI.F）
  7.10 视窗系统的档案界面（FILEINC.F）
  7.11 习题
• 第八章 eP32 易符系统的交叉编译
  8.1 易符系统的交叉编译器（META32U.F）
  8.2 易符系统的组合器（ASM32U.F）
  8.3 易符系统的符式低阶指令核心（KERN32U.F）
  8.4 易符系统的符式高阶指令程式
  8.5 易符系统的周边装置控制程式（FGASIC.F）
  8.6 易符系统的侦错分析程式（DIAG.F）
  8.7 易符系统的模拟器（SIM32U.F）
  8.8 习题
• 第九章 eP32 的中文发展系统
  9.1 易符系统串列埠界面（COM14.F）
  9.2 资料档案上传指令（TXFGROM.F）
  9.3 视窗系统的串列埠程式（TERM4.F）
  9.4 eP32 系统的扩展指令（FUP）
  9.5 中文字形产生器指令集（SUP）
  9.6 习题

结语 庖丁解牛

索引

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最近，為了準備一個重要的專案，我花了不少時間在蒐集相關的技術資料。在瀏覽了一些國外知名的技術論壇和社群，以及一些台灣本地的科技新知網站後，我注意到一個主題——「輕量級嵌入式系統的開發優勢」。當時有幾位工程師在討論，對於資源受限的微控制器，傳統的C語言開發雖然成熟，但在某些極致要求效能和記憶體的應用場景下，可能並非最佳解。其中，有一位使用者強烈推薦了一種名為eForth的開發方式，並表示這能帶來前所未有的靈活性和效率。當時我對eForth只是一知半解，但看到他分享的幾個小範例，那種簡潔到近乎哲學的程式碼結構，真的讓我印象深刻。我一直認為，好的工具和方法，應該是讓問題變得更簡單，而不是更複雜。《嵌入式系統：使用eForth》這本書的出現，就像及時雨，它正好填補了我對這個新興技術的知識空白。我希望透過這本書，能夠深入了解eForth的底層原理，學習如何將它實際應用在實際的嵌入式專案中，進而提升我解決問題的能力，讓我在未來的技術競賽中，能夠擁有更強的競爭力。

评分☆☆☆☆☆

最近我一直在思考，在現今這個軟體蓬勃發展的時代，我們如何才能寫出真正「精簡而強大」的程式碼，尤其是在資源有限的嵌入式硬體上。我觀察到，很多開發者傾向於使用現成的函式庫和框架，這固然能加快開發速度，但有時候也會犧牲掉對底層的掌控力和效率。我對「從根本上理解」的原則非常重視，因此對於一些與主流不同的開發語言或架構，我總是充滿好奇。在一次偶然的瀏覽中，我看到了《嵌入式系統：使用eForth》這本書的書訊，它提到的eForth，光是名字就讓我覺得與眾不同，它聽起來不像是一種「速成」的工具，而更像是一種「深入」的哲學。我對它能否提供一種截然不同的思維方式，來解決複雜的嵌入式系統問題感到非常期待。我希望這本書能帶領我跳脫過去的思維定勢，學習如何用更優雅、更有效率的方式來設計和實現嵌入式系統，進而培養出更強大的軟體內功。

评分☆☆☆☆☆

我對於能「精確控制」硬體這件事，一直有著莫名的執著。從以前玩家用電腦組裝，到後來開始接觸各種開發板，我總是想知道，在我敲下的每一個指令背後，到底發生了什麼事情。傳統上，C語言無疑是嵌入式開發的主流，但我也聽過一些前輩們討論，在某些對效能和體積有極致要求的場合，Forth語言能展現出驚人的優勢。我對這種「逆向工程」般的學習方式，也就是從最底層的指令集和記憶體管理開始理解，非常感興趣。《嵌入式系統：使用eForth》這本書的標題，讓我眼睛一亮，它直接點出了「嵌入式系統」和「eForth」這兩個我一直想深入了解的關鍵詞。我期待這本書能為我打開一扇通往全新開發世界的門，讓我不再只是依賴高階抽象，而是能真正理解系統的脈動，並且學會如何用eForth這樣一種獨特的語言，來打造出更貼近硬體、更具備彈性的嵌入式解決方案。

评分☆☆☆☆☆

我一直以來都對「如何讓東西動起來」這件事抱持著極大的熱情，尤其是在電子電路和程式設計結合的領域。從早期玩單晶片到後來接觸各種 ARM 架構的微控制器，我總是不斷地尋找更有效率、更有趣的開發方式。最近，在一次跟業界前輩聊天的時候，他隨口提到了「Forth語言在嵌入式系統的應用」，當時我聽了覺得很新奇，因為我過去的學習路徑幾乎都是圍繞著C、C++，甚至Python在嵌入式領域的應用。前輩當時說，Forth的優勢在於其互動性、可擴展性，以及能夠直接操作記憶體的能力，對於某些高度客製化的嵌入式系統開發，會有意想不到的幫助。這番話真的在我心中埋下了一顆種子。我認為，學習新的程式語言和開發架構，就像是為自己增添新的工具箱，能夠應對更多不同的挑戰。《嵌入式系統：使用eForth》這本書，正好提供了我深入探索這個新世界的敲門磚。我非常期待它能帶領我認識Forth的獨特魅力，並且學習如何將eForth這套系統，應用到我實際的專案中，或許能讓我對嵌入式系統的理解，上升到一個全新的層次。

评分☆☆☆☆☆

天啊，我前陣子在誠品書局閒晃，意外瞄到這本《嵌入式系統：使用eForth》，光是書名就讓我眼睛一亮！身為一個對軟體開發一直充滿好奇，又特別著迷於硬體底層運作的資深工程師，過去幾年我真的接觸過不少嵌入式系統的書籍，從C語言的經典巨著到各種微控制器原廠的手冊，都翻遍了。但老實說，很多書都像是在教你「怎麼用」而不是「為什麼要這樣用」，或是內容太過學術，離實際開發的脈絡有點遠。這本《嵌入式系統：使用eForth》的出現，讓我覺得很有潛力，它提到的eForth，聽起來就是一種比較不一樣的思維方式，不是那種一味堆疊複雜語法，而是著重在精簡、高效能的系統設計。我尤其好奇，用Forth這樣一個「逆向波蘭表示法」的語言來寫嵌入式程式，究竟能帶來什麼樣的獨特優勢？是能讓程式碼更小、更易於除錯？還是能更直觀地與硬體互動？我腦海中已經開始想像，如果真的能掌握這門技術，未來在物聯網、工業自動化這些領域，或許能開創出全新的解決方案。我超期待這本書能帶我進入一個全新的學習領域，打破我過去對嵌入式系統的刻板印象，也希望能藉此提升我現有的開發能力。