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.

《嵌入式係統設計與開發：從理論到實踐》 簡介 本書旨在為工程師、研究人員和高級學生提供一套全麵的、深入的嵌入式係統設計與開發框架。我們生活在一個被智能設備和互聯係統驅動的時代，理解嵌入式係統背後的復雜架構、實時操作、資源管理和軟件實現至關重要。本書超越瞭單一的硬件平颱或特定工具鏈的限製，著眼於構建高效、可靠、可維護的嵌入式解決方案所必需的通用原理和工程實踐。 第一部分：嵌入式係統基礎與架構剖析 本部分首先為讀者打下堅實的理論基礎，詳細闡述嵌入式係統的核心組成要素、設計哲學以及不同層級的架構選擇。 第一章：嵌入式係統概述與演進 本章從宏觀角度定義嵌入式係統，探討其與通用計算係統的本質區彆，包括實時性要求、資源約束和特定功能導嚮。我們將迴顧嵌入式係統從簡單控製器到復雜物聯網節點的發展曆程，重點分析推動這一演進的關鍵技術趨勢，如功耗優化、互聯互通和安全集成。深入討論嵌入式係統在工業控製、汽車電子、醫療設備和消費電子等關鍵領域的應用範例，幫助讀者建立對行業需求的直觀認識。 第二章：處理器選型與核心架構基礎 處理器是嵌入式係統的“心髒”。本章將詳細對比分析當前主流的處理器架構，包括高性能的Cortex-A係列、能效比優異的Cortex-M係列、以及特定領域的DSP和FPGA。我們不僅關注指令集架構（ISA）的特性，更深入探討流水綫、緩存層次結構、中斷控製器（NVIC/GIC）和內存管理單元（MMU/MPU）的工作原理。重點分析如何根據應用需求（如性能、功耗、成本和安全性）進行閤理的處理器選型，並介紹現代處理器中實現並行處理的關鍵技術，如多核與異構計算的初步概念。 第三章：存儲器係統與數據管理 有效的存儲器管理是嵌入式係統穩定運行的基石。本章細緻講解從內部SRAM到外部Flash、SDRAM等各類存儲介質的特性、讀寫時序和生命周期管理。重點解析存儲器映射、地址翻譯過程，以及在無MMU環境中如何使用內存保護單元（MPU）實現基本的隔離和訪問控製。此外，我們將探討代碼和數據在嵌入式係統中的存放策略，包括代碼區的保護、隻讀數據（RO Data）、初始化數據（RW Data）和堆棧的分配與碎片化問題。 第二部分：底層軟件實現與驅動開發 成功的嵌入式應用離不開對硬件的精確控製和高效的軟件抽象。本部分聚焦於操作係統、驅動程序和硬件接口的實現細節。 第四章：中斷、定時器與實時性保障 實時性是嵌入式係統的核心挑戰之一。本章深入講解中斷的生命周期，包括中斷嚮量錶、優先級管理、延遲分析和上下文切換機製。詳細剖析定時器模塊（通用定時器、PWM、看門狗）的編程模型和應用，確保係統能夠準確地響應外部事件和執行周期性任務。我們將引入實時操作係統的核心概念——任務調度器，並分析不同調度算法（如固定優先級、輪轉、最早截止時間優先EDF）對係統響應時間和吞吐量的影響。 第五章：外設交互與驅動程序設計 本章專注於如何通過軟件有效地與片上和片外硬件外設進行通信。內容涵蓋通用異步收發傳輸器（UART）、SPI、I2C、CAN總綫等常用串行通信協議的底層驅動實現。我們將采用清晰的編程範式，展示如何設計可重用、可移植的驅動層，包括寄存器級訪問、DMA（直接內存訪問）的配置與優化，以最大限度地減少CPU乾預，提高數據傳輸效率。此外，還將探討中斷驅動型I/O和輪詢I/O模式的選擇與權衡。 第六章：嵌入式操作係統（RTOS）的精要 對於復雜係統，RTOS是不可或缺的管理工具。本章不側重於某一特定RTOS的API，而是深入探討RTOS內核的設計原理。內容包括任務管理、內核對象（信號量、互斥鎖、消息隊列、事件標誌）的內部實現機製、同步與互斥問題的經典解決方案（如死鎖、優先級反轉）。我們將詳細分析內核上下文切換的流程，以及如何利用RTOS提供的抽象層來構建模塊化、可擴展的並發應用程序。 第三部分：係統集成、調試與優化 本部分將讀者的視角從單個模塊提升到整個係統層麵，探討集成、調試、性能分析和功耗管理等高級工程實踐。 第七章：啓動流程與固件更新 嵌入式設備的啓動過程往往是係統可靠性的第一個考驗。本章係統梳理從芯片復位到應用程序開始執行的完整流程，包括啓動ROM代碼、Bootloader的角色與實現（如U-Boot或定製的啓動器）、以及固件映像的加載與校驗。重點討論安全啓動（Secure Boot）的基本概念和實現需求，並詳細介紹可靠的在綫固件更新（OTA/FOTA）機製的設計，包括雙備份分區、原子切換和迴滾策略。 第八章：係統級調試與故障排除 調試嵌入式代碼是一項挑戰。本章提供一套係統的調試方法論。我們將介紹硬件調試工具的使用，如JTAG/SWD接口、邏輯分析儀和示波器在定位時序問題和信號完整性問題上的應用。軟件調試方麵，深入講解斷點設置、單步執行、內存觀察和堆棧迴溯的技巧。此外，探討如何利用日誌係統、錯誤碼和診斷端口（如RTT、Segger SystemView）在産品發布後進行遠程故障分析。 第九章：性能分析與功耗優化策略 在資源受限的環境中，性能和功耗是關鍵的非功能性需求。本章教授如何量化係統性能，包括使用性能計數器（PMC）分析CPU周期消耗和緩存命中率。對於功耗管理，我們將分析不同操作模式下的能耗來源（動態與靜態功耗），並介紹電壓和頻率調節（DVFS）、時鍾門控、低功耗模式（睡眠、深度休眠）的軟件控製策略。旨在使讀者能夠根據應用場景，設計齣在性能目標和功耗預算之間取得最佳平衡的係統配置。 第十章：係統級安全與防護 隨著連接性的增強，安全問題日益突齣。本章探討嵌入式係統麵臨的常見安全威脅，如代碼篡改、側信道攻擊和數據泄露。內容涵蓋硬件信任根（RoT）、安全存儲、加密加速器的使用、以及安全通信協議（TLS/DTLS）在資源受限設備上的裁剪與實現。重點講解如何設計防禦性的軟件架構，以應對潛在的攻擊麵。 本書內容結構嚴謹，理論與實踐緊密結閤，旨在培養讀者構建下一代復雜、可靠、高性能嵌入式係統的核心能力。

评分☆☆☆☆☆

我拿到這本《ARM System-On-Chip Architecture 2/e》的時候，第一感覺就是它不適閤我這種剛入行的小白。裏麵涉及的概念實在是太專業瞭，很多專有名詞我都是第一次見到，而且圖錶和公式層齣不窮，感覺就像是在看一本高級的理論物理書。我本來是想瞭解一下 SoC 裏麵都有哪些東西，大概知道一下它們是怎麼協同工作的。結果這本書從最底層的 CPU 核心架構講起，到各種存儲器接口、總綫協議，再到中斷控製器、DMA 控製器，甚至還講到瞭片上網絡 (NoC) 的概念。它把一個 SoC 的各個組成部分都剖析得淋灕盡緻，讓我感覺自己好像在解剖一個復雜的機器。雖然我很多地方看不懂，但是能夠感受到作者在知識的深度和廣度上都下瞭很大的功夫。這本書的優點在於它的嚴謹性和全麵性，它試圖涵蓋 ARM SoC 的方方麵麵，並且從原理上進行深入剖析。對於那些想要深入研究 ARM 體係結構，或者正在從事 SoC 設計相關工作的工程師來說，這本書的價值是毋庸置疑的。隻是，對於我這種隻想“淺嘗輒止”的讀者來說，它真的太“硬核”瞭。

评分☆☆☆☆☆

我手上的這本 ARM System-On-Chip Architecture 2/e，怎麼說呢，就像是一本武林秘籍，雖然名字聽起來很厲害，但裏麵記載的招式我大部分都看不懂。我之前工作上偶爾會接觸到一些 ARM 相關的開發，但都是用現成的 SDK，對底層的瞭解非常有限。所以就想找一本能稍微解釋一下這些芯片是怎麼工作的書。結果翻開這本書，發現它就像是一部 ARM 的百科全書，裏麵講得非常詳細，什麼指令集架構、流水綫、緩存一緻性、MMU、MPU，還有各種不同版本的 ARM 處理器傢族都一一列舉，就連一些專有名詞都解釋得非常到位。我感覺它更適閤那種想要深入理解 ARM 處理器設計原理，或者正在做 ARM 芯片研發的工程師。對我這種隻是想知道“大概是怎麼迴事”的讀者來說，這本書的門檻有點太高瞭。我大概翻瞭幾頁關於總綫接口的部分，什麼 AMBA AXI、AHB、APB，光是看縮寫就頭大瞭，更彆說裏麵的時序圖和協議細節瞭。不過，如果你是真的對 ARM SoC 的底層技術有濃厚的興趣，並且有紮實的計算機體係結構基礎，那這本書絕對能滿足你，甚至會讓你覺得“哇，原來是這樣！”。

评分☆☆☆☆☆

這本書的齣版年份好像是有點年代瞭，我拿到的是第二版，感覺裏麵的技術內容雖然依舊是 ARM SoC 的核心，但可能在一些更新的處理器架構和技術上就沒那麼及時瞭。我主要看瞭一下關於 Cortex-A 係列處理器的部分，雖然講到瞭其基本設計思想，但對於一些最新的特性，比如 big.LITTLE 架構的應用、多核同步機製的優化，以及針對 AI 加速的特定指令集，感覺介紹得不是特彆深入，甚至有些內容已經有點陳舊瞭。這本書的優點在於它對於 ARM 體係結構的經典部分講解得非常紮實，像指令集、內存管理、中斷處理等基礎知識，講解得非常清晰易懂，對於初學者建立起一個完整的 ARM 概念框架很有幫助。我個人比較看重的是它在講解一些通用概念時的嚴謹性，比如關於流水綫、分支預測這些，它的解釋都很到位。隻是，如果想要瞭解當前市場上最新的 ARM SoC 的發展趨勢，或者學習最新的 ARM 開發技巧，那可能就需要再補充一些更新的書籍或者在綫資源瞭。總的來說，它更像是一本奠定基礎的經典教材，而非緊跟潮流的技術手冊。

评分☆☆☆☆☆

這本書的排版和內容深度，讓我感覺它更像是一本大學本科高年級或者研究生階段的教材，而不是一本麵嚮廣大開發者的“速成手冊”。我之前在網上看到很多人推薦這本書，就抱著學習一下 ARM SoC 架構的心態買迴來看。結果發現，它裏麵從 ARM 的指令集架構（ISA）就開始講起，然後深入到處理器的微架構，包括流水綫、分支預測、內存層次結構等，甚至還提到瞭不同 ARM 處理器傢族（如 ARM7, ARM9, ARM11, Cortex-A/R/M 係列）的特點和演進。對於我這種隻想瞭解如何在 ARM 平颱上進行嵌入式開發，或者想知道某個外設是怎麼工作的開發者來說，這本書的某些章節可能過於理論化，而且對實際開發過程的指導性不強。它更側重於“為什麼”和“是什麼”，而不是“怎麼做”。我看瞭看關於嵌入式 Linux 係統移植的部分，雖然提到瞭 Bootloader、Kernel、Rootfs 的概念，但對於具體的移植步驟和踩坑經驗，介紹得比較籠統。不過，如果你是那種喜歡刨根問底，想要徹底理解 ARM SoC 底層原理的讀者，那這本書絕對能給你帶來巨大的收獲。它提供瞭一個非常堅實的基礎，讓你能夠站在巨人的肩膀上，進一步探索更復雜的 ARM 相關技術。

评分☆☆☆☆☆

這本書實在太厚瞭，拿在手上沉甸甸的，感覺就像在抱一本磚頭。翻開第一頁，密密麻麻的英文和各種圖錶就撲麵而來，瞬間覺得自己好像迴到瞭大學時代，對著一本厚重的專業教材，頭昏腦脹。我本來是想找一本能快速入門 ARM 係統架構的書，沒想到這本講得這麼深入。它涵蓋瞭從最底層的硬件結構、指令集，到各種外設接口、總綫協議，甚至連電源管理和低功耗設計都講到瞭。對於我這種隻想瞭解大概概念的人來說，簡直就是 overkill。不過，如果你是真的想把 ARM SoC 的每一個細節都搞明白，那這本絕對是寶藏。我看瞭看目錄，裏麵有專門講中斷控製器、DMA、內存控製器等等的章節，還有一些關於嵌入式 Linux 和 RTOS 在 ARM 上的應用的討論。雖然我現在還看不懂，但感覺如果真的潛心研究下去，肯定能學到很多東西。就是不知道什麼時候纔能有這個時間和精力去啃下這塊硬骨頭。不過，作為一本參考書，它的深度是毋庸置疑的，我把它放在書架上，感覺也很有安全感。