Engineering Embedded Systems: Physics, Programs, Circuits

این کتاب درسی برای دانشجویان فارغ التحصیل و سال آخر کارشناسی علوم کامپیوتر و مهندسی برق علاقه مند به جنبه های سخت افزاری و نرم افزاری طراحی سیستم های جاسازی شده و سایبرفیزیکی است. این جامع و مستقل است و همه چیز را از اصول اولیه تا اجرای موردی را پوشش می‌دهد.

تاکید بر ماهیت فیزیکی حوزه مشکل و دستگاه‌های مورد استفاده است. فرض بر این است که خواننده در سطح نظری با ابزارهای ریاضی مانند معادله دیفرانسیل معمولی و تبدیل فوریه آشنا است. در این کتاب از این ابزارها استفاده عملی خواهد شد.

مهندسی سیستم‌های جاسازی شده با پرداختن به مطالب اولیه در مورد سیگنال‌ها و سیستم‌ها، قبل از معرفی الکترونیک آغاز می‌شود. درمان الکترونیک دیجیتال که مدارهای سنکرون را برجسته می‌کند و شامل جلوه‌های پرسرعت به میکروکنترلرها، پردازنده‌های سیگنال دیجیتال و منطق قابل برنامه‌ریزی می‌شود. واحدهای جانبی و شبکه های غیرمتمرکز وزن مناسبی دارند. ویژگی‌های مدارهای آنالوگ و دستگاه‌هایی مانند فیلترها و مبدل‌های داده تا حد مطلوبی توسط یک معمار سیستم پوشش داده می‌شود. مدیریت عناصر منفرد با منابع تغذیه شامل تنظیم کننده ها و مبدل ها به پایان می رسد.

بخش پایانی متن از چهار مطالعه موردی تشکیل شده است:

• کنترل محرک الکتریکی، آهنربای دائم همزمان به ویژه موتورها؛

• تقویت قفل با مدارهای اندازه گیری وزن و گشتاور و رطوبت؛

• طراحی یک رادار موج پیوسته ساده که می تواند برای اندازه گیری سرعت و فاصله؛ و

• طراحی یک طیف‌سنج فروسرخ تبدیل فوریه برای کاربردهای فرآیندی.

تمرین‌های پایان فصل به دانش‌آموز کمک می‌کند تا مطالب آموزشی را جذب کند و این‌ها با راه‌حل‌های قابل دانلود تکمیل می‌شوند. کتابچه راهنمای مربیان مشکلات "قلم و کاغذ" با فعالیت های آزمایشگاهی بیشتر می شود. علاوه بر بازار دانشجویی، Engineering Embedded Systems به متخصصان صنعتی که در معماری سیستم‌ها و طراحی سیستم‌های اندازه‌گیری الکترونیکی کار می‌کنند کمک می‌کند تا از طریق مطالعه خود، از پیشرفت‌های سیستم‌های جاسازی شده به‌روز باشند.

This is a textbook for graduate and final-year-undergraduate computer-science and electrical-engineering students interested in the hardware and software aspects of embedded and cyberphysical systems design. It is comprehensive and self-contained, covering everything from the basics to case-study implementation.

Emphasis is placed on the physical nature of the problem domain and of the devices used. The reader is assumed to be familiar on a theoretical level with mathematical tools like ordinary differential equation and Fourier transforms. In this book these tools will be put to practical use.

Engineering Embedded Systems begins by addressing basic material on signals and systems, before introducing to electronics. Treatment of digital electronics accentuating synchronous circuits and including high-speed effects proceeds to micro-controllers, digital signal processors and programmable logic. Peripheral units and decentralized networks are given due weight. The properties of analog circuits and devices like filters and data converters are covered to the extent desirable by a systems architect. The handling of individual elements concludes with power supplies including regulators and converters.

The final section of the text is composed of four case studies:

• electric-drive control, permanent magnet synchronous motors in particular;

• lock-in amplification with measurement circuits for weight and torque, and moisture;

• design of a simple continuous wave radar that can be operated to measure speed and distance; and

• design of a Fourier transform infrared spectrometer for process applications.

End-of-chapter exercises will assist the student to assimilate the tutorial material and these are supplemented by a downloadable solutions manual for instructors. The “pen-and-paper” problems are further augmented with laboratory activities. In addition to its student market, Engineering Embedded Systems will assist industrial practitioners working in systems architecture and the design of electronic measurement systems to keep up to date with developments in embedded systems through self study.