ARM System - On Chip Architecture 2/e pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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The future of the computer and communications industries is converging on mobile information appliances - phones, PDAs, laptops and other devices. The ARM is at the heart of this trend, leading the way in system-on-chip (SoC) development and becoming the processor core of choice for many embedded applications. System-on-chip technology is changing the way we use computers, but it also sets designers the very challenging problem of getting a complex SoC design right first time. ARM System-on-Chip Architecture introduces the concepts and methodologies employed in designing a system-on-chip based around a microprocessor core, and in designing the core itself. Extensive illustrations, based on the ARM, give practical substance to the design principles set out in the book, reinforcing the reader's understanding of how and why SoCs and microprocessors are designed as they are. ARM System-on-Chip Architecture: · presents and discusses the major issues of system-on-chip design, including memory hierarchy, caches, memory management, on-chip buses, on-chip debug and production test · provides an overview of the ARM processor family, enabling the reader to decide which ARM is best for the job in hand · describes the ARM and Thumb programming models, enabling the designer to begin to develop applications · covers all the latest ARM products and developments, including StrongARM, the ARM9 and ARM10 series of cores, and the ARM-based SoC components at the heart of Ericsson's Bluetooth technology, the Psion Series 5 PDA and Samsung's SGH2400 GSM handset · includes details on the AMULET asynchronous ARM cores and the AMULET3H asynchronous SoC subsystem ARM System-on-Chip Architecture is an essential handbook for system-on-chip designers using ARM processor cores and engineers working with the ARM. It can also be used as a course text for undergraduate and masters students of computer science, computer engineering and electrical engineering.

《嵌入式系统设计与开发：从理论到实践》 简介 本书旨在为工程师、研究人员和高级学生提供一套全面的、深入的嵌入式系统设计与开发框架。我们生活在一个被智能设备和互联系统驱动的时代，理解嵌入式系统背后的复杂架构、实时操作、资源管理和软件实现至关重要。本书超越了单一的硬件平台或特定工具链的限制，着眼于构建高效、可靠、可维护的嵌入式解决方案所必需的通用原理和工程实践。 第一部分：嵌入式系统基础与架构剖析 本部分首先为读者打下坚实的理论基础，详细阐述嵌入式系统的核心组成要素、设计哲学以及不同层级的架构选择。 第一章：嵌入式系统概述与演进 本章从宏观角度定义嵌入式系统，探讨其与通用计算系统的本质区别，包括实时性要求、资源约束和特定功能导向。我们将回顾嵌入式系统从简单控制器到复杂物联网节点的发展历程，重点分析推动这一演进的关键技术趋势，如功耗优化、互联互通和安全集成。深入讨论嵌入式系统在工业控制、汽车电子、医疗设备和消费电子等关键领域的应用范例，帮助读者建立对行业需求的直观认识。 第二章：处理器选型与核心架构基础 处理器是嵌入式系统的“心脏”。本章将详细对比分析当前主流的处理器架构，包括高性能的Cortex-A系列、能效比优异的Cortex-M系列、以及特定领域的DSP和FPGA。我们不仅关注指令集架构（ISA）的特性，更深入探讨流水线、缓存层次结构、中断控制器（NVIC/GIC）和内存管理单元（MMU/MPU）的工作原理。重点分析如何根据应用需求（如性能、功耗、成本和安全性）进行合理的处理器选型，并介绍现代处理器中实现并行处理的关键技术，如多核与异构计算的初步概念。 第三章：存储器系统与数据管理 有效的存储器管理是嵌入式系统稳定运行的基石。本章细致讲解从内部SRAM到外部Flash、SDRAM等各类存储介质的特性、读写时序和生命周期管理。重点解析存储器映射、地址翻译过程，以及在无MMU环境中如何使用内存保护单元（MPU）实现基本的隔离和访问控制。此外，我们将探讨代码和数据在嵌入式系统中的存放策略，包括代码区的保护、只读数据（RO Data）、初始化数据（RW Data）和堆栈的分配与碎片化问题。 第二部分：底层软件实现与驱动开发 成功的嵌入式应用离不开对硬件的精确控制和高效的软件抽象。本部分聚焦于操作系统、驱动程序和硬件接口的实现细节。 第四章：中断、定时器与实时性保障 实时性是嵌入式系统的核心挑战之一。本章深入讲解中断的生命周期，包括中断向量表、优先级管理、延迟分析和上下文切换机制。详细剖析定时器模块（通用定时器、PWM、看门狗）的编程模型和应用，确保系统能够准确地响应外部事件和执行周期性任务。我们将引入实时操作系统的核心概念——任务调度器，并分析不同调度算法（如固定优先级、轮转、最早截止时间优先EDF）对系统响应时间和吞吐量的影响。 第五章：外设交互与驱动程序设计 本章专注于如何通过软件有效地与片上和片外硬件外设进行通信。内容涵盖通用异步收发传输器（UART）、SPI、I2C、CAN总线等常用串行通信协议的底层驱动实现。我们将采用清晰的编程范式，展示如何设计可重用、可移植的驱动层，包括寄存器级访问、DMA（直接内存访问）的配置与优化，以最大限度地减少CPU干预，提高数据传输效率。此外，还将探讨中断驱动型I/O和轮询I/O模式的选择与权衡。 第六章：嵌入式操作系统（RTOS）的精要 对于复杂系统，RTOS是不可或缺的管理工具。本章不侧重于某一特定RTOS的API，而是深入探讨RTOS内核的设计原理。内容包括任务管理、内核对象（信号量、互斥锁、消息队列、事件标志）的内部实现机制、同步与互斥问题的经典解决方案（如死锁、优先级反转）。我们将详细分析内核上下文切换的流程，以及如何利用RTOS提供的抽象层来构建模块化、可扩展的并发应用程序。 第三部分：系统集成、调试与优化 本部分将读者的视角从单个模块提升到整个系统层面，探讨集成、调试、性能分析和功耗管理等高级工程实践。 第七章：启动流程与固件更新 嵌入式设备的启动过程往往是系统可靠性的第一个考验。本章系统梳理从芯片复位到应用程序开始执行的完整流程，包括启动ROM代码、Bootloader的角色与实现（如U-Boot或定制的启动器）、以及固件映像的加载与校验。重点讨论安全启动（Secure Boot）的基本概念和实现需求，并详细介绍可靠的在线固件更新（OTA/FOTA）机制的设计，包括双备份分区、原子切换和回滚策略。 第八章：系统级调试与故障排除 调试嵌入式代码是一项挑战。本章提供一套系统的调试方法论。我们将介绍硬件调试工具的使用，如JTAG/SWD接口、逻辑分析仪和示波器在定位时序问题和信号完整性问题上的应用。软件调试方面，深入讲解断点设置、单步执行、内存观察和堆栈回溯的技巧。此外，探讨如何利用日志系统、错误码和诊断端口（如RTT、Segger SystemView）在产品发布后进行远程故障分析。 第九章：性能分析与功耗优化策略 在资源受限的环境中，性能和功耗是关键的非功能性需求。本章教授如何量化系统性能，包括使用性能计数器（PMC）分析CPU周期消耗和缓存命中率。对于功耗管理，我们将分析不同操作模式下的能耗来源（动态与静态功耗），并介绍电压和频率调节（DVFS）、时钟门控、低功耗模式（睡眠、深度休眠）的软件控制策略。旨在使读者能够根据应用场景，设计出在性能目标和功耗预算之间取得最佳平衡的系统配置。 第十章：系统级安全与防护 随着连接性的增强，安全问题日益突出。本章探讨嵌入式系统面临的常见安全威胁，如代码篡改、侧信道攻击和数据泄露。内容涵盖硬件信任根（RoT）、安全存储、加密加速器的使用、以及安全通信协议（TLS/DTLS）在资源受限设备上的裁剪与实现。重点讲解如何设计防御性的软件架构，以应对潜在的攻击面。 本书内容结构严谨，理论与实践紧密结合，旨在培养读者构建下一代复杂、可靠、高性能嵌入式系统的核心能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书实在太厚了，拿在手上沉甸甸的，感觉就像在抱一本砖头。翻开第一页，密密麻麻的英文和各种图表就扑面而来，瞬间觉得自己好像回到了大学时代，对着一本厚重的专业教材，头昏脑胀。我本来是想找一本能快速入门 ARM 系统架构的书，没想到这本讲得这么深入。它涵盖了从最底层的硬件结构、指令集，到各种外设接口、总线协议，甚至连电源管理和低功耗设计都讲到了。对于我这种只想了解大概概念的人来说，简直就是 overkill。不过，如果你是真的想把 ARM SoC 的每一个细节都搞明白，那这本绝对是宝藏。我看了看目录，里面有专门讲中断控制器、DMA、内存控制器等等的章节，还有一些关于嵌入式 Linux 和 RTOS 在 ARM 上的应用的讨论。虽然我现在还看不懂，但感觉如果真的潜心研究下去，肯定能学到很多东西。就是不知道什么时候才能有这个时间和精力去啃下这块硬骨头。不过，作为一本参考书，它的深度是毋庸置疑的，我把它放在书架上，感觉也很有安全感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和内容深度，让我感觉它更像是一本大学本科高年级或者研究生阶段的教材，而不是一本面向广大开发者的“速成手册”。我之前在网上看到很多人推荐这本书，就抱着学习一下 ARM SoC 架构的心态买回来看。结果发现，它里面从 ARM 的指令集架构（ISA）就开始讲起，然后深入到处理器的微架构，包括流水线、分支预测、内存层次结构等，甚至还提到了不同 ARM 处理器家族（如 ARM7, ARM9, ARM11, Cortex-A/R/M 系列）的特点和演进。对于我这种只想了解如何在 ARM 平台上进行嵌入式开发，或者想知道某个外设是怎么工作的开发者来说，这本书的某些章节可能过于理论化，而且对实际开发过程的指导性不强。它更侧重于“为什么”和“是什么”，而不是“怎么做”。我看了看关于嵌入式 Linux 系统移植的部分，虽然提到了 Bootloader、Kernel、Rootfs 的概念，但对于具体的移植步骤和踩坑经验，介绍得比较笼统。不过，如果你是那种喜欢刨根问底，想要彻底理解 ARM SoC 底层原理的读者，那这本书绝对能给你带来巨大的收获。它提供了一个非常坚实的基础，让你能够站在巨人的肩膀上，进一步探索更复杂的 ARM 相关技术。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本《ARM System-On-Chip Architecture 2/e》的时候，第一感觉就是它不适合我这种刚入行的小白。里面涉及的概念实在是太专业了，很多专有名词我都是第一次见到，而且图表和公式层出不穷，感觉就像是在看一本高级的理论物理书。我本来是想了解一下 SoC 里面都有哪些东西，大概知道一下它们是怎么协同工作的。结果这本书从最底层的 CPU 核心架构讲起，到各种存储器接口、总线协议，再到中断控制器、DMA 控制器，甚至还讲到了片上网络 (NoC) 的概念。它把一个 SoC 的各个组成部分都剖析得淋漓尽致，让我感觉自己好像在解剖一个复杂的机器。虽然我很多地方看不懂，但是能够感受到作者在知识的深度和广度上都下了很大的功夫。这本书的优点在于它的严谨性和全面性，它试图涵盖 ARM SoC 的方方面面，并且从原理上进行深入剖析。对于那些想要深入研究 ARM 体系结构，或者正在从事 SoC 设计相关工作的工程师来说，这本书的价值是毋庸置疑的。只是，对于我这种只想“浅尝辄止”的读者来说，它真的太“硬核”了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版年份好像是有点年代了，我拿到的是第二版，感觉里面的技术内容虽然依旧是 ARM SoC 的核心，但可能在一些更新的处理器架构和技术上就没那么及时了。我主要看了一下关于 Cortex-A 系列处理器的部分，虽然讲到了其基本设计思想，但对于一些最新的特性，比如 big.LITTLE 架构的应用、多核同步机制的优化，以及针对 AI 加速的特定指令集，感觉介绍得不是特别深入，甚至有些内容已经有点陈旧了。这本书的优点在于它对于 ARM 体系结构的经典部分讲解得非常扎实，像指令集、内存管理、中断处理等基础知识，讲解得非常清晰易懂，对于初学者建立起一个完整的 ARM 概念框架很有帮助。我个人比较看重的是它在讲解一些通用概念时的严谨性，比如关于流水线、分支预测这些，它的解释都很到位。只是，如果想要了解当前市场上最新的 ARM SoC 的发展趋势，或者学习最新的 ARM 开发技巧，那可能就需要再补充一些更新的书籍或者在线资源了。总的来说，它更像是一本奠定基础的经典教材，而非紧跟潮流的技术手册。

评分☆☆☆☆☆

我手上的这本 ARM System-On-Chip Architecture 2/e，怎么说呢，就像是一本武林秘籍，虽然名字听起来很厉害，但里面记载的招式我大部分都看不懂。我之前工作上偶尔会接触到一些 ARM 相关的开发，但都是用现成的 SDK，对底层的了解非常有限。所以就想找一本能稍微解释一下这些芯片是怎么工作的书。结果翻开这本书，发现它就像是一部 ARM 的百科全书，里面讲得非常详细，什么指令集架构、流水线、缓存一致性、MMU、MPU，还有各种不同版本的 ARM 处理器家族都一一列举，就连一些专有名词都解释得非常到位。我感觉它更适合那种想要深入理解 ARM 处理器设计原理，或者正在做 ARM 芯片研发的工程师。对我这种只是想知道“大概是怎么回事”的读者来说，这本书的门槛有点太高了。我大概翻了几页关于总线接口的部分，什么 AMBA AXI、AHB、APB，光是看缩写就头大了，更别说里面的时序图和协议细节了。不过，如果你是真的对 ARM SoC 的底层技术有浓厚的兴趣，并且有扎实的计算机体系结构基础，那这本书绝对能满足你，甚至会让你觉得“哇，原来是这样！”。