嵌入式系统的调试方法一般为通过PC（宿主机）上的集成开发环境交叉编译针对特定电路板（目标机）的程序，然后将程序通过目标板的JTAG、串口或网口等途径下载到目标板上运行。因此，为了构造一个嵌入式系统的学习环境，拥有一块包含CPU、存储器及I/O电路的目标电路板往往是必要的。虽然许多集成开发环境附带模拟软件，但仅限于指令集的模拟，均无法模拟物理的目标机硬件平台，因而在其上只能进行应用程序的象征性模拟开发。但是，并非所有人都能拥有一块物理的电路板。
设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口，它为应用程序屏蔽硬件的细节，一般来说，Linux的设备驱动程序需要完成如下功能：（1）初始化设备；（2）提供各类设备服务；（3）负责内核和设备之间的数据交换；（4）检测和处理设备工作过程中出现的错误。
笔者曾经在《基于嵌入式操作系统VxWorks的多任务并发程序设计》（《软件报》2006年第5~12期）中详细叙述了进程和线程的区别，并曾经说明Linux是一种“多进程单线程”的操作系统。Linux本身只有进程的概念，而其所谓的“线程”本质上在内核里仍然是进程。大家知道，进程是资源分配的单位，同一进程中的多个线程共享该进程的资源（如作为共享内存的全局变量）。Linux中所谓的“线程”只是在被创建的时候“克隆”(clone)了父进程的资源，因此，clone出来的进程表现为“线程”，这一点一定要弄清楚。因此，Linux“线程”这个概念只有在打冒号的情况下才是最准确的，可惜的是几乎没有书籍留心去强调这一点。
Linux进程在内存中包含三部分数据：代码段、堆栈段和数据段。代码段存放了程序的代码。代码段可以为机器中运行同一程序的数个进程共享。堆栈段存放的是子程序（函数）的返回地址、子程序的参数及程序的局部变量。而数据段则存放程序的全局变量、常数以及动态数据分配的数据空间（比如用malloc函数申请的内存）。与代码段不同，如果系统中同时运行多个相同的程序，它们不能使用同一堆栈段和数据段。
Linux支持多种文件系统，如ext、ext2、minix、iso9660、msdos、fat、vfat、nfs等。在这些具体文件系统的上层，Linux提供了虚拟文件系统（VFS）来统一它们的行为，虚拟文件系统为不同的文件系统与内核的通信提供了一致的接口。
Linux操作系统在服务器领域的应用和普及已经有较长的历史，这源于它的开源特点以及其超越Windows的安全性和稳定性。而近年来，Linux操作系统在嵌入式系统领域的延伸也可谓是如日中天，许多版本的嵌入式Linux系统被开发出来，如ucLinux、RTLinux、ARM-Linux等等。在嵌入式操作系统方面，Linux的地位是不容怀疑的，它开源、它包含TCP/IP协议栈、它易集成GUI。
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开发Linux设备驱动是我的工作，也是我的生活。Linux设备驱动开发工作是如此地有趣，以至于生活也因此而兴致盎然。自Linus一时“意气用事”编写出Linux内核以后，这个名字叫做Linux的企鹅从此在世界开疆辟壤。地球村上无数的组织和个人将这只企鹅安放在不同的硬件平台上，让它支持各种层出不穷的外设芯片，这样的演变过程无一不伴随着设备驱动的开发，于是乎，时至今日，Linux内核中的绝大多数源代码都集中在设备驱动这一层面上。在村长Linus的带领下，参与这个全球互动的驱动开发活动，将企鹅玩弄于鼓掌之中，总是令人兴奋的。
本章讲述一个底层驱动软件工程师必备的硬件基础，给出了嵌入式系统硬件原理及分析方法的一个完整而简洁的全景视图。
1.5设备驱动Hello World：LED驱动
1.2节中我们看到一个干净利落的设备驱动，它直接运行在硬件之上，不与任何操作系统关联。当系统中包含操作系统后，设备驱动会变得怎样？
本章将带您走入Linux设备驱动的精彩世界。 1.1节阐明了设备驱动的概念和作用。 1.2节和1.3节分别讲述在无操作系统情况下和有操作系统情况下设备驱动的设计，通过对二者不同的分析阐明设备驱动与硬件和操作系统的关系。 1.4节对Linux操作系统的设备驱动进行了概要性的介绍，给出了驱动与整个软硬件系统的关系，分析了Linux设备驱动的重难点和学习方法。本章的最后给出了一个设备驱动的“Hello World”实例，即最简单的LED驱动在无操作系统情况下和Linux操作系统下的实现。
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