前言

嵌入式计算机技术是21世纪计算机技术的重要发展方向之一，应用领域十分广泛且增长迅速。据估计，未来十年95%的微处理器和65%的软件都将被应用于各种嵌入式系统。技术的发展和生产力的提高离不开人才的培养。目前，业界对嵌入式技术人才的需求十分巨大，尤其在迅速发展的电子、通信、计算机等领域，这种需求更为显著。另外，企业对嵌入式系统开发从业者的工程实践能力、经验要求也越来越重视。因此，目前国内外很多专业协会和高校都在致力于嵌入式相关课程体系的建设，并结合嵌入式系统的特点，在课程内容设计、师资队伍建设、教学方法探索、教学条件和实验体系建设等方面已取得较好成效。
从国外嵌入式课程建设来看，2004年ACM(美国计算机协会)和IEEE联合制定了新版的计算机学科的课程体系(2004版)，其中一个主要改革就是将Embedded System课程列为本科生的专业基础课，并且给出了基本课程体系。同时，美国卡内基梅隆大学、加州大学伯克利分校等国外高校也在不断完善它们的嵌入式教育体系，欧洲联盟（简称欧盟）也推出了面向欧盟高校和企业的嵌入式研究计划，这些信息为编写“嵌入式系统”课程教材提供了指导和参考。
从技术更新角度来看，近年来嵌入式系统技术得到了广泛应用和爆发式增长，普适计算、无线传感器、可重构计算、物联网、云计算等新兴技术的出现又为嵌入式系统技术的研究与应用注入了新的活力。这也对“嵌入式系统”课程教材的设计提出了更新和更高的要求。
从国内嵌入式系统教材来看，一是有部分嵌入式硬件系统仍然采用ARM9体系结构作为核心处理器架构，甚至还有ARM7体系结构，这不仅和市场脱节极其严重，也和高校与时俱进的教学理念产生冲突；二是目前国内高校配合嵌入式系统理论教材的嵌入式系统实验实训平台普遍已经进入更新换代周期，根据调研发现，国内许多高校嵌入式实验平台多在2006—2009年购入，普遍采用ARM7、ARM9架构的核心处理器，至今已工作10年以上，在未来两年内将迎来实验设备普遍更换的潮流，而目前的教材仍然以老平台作为实践依据，这也形成了理论和实践的脱节，也要求嵌入式理论教材能够跟上实验实训要求的步伐；三是从应用角度来看，操作系统和应用软件近年来都取得了较大发展，开源OS和App的迅猛发展以及物联网与嵌入式系统的紧密结合，也要求嵌入式教材尽可能保持技术的敏感度。这些信息都为嵌入式教材的更新提供了指导和参考。
在此前提下，本书对基于CortexA8处理器架构和嵌入式Linux系统进行了阐述。本书的特点如下。
① 参考了ACM & IEEE联合制定的计算机学科的课程体系（2004版）关于Embedded System的课程要求，并结合了国内高校计算机学科课程大纲的要求。参考资料主要来自近几年国内外出版的嵌入式相关书籍、ARM官网、嵌入式专业网站、著名嵌入式设备公司相关资料和编写小组近年来的科研项目与指导学生创新实践活动的资料，具有较好的时效性和实用性。

② 采用ARMV7版本的CortexA8作为系统核心处理器架构，取代原有的ARM7/ARM9处理器架构。ARM9架构作为国内嵌入式系统教学主要选择架构已经十多年，一方面市场上主流芯片已经难觅其踪，另一方面国内高校ARM9实验平台也已经普遍超期服役，在未来两年内将迎来实验设备普遍更换的高峰。在更新设备选择资源中，以CortexA8处理器架构的实验实训平台具有极高的性价比（良好的扩展性和众多嵌入式设备厂家支持）。选择CortexA8处理器架构作为教材主要介绍的处理器架构，既是嵌入式市场的需求，也是理论教学和实验教学与时俱进的需要。
③ 增加Qt和SQLite数据库相关知识，以满足日益增长的嵌入式系统UI设计与数据处理需求，更符合学科特点和满足智能移动平台需要。
④ 从编写小组自身从事的科研项目和实践活动出发，选择具有一定实用价值，包含交叉学科知识，反映嵌入式系统与物联网技术结合的三个项目实例。这些实例不仅从理论上深化拓展嵌入式系统设计方法和理念，也从实践角度提出“碰到问题如何运用所学知识解决问题”的观点，促进学生学以致用思想的升华。
⑤ 本书配套资源丰富：
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本书第2版对第1版的各章节均作了改写，主要体现在内容的增加与更新，代码的改写与优化，节次的优化，习题的增加等方面。本书受国家自然科学基金面上项目“随钻测量井下网络化光纤传感器及信息传输关键技术研究”的资助。编写过程中，王剑负责第1、10、11章的编写和全书的统稿； 刘鹏负责第2~4章的编写； 李波负责第5、6章的编写； 蔡明文负责第7~9章的编写； 叶玲负责全书的审校工作。同时本书的编写也得到了徐丞和王子瑜的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢。
本书的出版得到了清华大学出版社、众多同行和同事给予的真切关心、指导和热情帮助，在此向所有关心、支持本书出版工作的朋友表示衷心的感谢。本书参考了国内外的许多技术资料，书末有具体的参考文献，有兴趣的读者可以查阅相关信息。本书配有电子课件，需要的读者可以登录清华大学出版社官网下载。
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王剑
2020年5月