物联网与嵌入式系统应用开发_杨维剑_9787564354640

　　《物联网与嵌入式系统应用开发》主要介绍了物联网与嵌入式系统的关系以及物联网应用中嵌入式系统的开发。并以S3C6410为核心，详细介绍了在Linux、WinCE6.0、Android系统软件下，构建嵌入式开发环境、嵌入式系统移植与开发以及软硬件综合调试等内容，最后给出了在物联网应用中常用的嵌入式系统开发实例。
　　《物联网与嵌入式系统应用开发》可作为普通高等学校物联网工程及其相关专业的教材，也可供从事物联网及其相关专业的人士阅读。

　　物联网专业面向现代信息处理技术，培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与科技开发及研究方面的高等工程技术人才。
　　物联网专业要求学生具有扎实的电子技术、现代传感器和无线网络技术、物联网相关高频和微波技术，有线和无线网络通信理论、信息处理、计算机技术、系统工程等方向的基础理论，同时掌握物联网系统的传感层、传输层与应用层关键设计等专门知识和技能，并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力。
　　目前物联网技术发展很快，涉及多种网络技术，不同网络各具特点，适用于不同的应用环境，所以，教学大纲要求掌握多种网络技术（3G、GPRS/蓝牙，WiFi，ZIGBEE，专用网络等）、网络间路由和数据处理、无线有线网关设计等新技术。
　　物联网的核心技术是嵌入式软件技术，教学大纲强调嵌入式软件开发设计能力的重要性。要求学生具有较强的软件设计能力，这对于掌握物联网网络协议栈和实现物联网通信非常重要；同时也要求学生掌握5000。10000行无线单片机C语言软件开发能力，并且能够全面掌握嵌入式、单片机、无线单片机软件和硬件技术。
　　让学生同时具有物联网与嵌入式方面的知识和能力，是社会发展的需要。编制一本适合我院物联网专业高年级学生使用的物联网与嵌入式系统应用教材，符合我院人才培养的目的和要求。本书由此应运而生。
　　本书分为九章：第1章着重介绍物联网与嵌入式系统关系，第2章着重介绍了基于S3C6410嵌入式CPU的核心板、SDK底板原理图设计，第3章着重介绍了嵌入式硬件设计与制作，第4章着重介绍构建Tiny6410建立Linux开发环境，第5章着重介绍了基于S3C6410WindowsCE6.0开发环境，第6章着重介绍建立Android编译环境，第7章着重介绍了Tiny6410下linux系统移植与开发，第8章着重介绍了Tiny6410下WindowsCE6.0系统移植与开发，第9章着重介绍了Tiny6410下Android系统移植与开发。
　　本书第1、2、3、8章由杨维剑编写，第4、5章由王梅英编写，第6、7章由符长友编写，第9章由魏扬编写，并负责全书的校对。
　　全书得到了朱文忠、蒋华龙、凌军、居锦武、杨善红、项菲等老师的大力支持、帮助，在此表示衷心的感谢！
　　全书由杨维剑任主编，王梅英、符长友、魏扬任副主编。由于作者水平有限，加之时间仓促，书中难免有不当之处，敬请读者批评指正。

　　《物联网与嵌入式系统应用开发》：
　　3.嵌入式系统的种类与发展
　　按照上述嵌入式系统的定义，只要满足定义中三要素的计算机系统，都可称为嵌入式系统。嵌入式系统按形态可分为设备级（工控机）、板级（单板、模块）、芯片级（MCU、SoC）。有些人把嵌入式处理器当作嵌入式系统，但由于嵌入式系统是一个嵌入式计算机系统，因此，只有将嵌入式处理器构成一个计算机系统，并作为嵌入式应用时，这样的计算机系统才可称作嵌入式系统。
　　嵌入式系统与对象系统密切相关，其主要技术发展方向是满足嵌入式应用要求，不断扩展对象系统要求的外围电路（如ADC、DAC、PWM、日历时钟、电源监测、程序运行监测电路等），形成满足对象系统要求的应用系统，所以，嵌入式系统作为一个专用计算机系统，要不断向计算机应用系统发展。因此，可以把定义中的专用计算机系统引申成满足对象系统要求的计算机应用系统。
　　1.1.2 嵌入式系统的独立发展道路
　　1.单片机开创了嵌入式系统独立发展道路
　　嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，然而，微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足广大对象系统的嵌入式应用要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路。这条道路就是芯片化道路。将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。
　　在探索单片机的发展道路时，有过两种模式，即“∑模式”与“创新模式”。“∑模式”本质上是通用计算机直接芯片化的模式，它将通用计算机系统中的基本单元进行裁剪后，集成在一个芯片上，构成单片微型计算机；“创新模式”则完全按嵌入式应用要求设计全新的，满足嵌入式应用要求的体系结构、微处理器、指令系统、总线方式、管理模式等。Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照创新模式发展起来的单片形态的嵌入式系统（单片微型计算机）。MCS-51是在MCS-48探索的基础上，进行全面完善的嵌入式系统。历史证明，“创新模式”是嵌入式系统独立发展的正确道路，MCS-51的体系结构也因此成为单片嵌入式系统的典型结构体系。
　　2.单片机的技术发展史
　　单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。
　　（1）SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。
　　（2）MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用中，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。
　　（3）嵌入式系统的独立发展之路，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
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