前言

嵌入式系統與計算機系統的起源一樣久遠，由于嵌入式系統的硬件形形色色，軟件也帶著各個行業的不同特點，因此一直沒有像計算機系統一樣被大眾普遍認識。尤其是嵌入式操作系統，雖然也風風雨雨發展了很多年，但是由于應用的范圍比計算機操作系統小，因此也不被大眾所了解。

可是隨著計算機系統發展受到了固有統一形態的限制，嵌入式系統在近幾個世紀呈現出了蓬勃的發展勢頭。嵌入式操作系統也隨著要求軟件的編寫更加簡單和實現多硬件平臺的可跨越而逐漸成熟起來。隨著物聯網的概念出現，嵌入式系統也將會成為這一輪科技革命的主力軍。

在近年來的教學實踐中以及在和學生們的探討中，我們感到必須編寫一本專門介紹嵌入式操作系統原理的內容新穎全面的教材，用于指導學生的學習。本書重點講述嵌入式操作系統原理，尤其是不同于計算機操作系統的一些原理。由于有些嵌入式系統的規模較小，需要自己編寫操作系統，因此本書側重于介紹怎樣編寫嵌入式操作系統內核。同時也介紹了μCOS-Ⅱ在Xilinx FPGA 上的移植，讓讀者了解如何移植一個已有的嵌入式操作系統到另一個硬件平臺。最后還以編寫設備驅動為主線介紹了各種常用的嵌入式操作系統，包括Linux、μClinux、Andriod、Windows CE等，讓讀者大致了解嵌入式操作系統的組織。

本書內容可分為以下兩大部分。

第1～10章為第一部分，屬于嵌入式操作系統原理。其中，第1章介紹嵌入式操作系統基礎知識，如嵌入式操作系統的發展歷史、分類、編寫方式。第2章詳細介紹本書嵌入式操作系統實驗的運行平臺，包括μCOS-Ⅱ和Xilinx公司的FPGA平臺，以及μCOS-Ⅱ在FPGA平臺上的移植，讓讀者體會嵌入式操作系統的具體硬件接口設計。第3章介紹嵌入式操作系統的體系結構和基本概念。第4章詳細介紹嵌入式操作系統的構成元素——各種常用數據結構和其在嵌入式操作系統中的使用方式。第5章詳細介紹嵌入式操作系統的一般啟動方式，包括bootloader的編寫方式，μCOS-Ⅱ、μClinux的啟動方式和用到的數據結構。第6章詳細介紹任務管理的各個組成模塊及其實現方式。第7章詳細介紹嵌入式操作系統中資源管理的各種方式及實現方式，并通過對μCOS-Ⅱ的改造，講述如何在已有嵌入式操作系統中實現所需要功能模塊做擴展。第8章詳細介紹任務間通信方式及其實現。第9章詳細介紹內存管理方式及其實現。第10章詳細介紹中斷與異步通信的方式及其實現。

第11～14章為第二部分，屬于常用嵌入式操作系統的介紹和應用。其中，第11章介紹Linux內核及驅動編寫。第12章介紹μClinux內核及驅動編寫。第13章介紹Android體系結構及藍牙驅動編寫。第14章介紹Windows CE內核及驅動編寫。

本書內容新穎，立足點高，同時力求重點突出，層次清晰，語言通俗易懂，內容覆蓋面廣，可作為高等院校本科、研究生各相關專業（如嵌入式系統、物聯網、計算機、電子信息、通信）的程序設計教材，也適合于程序開發人員培訓、廣大嵌入式系統技術愛好者自學使用。

根據我們的教學體會，本書的教學可以安排為32～48學時。如果安排的學時較少，可以根據學生的水平適當刪減第二部分的內容。

盡管我們在寫作過程中投入了大量的時間和精力，但由于水平有限，錯誤和不足之處仍在所難免，敬請讀者批評指正（任何建議可以發郵件至yanhairong@bjut.edu.cn）。我們會在適當的時間對本書進行修訂和補充。

本書第2章及實驗指導由張川編寫，第11章由陳連升組織內容，第13章由丁亞周組織部分內容。Digilent公司的趙峰經理審閱了本書并提供了寶貴的修改意見，Xilinx公司的謝凱年經理對本書結構提出了許多寶貴意見，Digilent公司的趙峰經理和戴碩先生對本書實驗部分給予很大的幫助，在此一并表示感謝。同時還要感謝北京工業大學嵌入式系統與軟件系的全體師生，本書的最終出版得到了他們的幫助。北京工業大學研究生教材建設基金對本書的編寫進行了資助。最后還要感謝我的家人對我的支持，感謝電子工業出版社的董亞峰策劃編輯為本書的編寫和出版付出的辛勤勞動，感謝張杰、武翠梅等同學的幫助。

本書提供的實驗實例全部在目標硬件上調試通過，讀者可登錄電子工業出版社華信教育資源網（http://www.hxedu.com.cn）免費下載本書配套實驗指導與程序文件。

嚴海蓉

2012年2月

于北京工業大學