嵌入式系统原理及开发
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前言

嵌入式系统是面向各种专业应用领域的基于微处理器技术的智能控制系统。它是当今发展最为迅速的技术领域之一,嵌入式系统已经深入到人类生活的方方面面,小到MP3播放器、手机、平板电脑等娱乐消费类产品;大到电冰箱、电梯、汽车等机电产品的控制;本书的写作目的是希望帮助读者了解嵌入式系统这一广阔领域的技术,掌握它的硬件和软件技术原理,为今后从事嵌入式系统设计开发提供基础。

虽然嵌入式技术经过了长期的发展,但作为这一领域技术教材,在内容选取和组织上且遇到不少困难,这主要是由于嵌入式系统的多样性造成的--针对不同的应用领域,嵌入式系统在接口电路、功耗、复杂度、微处理器架构、总线结构、操作系统、应用层软件等各方面又有着巨大的差异,仅仅通过一本教材去遍历所有的嵌入式系统几乎是不可能的。本书在写作前期,分析了读者对象、教学时间安排以及当前技术的发展趋势,对内容进行了取舍。教材内容从简单嵌入式系统硬件架构和接口开始讲起,较详细地介绍多种常用嵌入式系统接口,随后根据目前技术趋势介绍几种复杂的高速信号接口。其中常用的中低速接口和外围设备的介绍占整个硬件部分的80%,对于这部分内容,作者力图讲清楚原理;高速高性能接口以及外设备占硬件部分内容的20%,这一部分的写作目标是向读者指明这些接口和设备实现高性能的基本思想和概念,避开繁琐冗长的技术细节描述(事实上几乎每种高速设备和接口完整协议文档的页数都超过本书)。本书软件部分内容也以类似方式组织,对于嵌入式软件的基本组成和编译、链接、执行过程、嵌入式软件编程模式、代码优化技术部分作了详细地介绍,占软件部分的75%,而对于更上层的内容,比如嵌入式操作系统架构、驱动程序以及GUI技术占25%。通过这样的内容组织,使得书本一方面能够帮助嵌入式领域的初学者快速入门,掌握基本的系统软硬件设计技术,消除他们对嵌入式系统的”朦胧感“或者“恐惧感”。另一方面从宏观的角度对高性能嵌入式系统硬件架构及上层软件架构的介绍,使得读者能够了解嵌入式系统的技术现状,并为今后从事更先进的嵌入式系统软硬件设计铺平道路。

本书在读者对象包括计算机和电类专业学生,其中嵌入式系统硬件基本架构和常用接口技术、软件编程模式和优化技术能够用于一个学期的本科教学,而更高层次的高性能硬件接口设备、处理器架构以及嵌入式Linux优化技术、Meego架构及编程技术等作为基本内容的补充可以用于研究生课程的教学。本书建议的教学时间安排是36学时,并建议实验实践不低于40%的课时。

本书的1~4、6、9章节由应忍冬主笔撰写,5、7、8章节由蒋乐天主笔撰写,全书的内容结构由徐国治教授参与制定,并且由他审阅了书稿内容。在本书编写过程中英特尔亚太研发有限公司的技术专家提供了大力支持,英特尔开源技术中心中国首席开源科学家冯晓焰提供了全程技术咨询,并承担了书稿的通篇审阅工作。英特尔开源技术中心资深Linux软件工程师赵复生、英特尔平台软件基础架构部资深系统工程师龙勤提供了部分代码示例,并审阅了相关技术章节。英特尔开源技术中心软件经理郭相国、资深软件工程师杜小勇和顾扬等对本书也有贡献,对此深表感谢。本书编写同时得到了英特尔中国区教育事务总监朱文利女士、英特尔公司大学合作部经理颜历女士、王靖淇女士,以及英特尔合作伙伴关系部的杨青博士的支持,作者在此表示衷心的感谢。

另外,为了配合教学实践,特为本书开发了教学课件,内附书中程序完整代码和补充材料。索取可登录华信教育资源网(www.hxedu.com.cm)。

作者

于上海交通大学