隨著無線通信、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)計方案，選擇合適的開發(fā)技術(shù)以實現(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智能化設(shè)備開發(fā)的重要實現(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，將嵌入式系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于無線通信、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的科研和體會呈現(xiàn)給廣大讀者，以幫助新工科人才應(yīng)對信息化、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)的無線網(wǎng)絡(luò)攝像機科研項目，作者系統(tǒng)地研究了無線多媒體終端設(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，因為它將硬件軟件化和軟件硬件化的設(shè)計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)實驗箱，配合自編實驗講義，在浙江工業(yè)大學(xué)通信工程專業(yè)的本科教學(xué)中加以實施。嵌入式系統(tǒng)教學(xué)是實踐性很強的一門課程，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，還必須針對某種應(yīng)用進行實驗，沒有實驗環(huán)節(jié)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)很難讓學(xué)生融會貫通。為此，作者從基本知識、基礎(chǔ)技能、綜合應(yīng)用等方面配以相應(yīng)的實驗案例，加強學(xué)生感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計和應(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)實踐課程使用了7年，受到了廣泛好評。然而，隨著國內(nèi)外無線通信、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的突飛猛進，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，對嵌入式系統(tǒng)教材的內(nèi)容也提出了更高的要求。同時，教材編寫組深度結(jié)合當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的熱點，更新了配套實驗設(shè)備，設(shè)計了更多綜合開發(fā)應(yīng)用實例和成果，供讀者學(xué)習(xí)實踐。為此，教材編寫組配合浙江工業(yè)大學(xué)通信工程國家一流專業(yè)建設(shè)點及嵌入式系統(tǒng)線上線下混合式一流課程建設(shè)需求，對教材進行全面改版升級，將教材更名為《嵌入式系統(tǒng)原理及實踐》，并被列入浙江省普通本科高校十四五重點教材建設(shè)項目。

全面改版升級后的教材，主要解決的問題包括：

1. 修改使用過程中發(fā)現(xiàn)的錯誤，如示例代碼書寫問題，部分圖例錯誤問題。

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)。由于配套的實驗箱進行了升級，原有的章節(jié)在實驗箱部分介紹也不夠詳盡，故進行重新編寫； 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驗項目，本次修訂對于所有的實驗項目都重新梳理和編排，并增加了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相關(guān)的綜合實踐項目。按嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)實驗、Linux操作系統(tǒng)基礎(chǔ)實驗、 Linux環(huán)境下驅(qū)動實驗、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用實驗進行分類，共編寫四大類25個實驗，大大豐富了教材的實驗實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容。

6. 該教材配套有實驗設(shè)備、課程網(wǎng)絡(luò)資源、課程教學(xué)視頻和實驗內(nèi)容電子材料等，課程組在超星學(xué)銀在線教學(xué)平臺建設(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)平臺累計訪問量達693124人次，累計10余所高校學(xué)生通過網(wǎng)站進行學(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，以循序漸進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)動程序開發(fā)以及相關(guān)的實驗案例，最后結(jié)合工程實際應(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)完整的知識體系和應(yīng)用實踐。

本書在編排上理論和實踐內(nèi)容各占50%，在理論知識介紹的基礎(chǔ)上充分體現(xiàn)實踐的重要性。實踐內(nèi)容分為四部分，按嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)實驗、Linux操作系統(tǒng)基礎(chǔ)實驗、 Linux環(huán)境下驅(qū)動實驗、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用實驗進行分類，便于將嵌入式系統(tǒng)技術(shù)實踐融入無線通信、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態(tài)新增資源，配套資源建設(shè)完善。本書的部分硬件實驗開發(fā)了遠程在線實境實驗，學(xué)生可在任何有網(wǎng)絡(luò)的地點完成實驗，實驗案例真實詳細(xì)，能使學(xué)生循序漸進地掌握嵌入式開發(fā)的過程。此外，配合教學(xué)實驗箱，教師還可帶領(lǐng)學(xué)生進行嵌入式系統(tǒng)相關(guān)項目的開發(fā)，大大提升了實際的教學(xué)效果及學(xué)生實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、移動互聯(lián)、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，同時它也是智能設(shè)備設(shè)計領(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、計算機和自動化領(lǐng)域工程師感興趣的話題。衷心地希望本書能對高等院校相關(guān)專業(yè)的教師和學(xué)生，各類機構(gòu)中從事嵌入式系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)的研究人員、技術(shù)工程師以及期望通過學(xué)習(xí)提升自我的愛好者們提供幫助。通過對嵌入式系統(tǒng)理論與實踐的巧妙結(jié)合，不斷適應(yīng)當(dāng)下信息與通信技術(shù)的發(fā)展要求，做到與時俱進。

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嵌入式教學(xué)實驗講義及相關(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、包秀欽為本書的實驗部分進行了大量調(diào)試和測試； 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)重點教材建設(shè)項目支持； 感謝浙江省高等教育學(xué)會教材建設(shè)分會給予本書浙江省普通本科高校十四五重點教材建設(shè)項目資助； 感謝侄女兒孟晶妮對本書給予潤色和校對； 感謝所有對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； 執(zhí)著努力，堅卓競遠。未來，我們會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)貢獻自己的綿薄之力。

由于知識所限，書中不足之處在所難免，懇請各位專家和讀者指正。

編者
2024年6月于杭州

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