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1.教材的基本信息

(1)适用对象

本教材适用于电子信息、通信、自动化、计算机等相关专业和相关课程的教学使用，也可用于有志于从事嵌入式系统开发的专业人员作为入门教程。

(2)具备知识和能力基础

学习本教材需要具备基本的计算机基础知识和C语言编程能力，且先修过《单片机原理与应用》《Linux操作系统》课程，具备一定的电路设计能力及Linux系统操作能力。

(3)学习总体目标

本课程带领读者完成基于嵌入式Linux系统的产品开发的全流程，着重从以下几方面培养学生的知识和能力，分别是：

理论知识

CortexA9体系结构及外围硬件设计原理；使用C、C++语言进行程序设计相关理论；嵌入式系统驱动开发理论；嵌入式Linux系统移植相关概念、原理。

专业技能

掌握嵌入式系统硬件电路设计方法；掌握嵌入式Linux操作系统的基本操作命令；掌握嵌入式交叉编译开发环境的搭建和使用；掌握基于ARM处理器的嵌入式Linux系统移植方法；能够运用Linux操作系统API函数进行驱动程序编写；能够编写Qt应用程序。

教材编写团队情况

本教材编者均为电子信息工程专业嵌入式专业方向教学一线的教师，由王伟等主编。本教材编写过程中参考并引用了大量嵌入式系统方面的书籍和资料，在此对作者表示感谢。由于水平有限，教材中的缺漏与错误在所难免，恳请广大读者批评指正。

2.教材的基本结构与内容组织

(1)教材的基本结构

本教材以工程教育理念为指导，遵循TOPCARESCDIO教学模式，合理安排教材结构。教材内容采用从硬件设计、系统移植到软件应用的方式进行组织，每个知识点理论与实践相结合，学与做相结合贯穿全书每个知识点，最后带领读者完成一个综合项目，教材基本结构及设计思路如下图所示。

 

图01教材结构示意图

(2)教材的内容组织

本教材的内容组织遵循TOPCARESCDIO工程教育理念，从培养读者能力入手，以实用、切合实际为原则，为读者提供简明、直观、易懂的内容。教材中采用以项目驱动为向导，深入浅出地嵌入式系统开发中的软硬件知识。每一部分结合实例讲解嵌入式Linux系统开发基本流程和方法，以及嵌入式系统开发工具的使用。这样，读者可以清楚地看到运行的现象或结果，从而留下直观和深刻的印象，并且能迅速理解和掌握嵌入式系统基本工作原理、一般开发流程、方法和开发工具的使用。本教材以广州友善之臂Tiny4412开发板为基础进行讲解。教材共分5篇12章。

第一篇为硬件设计篇，分为两章。

第1章是硬件系统概述，介绍了本教材所讲述的硬件平台资源、Exynos 4412处理器的基本特性、Exynos 4412处理器的内部各个模块，如系统外设、多媒体、电源管理、存储器接口及Connectivity模块等。

第2章是扩展板电路设计，介绍了LED、蜂鸣器、按键、串行通信、EEPROM、SD卡及USB等工作原理及硬件电路设计方法。

第二篇为开发基础篇，分为两章。

第3章是嵌入式Linux开发环境构建，介绍了嵌入式Linux开发的基本概念，常用Linux命令，常用软件开发工具的安装：如Putty、VMware、Linux安装，以及NFS服务器的配置。

第4章是make工程管理及Shell介绍，介绍了make工程管理及Shell简单语法，每个知识点均是以实例来讲解。

第三篇为系统移植篇，分为三章。

第5章是BootLoader介绍，介绍了BootLoader的工作原理、工作模式、常见的BootLoader和BootLoader移植方法。

第6章是移植Linux内核，介绍了Linux内核的配置方法、Linux3.5版本的内核移植过程以及调试、烧写内核的方法，读者能够边做边学，实时的看到内核在目标板的运行效果。

第7章是移植根文件系统，介绍了根文件系统组成，根文件系统的制作和移植方法。

第四篇为驱动开发篇，分为三章。

第8章是驱动开发基础，介绍了嵌入式Linux驱动程序开发的基本概念，字符设备驱动程序框架，自动创建设备节点的方法，设计了一个简单的字符设备驱动程序项目。

第9章是驱动开发核心技术，介绍了Linux操作系统提供的相关API函数的使用方法，包括信号量、等待队列、Tasklet、工作队列、内核定时器等使用方法，每一部分皆给出了具体实例项目。

第10章是驱动开发进阶，介绍了Linux设备驱动模型的原理，Platform虚拟总线的构成，接下来以ADC、I2C和触摸屏为例介绍了基于设备驱动模型下的驱动程序编写方法。

第五篇是项目实战篇，分为两章。

第11章Qt应用程序开发，介绍Qt 开发环境搭建的方法，包括Qt Creator在Linux上的安装，Qt4库的移植。以LED为例，讲述驱动程序调用和Qt4下应用程序编写方法。

第12章是综合实例，讲述了智能家居项目，从硬件设计、驱动编写、Qt4应用开发方面进行讲解。

附录是学习知识要点及能力要点，包括教材的知识要点及掌握程度、教材的能力要点及掌握程度。