叢書序

為貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》的精神，樹立全面發展和多樣化的人才觀念，樹立主動服務國家戰略要求，主動服務行業企業需求的觀念，教育部決定實施卓越工程師教育培養計劃。該計劃著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力，著力提高學生服務國家和人民的社會責任感，著力提高勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力，是我國工程教育領域的重大改革與創新，有利于全面提高我國工程教育人才培養質量，適應社會主義現代化建設的人才培養需要。

電子科技大學信息與軟件工程學院根據卓越工程師教育培養計劃指導思想，從培養工程型軟件人才的角度出發，圍繞嵌入式系統產品研發所需知識體系進行策劃，編寫了這套系列圖書，包括《嵌入式系統導論》、《計算機控制系統》、《現代嵌入式操作系統》、《嵌入式網絡編程》和《嵌入式系統應用開發》，以及相關配套教材及實驗指導書。旨在重點強化涉及嵌入式系統領域的知識體系以及應用實踐，以嵌入式軟件工程思想引導學生較為全面地掌握嵌入式產品研發所需要的理論、應用技術以及工程實踐方法。編寫基本原則如下：

（1）以培養嵌入式系統方向卓越工程師為目標；

（2）介紹嵌入式系統軟硬件構成中的基礎知識，重點突出與通用系統的差異性；

（3）以工程應用為牽引，重點介紹基礎理論知識在不同應用領域、不同應用層次中的作用以及設計實現方法；

（4）每本教材可以單獨教學；而整套教材體現一個較為完整的嵌入式系統教學體系；

（5）所有重要示例圍繞幾個重要的產業領域。

按上述原則，本系列教材包含11本教材和配套的實驗指導書，各教材的編寫重點如下：

《嵌入式系統導論》

引入無所不在的嵌入式系統概念，介紹嵌入式系統發展簡史、學習嵌入式系統方向應該掌握的知識體系、相關的基本概念、嵌入式系統與產業鏈的關系、嵌入式系統開發的各個環節、以及典型的嵌入式方向問題及解決思路。

這是一本嵌入式系統綜述教材，用于激發學生對嵌入式方向的興趣，幫助學生勾畫嵌入式方向的輪廓，初步定位自己今后的發展方向。

《計算機控制系統》

在工程實踐中，控制系統是產品智能化的核心。因此，掌握計算機控制系統的分析與設計方法并應用于嵌入式產品的研制，是嵌入式系統專業學生必須具備的基本技能。

本教材系統地講述計算機控制系統的基本原理與實現技術。內容可分為三部分：（1）基礎知識，包括自動控制的基本原理、基本概念、必要的數學知識和控制系統的數學描述；（2）基礎理論，包括計算機控制系統的經典分析、經典設計、狀態空間分析和狀態空間設計；（3）實現技術，包括計算機控制系統的組建、工程上要考慮的實際問題、嵌入式控制系統和網絡控制系統。

《微機原理及接口技術》

這是嵌入式方向的另一門重要基礎課，主要講解微型機軟硬件系統知識和技術進行更深入和系統的學習。本課程在計算機專業學科中起著承上啟下的作用。其任務是使學生能系統深入地學習掌握微機硬件組成原理、匯編語言編程方法、I/O接口技術、微機硬件及外設接口的控制編程技術等多方面的軟硬件知識，并培養學生具備全面的微機系統分析能力與軟硬件設計能力。

《ARM處理器體系結構及應用》

ARM處理器是目前32位以上嵌入式系統中最主流使用的處理器，號稱嵌入式領域的“Intel”。因此，它是目前嵌入式方向必須掌握的基礎硬件之一。

教材編寫以課堂理論教學和實驗操作相結合的方法，主要講解32位嵌入式ARM處理器的原理及其應用方法。內容包含嵌入式系統體系架構，ARM體系結構，使學生掌握嵌入式處理器ARM的內部資源、異常處理、存儲處理、各種I/O接口；掌握嵌入式處理器ARM的工作原理、指令系統、C語言在嵌入式處理器上的編程、嵌入式軟硬件系統的設計方法，讓學生能夠具備基本的嵌入式系統硬件設計開發與實現能力。

《FPGA原理與應用》

基于FPGA的嵌入式系統設計技術已經成為信息產業最熱門的技術之一，應用范圍遍及航空航天、醫療、通信、網絡通信、安防、廣播、汽車電子、工業、消費類市場、測量測試等多個熱門領域。FPGA正以各種電子產品的形式進入了我們日常生活的各個角落。

教材在介紹FPGA基本原理的基礎上，以Quartus II綜合平臺為基礎，重點介紹基于Alterla FPGA的IP設計方法和設計技巧，從系統工程的角度來詳述完成一個設計需要開展的分析、仿真、實現等具體工作。配合相關實驗和實訓，幫助學生完全了解開發基于FPGA的實用電路的若干步驟，熟練掌握一個開發平臺，達到基本勝任一項具體工作任務的目標。

《現代嵌入式操作系統》

嵌入式操作系統是現代嵌入式應用的核心之一，其地位等同于通用計算機系統中的通用操作系統，是學生必須掌握的知識內容。

由于嵌入式OS在基本結構上與通用OS大同小異：因此教材的編寫在概略介紹嵌入式OS各組成成分的基礎上，重點闡述其自身的特色性成分，如實時調度、低功耗、安全、可靠等，并強調培養學生基于嵌入式OS的應用開發能力。

由于多核處理器應用越來越廣泛，因此面向多核的嵌入式OS也會適當介紹。

《嵌入式軟件分析設計》

嵌入式軟件開發與通用系統相比有較大差異，其核心是必須著重考慮并發問題、非功能性問題等。這也是嵌入式方向的核心知識之一。

教材概括嵌入式/實時軟件的實時、并發特征，介紹設計過程中所使用的概念、模式和方法，討論嵌入式軟件分析設計在嵌入式系統設計開發過程中的地位，重點介紹常用的結構化實時系統設計方法和面向對象的嵌入式軟件分析設計方法，培養學生掌握使用實時統一建模語言對嵌入式實時軟件進行分析設計。配合相關的實驗設計，幫助學生將所學的理論知識應用到具體實驗中，學以致用，提高實際操作能力。

《嵌入式網絡編程》

網絡化已成為嵌入式產品發展的必然趨勢。而嵌入式網絡多種多樣，如現場網、Internet、傳感網等。

本教材主要講述嵌入式系統的各種網絡接口編程技術，內容涉及嵌入式系統數據傳輸模式及其程序設計。書中將通過大量的實例教學，使學生深入理解嵌入式網絡編程的內涵和實質，從而提高學生的實踐技能。

教材論述嵌入式系統的網絡接口編程，SCI串行接口、IIC總線、CAN接口編程模式等，結合具體開發板接口通信的設計和實現，論述嵌入式各種數據傳輸接口通信設計以及實現。

《多媒體應用基礎》

數字媒體技術已成為高端嵌入式產品中不可或缺的部分，其應用領域廣泛，如遠程教育、視頻會議、視頻點播等。數字媒體技術綜合處理文本、圖形、圖像、音頻、視頻等信息，集成一個具有交互性和實時性的系統，給人們的工作、生活和娛樂帶來深刻的變革。

教材主要介紹了多媒體技術的概念、技術與應用。全書在介紹多媒體基本概念的基礎上，重點對數字音頻處理、視覺信息處理、多媒體數據壓縮與編碼技術、多媒體數據處理的技術標準、多媒體系統結構、超文本與超媒體技術、多媒體數據庫技術、虛擬現實技術、流媒體技術、多媒體信息安全技術作了比較系統的闡述，同時重點介紹多媒體應用開發環境及應用實例。

《人機界面的軟件設計》

實用性和好用性是嵌入式產品追逐的目標之一，因此如何提供友好的人機接口是產品開發者必須考慮的問題。

教材通過系統講解人機交互理論和用戶界面的設計原則，結合windows、Linux、Web和嵌入式系統的典型軟件用戶界面設計，幫助讀者掌握嵌入式產品用戶界面的設計、測試、評估方法，培養產業化開發的基本思路。

《嵌入式系統應用開發》

在學生對嵌入式系統的基礎知識有了初步學習后，針對廣泛應用的嵌入式軟硬件系統知識和技術進行更深入和系統的學習，達到系統級專業水平，為后繼的工程實踐和走向社會打下堅實的基礎，是本教材的目標。

本教材的任務是通過實際應用開發實例教學，幫助學生系統深入地學習掌握嵌入式應用開發的基本技能和技巧、基本的開發測試環境，掌握典型的應用開發過程，旨在培養學生嵌入式應用開發的實踐能力，初步具備全面的嵌入式應用系統分析能力與軟硬件設計能力，使得學生畢業后可以直接學以致用。

整個教材面向幾個典型嵌入式應用領域的軟件開發，主要分為三大部分：Brew開發技術、J2ME開發技術和Android開發技術，包括主要的嵌入式開發技術。每個部分各具特色又相互借鑒和統一，便于對比學習。

本系列教材內容覆蓋嵌入式系統方向的所有核心知識內容，為讀者提供嵌入式系統開發的完整體系結構和思路，使讀者能夠較為容易地理解嵌入式系統及其開發的本質，掌握基本開發技術，了解并掌握典型的應用實例，為今后走向社會奠定扎實基礎。

叢書的出版是我院實施卓越工程師教育培養的一件喜事，標志著我院實施卓越工程師教育培養計劃已經走出堅實的一步，也是我院與兄弟院校進行人才培育方案和技術交流的途徑。

2011年12月12日