隨著無(wú)線通信、物聯(lián)網(wǎng)、智能設(shè)備等新技術(shù)的飛速發(fā)展，面向信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的各類高性能芯片不斷涌現(xiàn)，開發(fā)者需要根據(jù)不同的設(shè)計(jì)方案，選擇合適的開發(fā)技術(shù)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，而能夠量身定做的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)正是應(yīng)對(duì)新技術(shù)挑戰(zhàn)的絕佳選擇。硬件軟件化和軟件硬件化是未來(lái)智能化設(shè)備開發(fā)的重要實(shí)現(xiàn)方法，基于ARM處理器在智能化、定制化和網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備的普及以及 Linux 操作系統(tǒng)的日益完善，為智能設(shè)備的硬件軟件化和軟件硬件化提供了非常好的實(shí)現(xiàn)路徑。本書結(jié)合作者在浙江工業(yè)大學(xué)通信工程專業(yè)教授嵌入式系統(tǒng)課程的多年經(jīng)驗(yàn)，將嵌入式系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于無(wú)線通信、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的科研和體會(huì)呈現(xiàn)給廣大讀者，以幫助新工科人才應(yīng)對(duì)信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化領(lǐng)域的新技術(shù)挑戰(zhàn)。

本書起源于2008 年作者承擔(dān)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)科研項(xiàng)目，作者系統(tǒng)地研究了無(wú)線多媒體終端設(shè)備和相應(yīng)的嵌入式軟件，發(fā)現(xiàn)嵌入式技術(shù)具有巨大潛力，因?yàn)樗鼘⒂布�軟件化和軟件硬件化的設(shè)計(jì)理念真正融入到了智能設(shè)備的制作中。之后作者著手制作了PN�睞RM9嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱，配合自編實(shí)驗(yàn)講義，在浙江工業(yè)大學(xué)通信工程專業(yè)的本科教學(xué)中加以實(shí)施。嵌入式系統(tǒng)教學(xué)是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門課程，學(xué)生除了學(xué)習(xí)一整套完整的理論體系和一系列的操作函數(shù)外，還必須針對(duì)某種應(yīng)用進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，沒有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)很難讓學(xué)生融會(huì)貫通。為此，作者從基本知識(shí)、基礎(chǔ)技能、綜合應(yīng)用等方面配以相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)案例，加強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力。

2016年，作者主編的《嵌入式系統(tǒng)原理、應(yīng)用與實(shí)踐教程》由清華大學(xué)出版社出版，并在浙江工業(yè)大學(xué)通信工程專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)課程以及研究生的專業(yè)實(shí)踐課程使用了7年，受到了廣泛好評(píng)。然而，隨著國(guó)內(nèi)外無(wú)線通信、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的突飛猛進(jìn)，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)嵌入式系統(tǒng)教材的內(nèi)容也提出了更高的要求。同時(shí)，教材編寫組深度結(jié)合當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的熱點(diǎn)，更新了配套實(shí)驗(yàn)設(shè)備，設(shè)計(jì)了更多綜合開發(fā)應(yīng)用實(shí)例和成果，供讀者學(xué)習(xí)實(shí)踐。為此，教材編寫組配合浙江工業(yè)大學(xué)通信工程國(guó)家一流專業(yè)建設(shè)點(diǎn)及嵌入式系統(tǒng)線上線下混合式一流課程建設(shè)需求，對(duì)教材進(jìn)行全面改版升級(jí)，將教材更名為《嵌入式系統(tǒng)原理及實(shí)踐》，并被列入浙江省普通本科高校十四五重點(diǎn)教材建設(shè)項(xiàng)目。

全面改版升級(jí)后的教材，主要解決的問(wèn)題包括：

1. 修改使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，如示例代碼書寫問(wèn)題，部分圖例錯(cuò)誤問(wèn)題。

2. 部分章節(jié)內(nèi)容更新調(diào)整。根據(jù)當(dāng)前嵌入式技術(shù)的最新發(fā)展，更新了部分章節(jié)內(nèi)容，主要有嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用、常用嵌入式操作系統(tǒng)等。

3. 補(bǔ)充新內(nèi)容，主要包括ARM處理器的工作模式、寄存器組織、異常處理相關(guān)內(nèi)容、ARM偽指令、ARM和C語(yǔ)言混合編程、make相關(guān)使用等。

4. 根據(jù)教材的編寫需求重新編寫了部分章節(jié)。由于配套的實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行了升級(jí)，原有的章節(jié)在實(shí)驗(yàn)箱部分介紹也不夠詳盡，故進(jìn)行重新編寫； 增加了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相關(guān)原理的介紹內(nèi)容。

5. 修訂原有教材中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，本次修訂對(duì)于所有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都重新梳理和編排，并增加了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相關(guān)的綜合實(shí)踐項(xiàng)目。按嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、Linux操作系統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、 Linux環(huán)境下驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分類，共編寫四大類25個(gè)實(shí)驗(yàn)，大大豐富了教材的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容。

6. 該教材配套有實(shí)驗(yàn)設(shè)備、課程網(wǎng)絡(luò)資源、課程教學(xué)視頻和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容電子材料等，課程組在超星學(xué)銀在線教學(xué)平臺(tái)建設(shè)了在線開放課程，錄制了嵌入式系統(tǒng)課程的所有理論和實(shí)踐內(nèi)容教學(xué)視頻，此外還包括課程大綱、課程教案、在線交流等課程輔助教學(xué)資源。

目前，在線教學(xué)平臺(tái)累計(jì)訪問(wèn)量達(dá)693124人次，累計(jì)10余所高校學(xué)生通過(guò)網(wǎng)站進(jìn)行學(xué)習(xí)，為全面提升學(xué)生嵌入式系統(tǒng)綜合開發(fā)應(yīng)用能力提供有價(jià)值的參考學(xué)習(xí)資料。

本書以目前流行的基于ARM架構(gòu)的嵌入式微處理器及Linux操作系統(tǒng)為核心，結(jié)合作者多年的教學(xué)與科研工作經(jīng)驗(yàn)，以循序漸進(jìn)的方式介紹了嵌入式系統(tǒng)原理、嵌入式處理器軟硬件開發(fā)，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的搭建、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和調(diào)試工具、嵌入式系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)案例，最后結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用，介紹嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)等方面的綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)開發(fā)。學(xué)習(xí)了本書內(nèi)容就可以掌握嵌入式系統(tǒng)完整的知識(shí)體系和應(yīng)用實(shí)踐。

本書在編排上理論和實(shí)踐內(nèi)容各占50%，在理論知識(shí)介紹的基礎(chǔ)上充分體現(xiàn)實(shí)踐的重要性。實(shí)踐內(nèi)容分為四部分，按嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、Linux操作系統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、 Linux環(huán)境下驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分類，便于將嵌入式系統(tǒng)技術(shù)實(shí)踐融入無(wú)線通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)應(yīng)用。

本書配套的線上線下教學(xué)資源融入了課程組多年動(dòng)態(tài)新增資源，配套資源建設(shè)完善。本書的部分硬件實(shí)驗(yàn)開發(fā)了遠(yuǎn)程在線實(shí)境實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可在任何有網(wǎng)絡(luò)的地點(diǎn)完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)案例真實(shí)詳細(xì)，能使學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握嵌入式開發(fā)的過(guò)程。此外，配合教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱，教師還可帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)相關(guān)項(xiàng)目的開發(fā)，大大提升了實(shí)際的教學(xué)效果及學(xué)生實(shí)際掌握嵌入式原理及開發(fā)的能力。

隨著信息與通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信、電子消費(fèi)、移動(dòng)互聯(lián)、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)它也是智能設(shè)備設(shè)計(jì)領(lǐng)域最為熱門的技術(shù)之一。學(xué)習(xí)和應(yīng)用嵌入式技術(shù)已經(jīng)成為通信、電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化領(lǐng)域工程師感興趣的話題。衷心地希望本書能對(duì)高等院校相關(guān)專業(yè)的教師和學(xué)生，各類機(jī)構(gòu)中從事嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)的研究人員、技術(shù)工程師以及期望通過(guò)學(xué)習(xí)提升自我的愛好者們提供幫助。通過(guò)對(duì)嵌入式系統(tǒng)理論與實(shí)踐的巧妙結(jié)合，不斷適應(yīng)當(dāng)下信息與通信技術(shù)的發(fā)展要求，做到與時(shí)俱進(jìn)。

本書由孟利民、宋秀蘭、彭宏、盧為黨、徐志江、應(yīng)頌翔共同創(chuàng)作完成，是集體努力的成果。孟利民提供了多年來(lái)嵌入式教學(xué)實(shí)驗(yàn)講義及相關(guān)科研資料，編寫了第3、6、9、11、13章； 宋秀蘭編寫了第1、2、4、5、7章，彭宏、盧為黨、徐志江、應(yīng)頌翔共同編寫了第8、10、12章。感謝清華大學(xué)出版社趙凱、李曄編輯的大力支持，使本書得以與讀者見面； 感謝研究生許恩澤、柯旭清、包秀欽為本書的實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)行了大量調(diào)試和測(cè)試； 感謝浙江工業(yè)大學(xué)教務(wù)處為本書的出版提供幫助，本書獲得浙江工業(yè)大學(xué)重點(diǎn)教材建設(shè)項(xiàng)目支持； 感謝浙江省高等教育學(xué)會(huì)教材建設(shè)分會(huì)給予本書浙江省普通本科高校十四五重點(diǎn)教材建設(shè)項(xiàng)目資助； 感謝侄女兒孟晶妮對(duì)本書給予潤(rùn)色和校對(duì)； 感謝所有對(duì)本書提供了幫助但未署名的老師和學(xué)生。

初心如磐，行臻致遠(yuǎn)； 執(zhí)著努力，堅(jiān)卓競(jìng)遠(yuǎn)。未來(lái)，我們會(huì)一如既往地投身專業(yè)教學(xué)，為現(xiàn)代信息與通信技術(shù)發(fā)展持續(xù)貢獻(xiàn)自己的綿薄之力。

由于知識(shí)所限，書中不足之處在所難免，懇請(qǐng)各位專家和讀者指正。

編者
2024年6月于杭州

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